Навигация
Общие понятия, основные вехи биотехнологии
41413
знаков
1
таблица
0
изображений
1. Общие понятия, основные вехи биотехнологии
Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики. Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном.[2]
Выдающиеся достижения биотехнологии в конце ХХ в. привлекли к ней внимание не только широкого круга ученых, но и всей мировой общественности. Не случайно ХХI в. предложено считать веком биотехнологии.[3]
Термин «биотехнология» предложил венгерский инженер Карл Эреки (1917), когда описывал производство свинины (конечный продукт) с использованием сахарной свеклы (сырье) в качестве корма для свиней (биотрансформация).
Под биотехнологией К. Эреки понимал «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты». Все последующие определения этого понятия - всего лишь вариации пионерской и классической формулировки К. Эреки.
Биотехнология - наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты.
По определению академика Ю.А. Овчинникова, биотехнология - комплексная, многопрофильная область научно - технического прогресса, включающая разнообразный микро - биологический синтез, генетическую и клеточную инженерную энзимологию, использование знаний, условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах.
К биотехнологии относится трансплантация эмбрионов, получение трансгенных организмов, клонирование.
Стэнли Коэн и Герберт Бойер в 1973 г. разработали метод переноса гена из одного организма в другой. Коэн писал: «...есть надежда, что удастся ввести в Е. coli гены, ассоциированные с метаболическими или синтетическими функциями присущими другим биологическим видам, например, гены фотосинтеза или продукции антибиотиков». С их работы началась новая эра в молекулярной биотехнологии. Было разработано большое число методик, позволяющих 1) идентифицировать 2) выделять; 3) давать характеристику; 4) использовать гены.
В 1978 г. сотрудники фирмы «Genetech» (США) впервые выделили последовательности ДНК, кодирующие инсулин человека, и перенесли их в клонирующие векторы, способные реплицироваться в клетках Escherichia coli. Этот препарат мог использоваться больными диабетом, у которых наблюдалась аллергическая реакция на инсулин свиньи.
В настоящее время молекулярная биотехнология дает возможность получать огромное количество продуктов: инсулин, интерферон, «гормоны роста», вирусные антигены, огромное количество белков, лекарственных препаратов, низкомолекулярные вещества и макромолекулы.
Несомненные успехи в использовании индуцированного мутагенеза и селекции для улучшения штаммов-продуцентов при производстве антибиотиков и т.д. стали еще более значимы с использованием методов молекулярной биотехнологии.
Основные вехи развития молекулярной биотехнологии представлены в таблице 1.
Таблица 1. История развития молекулярной биотехнологии (Глик, Пастернак, 2002)
| Дата | Событие |
| 1917 | Карл Эреки ввел термин «биотехнология» |
| 1943 | Произведен пенициллин в промышленном масштабе |
| 1944 | Эвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что генетический материал представляет собой ДНК |
| 1953 | Уотсон и Крик определили структуру молекулы ДНК |
| 1961 | Учрежден журнал «Biotechnology and Bioengineering» |
| 1961-1966 | Расшифрован генетический код |
| 1970 | Выделена первая рестрицирующая эндонуклеаза |
| 1972 | Коран и др. синтезировали полноразмерный ген тРНК |
| 1973 | Бойер и Коэн положили начало технологии рекомбинантных ДНК |
| 1975 | Колер и Мильштейн описали получение моноклональных антител |
| 1976 | Изданы первые руководства, регламентирующие работы с рекомбинантными ДНК |
| 1976 | Разработаны методы определения нуклеотидной последовательности ДНК |
| 1978 | Фирма «Genetech» выпустила человеческий инсулин, полученный с помощью Е.coli |
| 1980 | Верховный суд США, слушая дело Даймонд против Чакрабарти, вынес вердикт, что микроорганизмы, полученные генно-инженерными методами, могут быть запатентованы |
| 1981 | Поступили в продажу первые автоматические синтезаторы ДНК |
| 1981 | Разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител |
| 1982 | Разрешена к применению в Европе первая вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК |
| 1983 | Для трансформации растений применены гибридные Ti –плазмиды |
| 1988 | Выдан патент США на линию мышей с повышенной частотой возникновения опухолей, полученную генно – инженерными методами |
| 1988 | Создан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) |
| 1990 | В США утвержден план испытаний генной терапии с использованием соматических клеток человека |
| 1990 | Официально начаты работы над проектом «Геном человека» |
| 1994-1995 | Опубликованы подробные генетические и физические карты хромосом человека |
| 1996 | Ежегодный объем продаж первого рекомбинантного белка (эритропоэтина) превысил 1 млрд. долларов |
| 1996 | Определена нуклеотидная последовательность всех хромосом эукариотического микроорганизма |
| 1997 | Клонировано млекопитающее из дифференцированной соматической клетки |
В настоящее время в мире существует более 3000 биотехнологических компаний. В 2004 г. в мире было произведено биотехнологической продукции более чем на 40 млрд. долларов.
Похожие работы
... в местных университетах или технических вузах. Большинство исследователей выделяют 4 основных типа инкубаторов: университетские, муниципальные, частные и инкубаторы корпорации. Выработана умеренная стратегия развития научно-производственного комплекса, соответствующая реальным условиям. Ниже приведены основные элементы этой стратегии, включающей 3 этапа: Этап первый – «промышленный парк». Главной ...
... многих развитых странах (США, Япония и др.). Суть ее в том, что в менее развитых в экономическом отношении регионах России на специально выделенных территориях совместными усилиями государства, частного сектора и местных властей будут формироваться новые научно-производственные комплексы (НПК), призванные стать полюсами роста (или очагами развития) для экономических районов и республик. Для того ...
... олигонуклеотидов—одну полуавтоматическую, а вторую в комплексе с компьютером. В 1982 г. цена этих приборов на американском рынке составляла 36000—39500 долл.[2]. К открытиям связанным с достижениями генной инженерии нужно прибавить то, что огромный генетический «чертеж» многоклеточного существа просчитан полностью. Я думаю это можно назвать достижением века. После восьми лет работы многих ...
... 1972 год, когда в Стенфордском университете П. Берг и С. Коэн с сотрудниками создали первую рекомбинантную ДНК, содержавшую фрагменты ДНК вируса SV40, бактериофага и E. coli. Генетическая инженерия Одним из разделов молекулярной генетики и молекулярной биологии, который нашел наибольшее практическое приложение, является генная инженерия. Генная инженерия – это сумма методов, позволяющих ...
0 комментариев