Биотехнологии: понятие, сущность, история возникновения. Основные направления и методы биотехнологии

1. БИОТЕХНОЛОГИИ: ПОНЯТИЕ, СУЩНОСТЬ, ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ БИОТЕХНОЛОГИИ

Выполнила студентка
2 курса магистратуры, гр. 04201.60
Лисина Анастасия Валентиновна

2. Понятие, сущность, история возникновения биотехнологии

Впервые термин «биотехнология» был предложен в
1917 году венгерским инженером К. Эрике:
«Биотехнология — это все виды работ, при которых
из сырьевых материалов с помощью живых
организмов производятся те или иные продукты».

3.

Он предложил процесс крупномасштабного промышленного
выращивания свиней с использованием в качестве корма
сахарной свеклы. При этом Эрике рассматривал превращение
сырья (свеклы) в целевой продукт, в данном случае свинину
как ряд биотехнологических этапов.
Однако это совершенно точное
определение
не
получило
широкого распространения.

4.

Биотехнология использует достижения различных
областей науки и позволяет создавать широкий
ассортимент коммерческих продуктов и методов.

5.

В 1984 г. Европейской Федерацией Биотехнологов
дано такое определение: «Биотехнология – это
интегральное
использование
биохимии,
микробиологии и инженерных наук в целях
промышленной
реализации
способностей
микроорганизмов, культур клеток и их частей».
В 1983 г. в Братиславе на биотехнологическом
Конгрессе было принято следующее определение:
«Биотехнология – это наука, разрабатывающая
основы крупнотоннажной реализации процессов
получения с помощью катализаторов различных
продуктов и защита окружающей среды».

6.

В литературе имеется множество определений биотехнологии:
1. Биотехнология – наука об использовании биологических
процессов в технике и промышленном производстве.
2.
Биотехнология
–
промышленное
использование
биологических процессов на основе микроорганизмов,
культуры клеток и тканей, а также отдельных структур и
компонентов клеток животных и растений с заданными
свойствами.
3. В современном понимании биотехнология - это наука о
технологиях создания и использования биологических
объектов, способствующих интенсификации производства или
получению новых видов продуктов различного назначения на
основе методов клеточной и генетической инженерии.

7.

Человек использовал биотехнологические процессы еще
много тысяч лет назад: люди занимались пивоварением, пекли
хлеб; они придумали способы хранения и переработки
продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса,
соевого соуса), научились делать мыло из жиров, изготавливать
простейшие лекарства и перерабатывать отходы.
Биотехнология формировалась и эволюционировала с
развитием человеческого общества. Ее становление различные
ученые подразделяют на несколько периодов.
Елинов Н.П. (1995) условно выделил 4 периода:
• эмпирический,
• этиологический,
• биотехнический,
• генотехнический.

8.

Голландский ученый Е. Хаувинк (1984) выделил 5 периодов:
Период
Характеристика
Допастеровекая
эра (1865)
Использование спиртового и молочнокислого брожения при
получении пива, вина, хлебопекарных и пивных дрожжей, сыра.
Получение ферментированных продуктов и уксуса.
Пастеровский
период (18661840 гт.)
Производство этанола, бутанола, ацетона, глицерина, органических
кислот, вакцин. Аэробная очистка канализационных вод.
Производство кормовых дрожжей из углеводов.
Период
антибиотиков
(1940-1960 гг.)
Производство пенициллина и других антибиотиков путем
глубинной ферментации. Культивирование растительных клеток и
получение вирусных вакцин. Микробиологическая трансформация
стероидов.
Период
управляемого
биосинтеза
(1961-1975гг.)
Производство аминокислот с помощью микробных мутантов.
Получение очищенных ферментных препаратов. Промышленное
использование иммобилизованных ферментов и клеток. Анаэробная
очистка канализационных вод и получение биогаза. Производство
бактериальных полисахаридов.
Эра новой
биотехнологии
(с 1973 г.)
Использование клеточной и генетической инженерии в целях
получения
агентов
биосинтеза.
Получение
гибридов,
продуцирующих
моноклональных
антител,
трансплантация
эмбрионов.

9.

В основные задачи биотехнологии входит создание и широкое
освоение:
1) новых биологически активных веществ (БАВ) и лекарственных
препаратов для медицины (инсулина, гормонов и др.), позволяющих
осуществить раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний;
2) микробиологических средств защиты растений от болезней и
вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста культур;
новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным
факторам внешней среды сортов и гибридов;
3) ценных кормовых добавок и БАВ для повышения продуктивности
животноводства; новых методов биоинженерии для эффективной
профилактики, диагностики и терапии основных болезней с/х
животных;
4) новых технологий получения ценных продуктов для
использования в пищевой, химической, микробиологической и
других отраслях промышленности;
5) технологий глубокой и эффективной переработки с/х,
промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод для
производства биогаза и высококачественных удобрений.

10.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ (Н.П. Еленов, 1995)

11.

12.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ
Медицинская
С/Х
Промышленная
Экологическая
Иммунная

13.

14.

К «белой» биотехнологии относят промышленную биотехнологию,
ориентированную на производство продуктов, ранее производимых
химической промышленностью, – спирта, витаминов, аминокислот и др.
(с учетом требований сохранения ресурсов и охраны окружающей среды).
«Зеленая» биотехнология охватывает область, значимую для сельского
хозяйства. Это исследования и технологии, направленные на создание
биотехнологических методов и препаратов для борьбы с вредителями и
возбудителями болезней культурных растений и домашних животных,
создание биоудобрений, повышение продуктивности растений, в том
числе с использованием методов генетической инженерии.
«Красная» (медицинская) биотехнология – наиболее значимая область
современной биотехнологии. Это производство биотехнологическими
методами диагностикумов и лекарственных препаратов с использованием
технологий клеточной и генетической инженерии (зеленые вакцины,
генные диагностикумы, моноклональные антитела, конструкции и
продукты тканевой инженерии и др.).

15.

«Серая» биотехнология занимается разработкой технологий и
препаратов для защиты окружающей среды; это рекультивация почв,
очистка стоков и газовоздушных выбросов, утилизация промышленных
отходов и деградация токсикантов с использованием биологических
агентов и биологических процессов.
«Синяя» биотехнология в основном ориентирована на эффективное
использование ресурсов Мирового океана. Прежде всего, это
использование морской биоты для получения пищевых, технических,
биологически активных и лекарственных веществ.

16.

Клонирование
Основные
методы
биотехнологии
Генная
инженерия
Клеточная
инженерия

17.

Клеточная инженерия
использует методы введения культур и
клеток и их практического
использования.
Клеточная селекция основана на
выращивании клеток (как растительных,
так и животных) вне организма на
специально
подобранных
средах
в
регулируемых условиях.
Соматическая гибридизация –
это слияние двух различных клеток в
культуре тканей.

18.

Генная
(генетическая)
инженерия
–
совокупность методов, позволяющих осуществить
генетическую информацию, перенос (трансгенез)
чужеродных генов из одного организма в другой.
Генетическая инженерия (по Э.С. Пирузян) –
система экспериментальных приемов, позволяющих
конструировать лабораторным путем (в пробирке)
искусственные генетические структуры в виде так
называемых рекомбинантных или гибридных
молекул ДНК.

19.

Клонирование

20.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!