Какво е биотехнологията? Основни насоки и постижения

Знаете ли какво е биотехнологията? Със сигурност сте чували нещо за нея. Това е важна част от съвременната биология. Това стана като физиката един от основните приоритети в световната икономика и наука в края на 20-ти век. Преди половин век никой не знаеше какво е биотехнологията. Основанията обаче са учените, които са живели през 19 век. Биотехнологиите получиха мощен импулс за развитие благодарение на работата на изследователя от Франция Луи Пастьор (години на живот - 1822-1895 г.). Той е основател на съвременната имунология и микробиология.

През 20-и век генетиката и молекулярната биология се развиват бързо, използвайки постиженията на физиката и химията. По това време най-важната посока беше разработването на методи, чрез които биха могли да се култивират животни и растения.

Пробив на изследванията

През 1980 г. се наблюдава рязък скок в научните изследвания в областта на биотехнологиите. По това време бяха създадени нови методически и методически подходи, които осигуриха преход към прилагането на биотехнологиите в науката и практиката. Имаше възможност да извлечете от тази голяма икономически ефект. Според прогнозите биотехнологичните стоки трябваше да формират в началото на новия век една четвърт от световното производство.

Работа, извършвана в нашата страна

Активното развитие на биотехнологиите се проведе в момента в нашата страна. В Русия също има значително разширяване на работата в тази област и въвеждането на резултатите от тях през 80-те години. В нашата страна през този период беше разработена и въведена първата биотехнологична програма на национален мащаб. Създадени са специални междуведомствени центрове, са обучени специалисти по биотехнологии, са създадени отдели и са създадени лаборатории в университети и изследователски институции.

Биотехнологиите днес

Днес сме толкова свикнали с тази дума, че малко хора си задават въпроса: "Какво е биотехнологията?" Междувременно не би било излишно да се запознаете с нея по-подробно. Съвременните процеси в тази област се основават на методи за използване на рекомбинантна ДНК и имобилизирани ензими, клетъчни органели или клетки. Съвременната биотехнология е наука за клетъчни и генетично конструирани технологии и методи за създаване и използване на трансформирани генетично биологични обекти с цел да се засили производството или да се създадат нови видове продукти. Има три основни области, за които сега ще говорим.

Индустриална биотехнология

В тази посока можем да различим един вид червена биотехнология (лекарство). Смята се за най-важната област на приложение на биотехнологията. Те играят все по-важна роля в разработването на лекарства (по-специално за лечение на рак). Голямо значение за биотехнологията има диагнозата. Те се използват, например, за създаване на биосензори, ДНК чипове. В Австрия червената биотехнология днес заслужава признание. Той дори се счита за двигател за развитието на други индустрии.

Нека да преминем към следващото разнообразие от промишлени биотехнологии. Тази биотехнология е зелена. Използва се, когато се извършва селекция. Тази биотехнология днес предоставя специални методи, които спомагат за разработването на противодействия срещу хербициди, вируси, гъби, насекоми. Всичко това е много важно, ще се съгласите.

Генетичното инженерство е от особено значение за областта на зелената биотехнология. С нея се създават предпоставки за трансфер на гените на един растителен вид към други, като по този начин учените могат да повлияят върху развитието на стабилни характеристики и свойства.

Сивата биотехнология се използва за опазване на околната среда. Неговите методи се използват за почистване на канализации, саниране на почвата, почистване на газове и отпадъчен въздух, за преработка на отпадъци.

Но това не е всичко. Има и бяла биотехнология, която обхваща сферата на употреба в химическата промишленост. Биотехнологичните методи в този случай се използват за безопасно и ефикасно производство на ензими, антибиотици, аминокиселини, витамини и алкохол.

И накрая, последният сорт. Синята биотехнология се основава на техническото приложение на различни организми, както и на процесите на морската биология. В този случай изследователският център е биологичните организми, обитаващи Световния океан.

Нека да продължим към следващата посока - клетъчно инженерство.

Клетъчно инженерство

Тя се занимава с получаване на хибриди, клониране, изучаване на клетъчни механизми, "хибридни" клетки, събиране на генетични карти. Неговото начало се приписва на 60-те години, когато се появи методът на хибридизация соматични клетки. До този момент са подобрени методи на култивиране и са възникнали методи за отглеждане на тъкани. Соматичната хибридизация, в която се създават хибриди без участието на сексуалния процес, сега се извършва чрез култивиране на различни клетки от линии от същия вид или използване на клетки от различни видове.

Хибридоми и тяхното значение

Хибридомите, т.е. хибридите между лимфоцитите (обичайните клетки на имунната система) и туморните клетки, притежават свойствата на клетъчните линии на родителите. Те са в състояние, като рак, споделят за неопределено време на хранителен изкуствена среда (т.е., са "безсмъртни"), и могат също така, като лимфоцитите да произвеждат еднакво (моноклонални) антитела, притежаващи определена специфичност. Тези антитела се използват за диагностични и терапевтични цели, като чувствителни реагенти за органични вещества и др.

Друга област на клетъчното инженерство е манипулацията на клетки, които нямат ядра, със свободни ядра, както и с други фрагменти. Тези манипулации се свеждат до комбиниране на части от клетката. Подобни експерименти, заедно с микроинжектиране на багрила или хромозоми в клетката, се извършват, за да се установи как цитоплазмата и ядрото влияят взаимно, кои фактори регулират активността на определени гени и т.н.

С помощта на съединение в ранните стадии на развитие на клетки от различни ембриони, се отглеждат така наречените мозаечни животни. В противен случай те се наричат ​​химери. Те се състоят от 2 типа клетки, които се различават по генотипове. Чрез тези експерименти се изяснява как се извършва диференциацията на тъканите и клетките по време на развитието на организма.

клониране

Съвременната биотехнология е немислима без клониране. Експерименти, свързани с предаването на различни соматични клетъчни ядра в енуклеирани (т.е. лишени ядро) яйчни животни с по-нататъшно култивиране на организъм възрастен резултат на ембриони са провеждани в продължение на десетилетия. Въпреки това, те са получили много широка популярност от края на 20-ти век. Днес наричаме такива експерименти за клониране на животни.

Много малко хора познават днес Доли овцете. През 1996 г., близо до Единбург (Шотландия), първото клониране на бозайник е извършено в Института "Рослин", който се осъществява от възрастна клетка. Долината на Доли беше първият такъв клонинг.

Генетично инженерство

Появявайки се в началото на 70-те години, генното инженерство днес постигна значителен успех. Нейните методи трансформират клетки на бозайници, дрожди и бактерии в реални "фабрики" за производството на всеки протеин. Подобно постижение на науката дава възможност да се изучат подробно функциите и структурата на протеините, за да се използват като медикаменти.

Основите на биотехнологиите вече се използват широко. Исторически бацил, например, стана в наши дни доставчик на важни хормони на соматотропин и инсулин. Приложното генетично инженерство има за цел да проектира рекомбинантни ДНК молекули. Когато се въвеждат в специфичен генетичен апарат, те могат да дадат на тялото полезни свойства за даден човек. Например, възможно е да се получат "биологични реактори", т.е. животни, растения и микроорганизми, които произвеждат вещества, които са фармакологично важни за хората. Напредъкът в биотехнологията е довел до възможността за размножаване на породи животни и растителни сортове с признаци, които са ценни за хората. С помощта на методи за генетично инженерство е възможно да се извърши генетично сертифициране, да се създадат ДНК ваксини, да се диагностират различни генетични заболявания и т.н.

заключение

Така че, отговорихме на въпроса: "Какво е биотехнологията?" Разбира се, статията дава само основна информация за нея, накратко посочва посоките. Тази уводна информация предоставя преглед на съвременните биотехнологии и начина, по който се използват.