🗊 Введение в современную биотехнологию . «нет ничего более практичного, чем хорошая теория» кто-то из великих физиков Планк ил

Введение в современную биотехнологию . «нет ничего более практичного, чем хорошая теория» кто-то из великих физиков Планк или Эйнштейн.

Биотехнология (БТ) - научно-практический приоритет 21 века постгеномные  технологии: геномика, протеомика, биоинформатика, метоболомика нанобиотехнологии.   проект «Антропогеномика» - создание  генетических паспортов для спортсменов и др. пилотных групп населения. проекты по биоразнообразию, биобезопасности и биокатализу Медицинские БТ создание жизненно важных ЛП (гормоны, цитокины, биодженерики, терапевтические МАТ, вакцины нового поколения), развитие технологий стволовых клеток. В  сельском хозяйстве - развитие трансгенных растительных и животных культур. В пищевой БТ - разработки для функционального, сбалансированного питания, в т.ч. отдельный проект по биотехнологии  морепродуктов. В экологической БТ - восстановление агроландшафтов и создание экологически чистого жилья. Проект «Биочипы» - создание оригинальных биочипов для исследований в геномике и протеомике и диагностике.

Взаимосвязь технологии и живого Микробиообъекты: клетки растений и животных, микроорганизмы и их инженерные модификации, биомолекулы с информационной и функциональной активностью.

Классификационные подходы: Макробиообъекты животного происхождения: Человек (донор) Человек (объект иммунизации, донор) Млекопитающие, рептилии, птицы, рыбы, насекомые, членистоногие, морские беспозвоночные

Фундаментальные научные основы биотехнологии достижения микробиологии, биохимии, биофизики. молекулярной биологии, генетики,

Термин Карл Эреки 1917 – (процесс промышленного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы). Биотехнология – это все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты. описание процессов промышленной ферментации, область, именуемая сейчас эргономикой. Биотехнология – это направление научно-технического прогресса, использующее биологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу, а также в интересах промышленного получения полезных для человека продуктов, в том числе и лекарственных препаратов.

Биотехнологические продукты Вакцины и сыворотки Антибиотики Ферменты и антиферменты Гормоны и их антагонисты Витамины (В12 ) Аминокислоты Кровезаменители Алкалоиды Иммуномодуляторы Биорадиопротекторы Иммунные диагностикумы и биосенсоры

История биотехнологии I Эмпирический период– ок. 6000 лет до Р.Х. и до средины Х1Х в. воспроизведение естественных процессов в искусственных условиях: хлебопечение, выделка кожи, получение льна, натурального шелка, силосование кормов для скота, изготовление кисломолочных продуктов, сыров, квашенной капусты, Виноделие Пивоварение

II – Научно-практический период (1856-1933 годы ) Л. Пастер – основоположник научной микробиологии и ее дисциплин (промышленной, медицинской, химической и санитарной микробиологии). -установил микробную природу процессов брожения, -доказал анаэробный путь метаболизма и возможности жизни в бескислородных условиях, - научные основы вакцинопрофилактики и вакцинотерапии (иммунология), - метод стерилизации (Пастеризация). де Бари – основоположник микологии, основа современных классификационных схем макро и микромицетов. Д.И. Ивановский - 1892 г вирус табачной мозаики, после открыты другие вирусы = вирусология

III – Биотехнический период 1933-1972 гг «Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов» (А. Клюйвер, Л.Х.Ц. Перкин) начало промышленной биотехнологии: технические приемы внедрения в производство крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечивающего проведение процессов в стерильных условиях. методические подходы к оценке и интерпретации получаемых результатов при глубинном культивировании грибов. 1939-1945 гг становление и развитие производства антибиотиков. За 40 лет решены основные задачи по конструированию, созданию и внедрению в практику промышленного оборудования в том числе биореакторов.

Производ-ство пени-цил-лина

IV – молекулярный или генотехнический период 1972 г - первая рекомбинантная молекула ДНК ( П. Берг с сотрудниками,США). 1982 г коммерческий генноинженерный человеческий инсулин. Другие генноинженерные препараты: интерфероны, фактор некроза опухоли (TNF), интерлейкин-2, соматотропный гормон человека.

Основные направления биотехнологии Биотопливные элементы превращают химическую энергию субстратов в другие виды энергии получение источников энергии – биогаза, углеводов. производство водорода, с помощью хемотрофных и цианобактерий, водорослей, некоторых простейших

Космическая биотехнология – Космическая биотехнология – Невесомость - изменение течения физико-химических процессов: снижение конвекции, исключение седиментации, силы поверхностного натяжения больше гравитационных, исключение пристеночных явлений (протекание процессов без емкостей). легче создать условия для кристаллизации белков в чистом виде для различных целей и для рентгеноструктурного анализа. легче инкапсулировать клетки в полупроницаемые мембраны, например клетки поджелудочной железы животных, для последующей имплантации больным сахарным диабетом, где они будут синтезировать инсулин, инкапсуллированные клетки печени можно использовать для создания искусственных органов для очистки крови.

Инженерная энзимология – использование каталитических функций ферментов в изолированном состоянии или в составе клеток для получения разнообразных продуктов. Инженерная энзимология – использование каталитических функций ферментов в изолированном состоянии или в составе клеток для получения разнообразных продуктов.

Возможности точная и ранняя диагностика, профилактика и лечение инфекционных и генетических заболеваний; повышение урожайности сельхоз. культур путем создания растений устойчивых к вредителям, болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды; создание микроорганизмов продуцирующих различные БАС (антибиотики, полимеры, аминокислоты, ферменты); создание пород сельхоз животных с улучшенными наследуемыми признаками; переработка токсичных отходов – загрязнителей окружающей среды

Опасения и этические аспекты вредное воздействие генноинженерных организмов на другие организмы или окружающую среду; уменьшение природного генетического разнообразия при создании рекомбинантных организмов; Изменение генетической природы человека с помощью генноинженерных методов; нарушение права человека на неприкосновенность частной жизни при применении новых диагностических методов; патентование генноинженерных животных; доступность только богатым с целью получения прибыли; Экономический ущерб традиционному сельскому хозяйству; вытеснение биотехнологическими подходами к лечению, традиционных эффективных методов лечения; борьба за приоритеты мешает свободному обмену мыслями между учеными.