Традиционные и современные биотехнологии

Традиционные и современные биотехнологии 2. 4
Биотехнология – это совокупность способов и методов получения необходимых для человека ве-
ществ и продуктов с использованием живых организмов. Как наука биотехнология занимается также
улучшением и получением новых штаммов микроорганизмов, новых сортов растений и пород живот-
ных.
Биотехнологические процессы человек применяет с древних времен: для получения молочнокис-
лых продуктов, изготовления различных напитков, в хлебопечении и т. д.
Большого прогресса биотехнология достигла с развитием молекулярной биологии, биохимии, гене-
тики и других биологических наук.
Биотехнологические подходы и методы можно разделить на традиционные и современные.
1. Традиционные биотехнологии
• применяют с древних времен (6000 лет до н. э.);
• основаны на традиционных методах культивирования микроорганизмов;
• не исключают использование современных методов (клонирование ДНК, клеточные культуры и др.).
1.1. Промышленная микробиология – обеспечивает получение необходимых продуктов из культур
микроорганизмов.
1.2. Техническая биохимия – обеспечивает получение веществ на основе ферментативного катализа
и культивирования гибридомных клеток.
2. Современные биотехнологии
• начали использовать относительно недавно (около 50–100 лет);
• основаны на современных методах (технология рекомбинантной ДНК, клеточные культуры и др.).
2.1. Генная инженерия – обеспечивает получение продуктов путем создания новых генетических
структур с использованием технологии рекомбинантной ДНК;
2.2. Клеточная инженерия – обеспечивает получение необходимых веществ на основе культур рас-
тительных и животных клеток.
В настоящее время биотехнологическими методами получают многие необходимые человеку про-
дукты и вещества (см. таблицу).
Достижения традиционных и современных биотехнологий вносят существенный вклад в решение
глобальных проблем человечества.
Продукты, полученные традиционными и современными биотехнологическими способами
Отрасли
биотехнологии
Продукты, полученные в различных отраслях
сельское
хозяйство
пищевая
промышленность
медицина
химическая
промышленность
энергетическая
промышленность
Промышленная
биотехнология
корма, аминокислоты,
витамины,
гормоны, антибиотики,
ферменты,
удобрения,
биоинсектициды
аминокислоты,
витамины, полисахариды,
напитки,
продукты
питания,
лимонная
и уксусная
кислоты
витамины, гормоны, антибиотики,
ферменты,
вакцины, полисахариды,
алкалоиды, нуклеотиды,
диагностические препараты,
глюконовая кислота
органические
растворители
(ацетон, бутанол,
этанол),
молочная
кислота,
ферменты
этанол, метанол,
этилен, водород,
метан,
биогаз
Техническая
биохимия
моноклональные
белки, ферменты,
гормоны, вакцины,
интерферон
ферменты
моноклональные
антитела, ферменты,
гормоны, вакцины,
интерферон
ферменты,
пигменты,
растворители
АТФ
Генная
инженерия
клоны, гормоны,
вакцины,
трансгенные
организмы,
азотфиксирующие
линии растений
полисахариды,
аминокислоты
гормоны,
вакцины, интерферон
Клеточная
инженерия
новые формы
растений
и животных,
клоны
полисахариды алкалоиды, эфирные
масла
пигменты,
латекс биогаз
80 2. Селекция организмов. Биотехнологии
Проблема питания: получение продуктов питания (молочнокислые и хлебопекарные продукты);
изготовление напитков; получение органических кислот (лимонная, уксусная) и др. Полученные био-
технологическим путем продукты в определенной степени возмещают недостаток природных продук-
тов питания.
Энергетическая проблема: получение биогаза; получение метанола и этанола; синтез АТФ и др.
Биотехнологические продукты реже традиционных используют в качестве источников энергии.
Проблемы сырья: извлечение металлов из руд, переработка промышленных отходов с целью их
вторичного использования. Биотехнологические продукты можно рассматривать как альтернативные
природным ресурсам источники сырья, запасы которых на планете резко уменьшаются.
Экологическая проблема: использование микроорганизмов для очистки сточных вод и промыш-
ленных отходов. Благодаря биотехнологическим способам получения нужных веществ решается про-
блема сохранения разнообразия растительного и животного мира.
Проблема охраны здоровья: получение антибиотиков; получение вакцин; получение монокло-
нальных антител и др. Биотехнологические продукты используют в лечении различных заболеваний.
Особые перспективы в будущем открывает генная терапия.