Биотехнология

Что такое биотехнология Современная биотехнология –позволяет наиболее полно реализовать возможности живых организмов для производства продуктов питания, лекарственных препаратов, решения проблем в области энергетики и охраны окружающей среды

Особенности микроорганизмов 1.Повсеместное распространение 2. Высокая скорость роста и размножения 3. Высокая степень выживаемости (t=70-105C, радиация, NaCI=25-30%, высушивание, отсутствие кислорода/ 4.Геном микроорганизмов гаплоидной, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении. 5. Невероятная продуктивность. Например: За сутки 500 кг. растений сои продуцирует 5кг. белка. Дрожжи способны выработать в биореакторе 50 тонн белка. 6. Возможность легко и быстро их селекционировать. Для выведения штамма микроорганизма нужно несколько лет.

Использование микроорганизмов 1.Получение синтетических вакцин 2. Производство кормовых белков для домашних животных 3. Разработка новых методов переработки и хранения пищевых продуктов с использованием микроорганизмов 4.Получение органических кислот, использование ферментов в моющих средствах, создание клеев, волокон, желатинизирующих веществ, загустителей 5. Использование клеточной технологии в сельском хозяйстве 6. Создание новых лекарств и лечебных препаратов. Микробиологический синтез ферментов, антибиотиков, интерферона, гормонов (инсулин, соматотропин….)

Использование микроорганизмов 7. Удаление серосодержащих соединений из угля 8. Использование в нефтедобывающей промышленности 9. Усовершенствование методов переработки промышленных и бытовых отходов 10. Выщелачивание руд 11. Получение бактериальных удобрений

Селекция микроорганизмов Традиционные методы Искусственный мутагенез Отбор по продуктивности Новейшие методы Генная инженерия Первый способ основан на выделении нужного гена из генома одного организма и введение его в геном другого Второй способ: синтез гена искусственным путем и введение его в геном бактерий

Основные разделы биотехнологии Генетическая инженерияТехнологии основаны на получении гибридных молекул ДНК и введении их в клетки бактерий, растений и животных. Клеточная инженерияТехнологии основаны на возможности выращивания тканей и клеток in vitro; на слиянии соматических (неполовых) клеток или их протопластов. Биологическая инженерияТехнология основана на изучении биологических особенностей клеток и внедрении компьютерных методов контроля технологических режимов, позволяющих максимально реализовать полезные свойства клеток.

Генетическая инженерия Генетическая (генная) инженерия развивается с 1973года. Американцы Стэнли Коэн и Энни Чанг встроили в бактериальную плазмиду участок ДНК лягушки. Затем эту трансформированную плазмиду вернули в клетку бактерии, которая стал синтезировать белки лягушки, а также передавать лягушачью ДНК своим потомкам.

Основная технология генетической инженерии В основе лежит технология получения рекомбинантной ДНК. Эта технология включает ряд последовательных экспериментальных процедур, в ходе которых осуществляется перенос ДНК одного организма в другой.

Трансформация Это введение рекомбинантной ДНК в клетку-хозяина. Организмы, содержащие фрагменты чужеродной ДНК, называют трансгенными.

Введение генов в бактерии и их экспрессия Для введения генов в бактерии фрагменты геномной ДНК изменяют, удаляя из них некодирующие области и участки соседних генов. Для введения генов в клети прокариот подбирают соответствующий вектор, способный проникнуть в клетку реципиента. Чаще всего используют ДНК фага или плазмиду бактерий.

Экспрессия генов в дрожжах Преимущества дрожжей по сравнению с бактериями 1.Рост на дешевых субстратах 2.Высокая генетическая стабильность при промышленном культивировании 3.Малый размер генома 4.Короткое время регенерации (несколько часов)

Клеточная инженерия Клетки активно делятся и расползаются по стеклу сосуда, пока они не начнут соприкасаться друг с другом. Контакт клеток приводит к остановке их движения и размножения. Клетки необходимо пересадить в новую среду, иначе культура погибнет. Долли Овечка Долли Стволовые клетки

Выберите правильные утверждения 1. Высокая степень выживаемости микроорганизмов позволяет их использовать в биотехнологии. 2. Микроорганизмы имеют низкую продуктивность. 3. Микроорганизмы используют для получения пород животных 4. Преимущества дрожжей по сравнению с бактериями состоит в их малом геноме

Выберите правильные утверждения 5. Технология клеточной инженерии основана на получении гибридных молекул ДНК и введении их в клетки бактерий, растений и животных. 6. Трансгенные организмы содержат фрагменты чужеродной ДНК 7. Генетическая инженерия основана на выращивании тканей и клеток in vitro 8. Для введения генов в бактерии используют только плазмиду бактерий

Домашнее задание Найдите примеры подтверждающие значение биотехнологии в жизни современного человека.