Биотехнологические процессы древности доклад

Обновлено: 04.07.2024

Человечество с самого начала своей истории использует различные природные явления или процессы для удовлетворения своих потребностей. Они могут иметь физическую, химическую или биологическую природу. Однако только в последние 2-3 века человечество начало активно познавать природу этих процессов, таким образом развились естественные науки какими мы их знаем. Из-за более сложной природы объектов изучения и отсутствия необходимых инструментов развитие биологии как науки продвигалось несколько медленнее физики и химии. Однако со второй половины XX века из-за развития методологии разрыв стал сокращаться.

И в результате биологическая наука, обогащенная достижениями энзимологии, микробиологии, вирусологии, молекулярной биологии сумела создать систему взаимосвязанных отраслей биотехнологии, основанных на функционировании природных систем, метаболические механизмы которых подчинены интересам человечества. Благодаря этому люди получили инструменты для решения множества проблем, таких как загрязнение окружающей среды, исчерпание невозобновляемых ресурсов, недостаточное производство еды и прочее.

1 Определение биотехнологии

Из этого и предыдущих определений следует, что биотехнология — и наука, и сфера производства. Она включает разделы энзимологии, промышленной микробиологии, прикладной биохимии, медицинской микробиологии и биохимии, а также разделы, связанные с конструированием заводского оборудования и созданием специализированных поточных линий.

2 История развития биотехнологии

За последние 20 лет биотехнология, благодаря своим специфическим преимуществам перед другими науками, совершила решительный прорыв на промышленный уровень. Этим она в немалой степени обязана также развитию новых методов исследований и интенсификации процессов, открывших ранее неизвестные возможности в получении биопрепаратов, способов выделения, идентификации и очистки биологически активных веществ.

Биотехнология формировалась и эволюционировала по мере формирования и развития человеческого общества. Ее возникновение, становление и развитие условно можно подразделить на 4 периода.

2.1 Эмпирический период

Эмпирический период или доисторический - самый длительный, охватывающий примерно 8000 лет, из которых более 6000 лет до н.э. и около 2000 лет н.э. Древние народы того времени интуитивно использовали приемы и способы изготовления хлеба, пива и некоторых других продуктов, которые теперь мы относим к разряду биотехнологических.

Известно, что шумеры - первые жители Месопотамии (на территории современного Ирака) создали цветущую в те времена цивилизацию. Они выпекали хлеб из кислого теста, владели искусством готовить пиво. Приобретенный опыт передавался из поколения в поколение, распространялся среди соседних народов (ассирийцев, вавилонян, египтян и древние индусов). В течение нескольких тысячелетий известен уксус, издревле приготавливавшийся в домашних условиях. Первая дистилляция в виноделии осуществлена в XII в.; водку из хлебных злаков впервые получили в XVI в.; шампанское известно с XVIII в.

К эмпирическому периоду относятся получение кисломолочных продуктов, квашеной капусты, медовых алкогольных напитков, силосование кормов.

Таким образом, народы исстари пользовались на практике биотехнологическими процессами, ничего не зная о микроорганизмах. Эмпиризм также был характерен и в практике использования полезных растений и животных.

2.2 Этиологический период

Этиологический период в развитии биотехнологии охватывает вторую половину XIX в. и первую треть XX в. (1856 - 1933 гг.). Он связан с выдающимися исследованиями великого французского ученого Л. Пастера (1822 - 95) - основоположника научной микробиологии.

Пастер установил микробную природу брожения, доказал возможность жизни в бескислородных условиях, создал научные основы вакцинопрофилактики и др.

В этот же период творили его выдающиеся ученики, сотрудники и коллеги: Э. Дюкло, Э. Ру, Ш.Э. Шамберлан, И.И. Мечников; Р. Кох, Д. Листер, Г. Риккетс, Д. Ивановский и др.

В 1859г. Л. Пастер приготовил жидкую питательную среду, Р. Кох в 1881г. предложил метод культивирования бактерий на стерильных ломтиках картофеля и на агаризованных питательных средах. И, как следствие этого, удалось доказать индивидуальность микробов и получить их в чистых культурах. Более того, каждый вид мог быть размножен на питательных средах и использован в целях воспроизведения соответствующих процессов (бродильных, окислительных и др.).

Среди достижений 2-й периода особо стоит отметить следующие:

1856г. - чешский монах Г. Мендель открыл законы доминирования признаков и ввел понятие единицы наследственности в виде дискретного фактора, который передается от родителей потомкам;

1883г. - И. Мечников разработал теорию клеточного иммунитета;

1984г. - Ф. Леффлер изолировал и культивировал возбудителя дифтерии;

1892г. - Д.Ивановский открыл вирусы;

1893г. - В. Оствальд установил каталитическую функцию ферментов;

1902г. - Г. Хаберланд показал возможность культивирования клеток растений в питательных растворах;

1912г. - Ц. Нейберг раскрыл механизм процессов брожения;

1926г. - X. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности;

1932г. - М. Кнолль и Э. Руска изобрели электронный микроскоп.

В этот период было начато изготовление прессованных пищевых

дрожжей, а также продуктов их метаболизма - ацетона, бутанола, лимонной и молочной кислот, во Франции приступили к созданию биоустановок для микробиологической очистки сточных вод.

Тем не менее, накопление большой массы клеток одного возраста оставалось исключительно трудоемким процессом. Вот почему требовался принципиально иной подход для решения многих задач в области биотехнологии.

2.3 Биотехнический период

Биотехнический период - начался в 1933 г. и длился до 1972 г.

Особенно мощный толчок в развитии промышленного биотехнологического оборудования был отмечен в период становления и развития производства антибиотиков (время второй мировой войны 1939-1945 гг., когда возникла острая необходимость в противомикробных препаратах для лечения больных с инфицированными ранами).

Все прогрессивное в области биотехнологических и технических дисциплин, достигнутое к тому времени, нашло свое отражение в биотехнологии:

1936г. - были решены основные задачи по конструированию, со¬зданию и внедрению в практику необходимого оборудования, в том числе главного из них - биореактора (ферментера, аппарата-культиватора);

1938г. - А. Тизелиус разработал теорию электрофореза;

1942г. - М. Дельбрюк и Т. Андерсон впервые увидели вирусы с помощью электронного микроскопа;

1943г. - пенициллин произведен в промышленных масштабах;

1949г. - Дж. Ледерберг открыл процесс конъюгации у Е.coli;

1950г. - Ж. Моно разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования микробов, которые развили в своих исследованиях М. Стефенсон, И. Молек, М. Иерусалимский,

И. Работнова, И. Помозгова, И. Баснакьян, В. Бирюков;

1952г. - У. Хейс описал плазмиду как внехромосомный фактор наследственности;

1953г. - Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали структуру ДНК. Это стало побудительным мотивом для разработки способов крупномас¬штабного культивирования клеток различного происхождения для получения клеточных продуктов и самих клеток;

1959г.- японские ученые открыли плазмиды антибиотикоустойчивости (К-фактор) у дизентерийной бактерии;

1961г. - М. Ниренберг прочитал первые три буквы генетического

кода для аминокислоты фенилаланина;

1962г. - X. Корана синтезировал химическим способом функциональный ген;

1969г. - М. Беквит и С. Шапиро выделили ген lас-оперона у Е.coli;

1970г. - выделен фермент рестриктаза (рестриктирующая эндонуклеаза).

2.4 Геннотехнический период

Геннотехнический период начался с 1972 г., когда П. Берг создал первую рекомбинацию молекулы ДНК, тем самым показав возможность направленных манипуляцией с генетическим материалом бакерий.

Естественно, что без фундаментальной работы Ф. Крика и Дж. Уотсона по установлению структуры ДНК было бы невозможно достигнуть современных результатов в области биотехнологии. Выясение механизмов функционирования и репликации ДНК, выделение и изучение специфичных ферментов привело к формированию строго научного подхода к разработке биотехнических процессов на основе генноинженерных манипуляций.

Создание новых методов исследований явилось необходимой предпосылкой развития биотехнологии в 4-ом периоде:

1977г. - М. Максам и У. Гилберт разработали метод анализа пер¬вичной структуры ДНК путем химической деградации, а Дж. Сэнгер

1981г. - разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител;

1982г. - поступил в продажу человеческий инсулин, продуцируемый клетками кишечной палочки; разрешена к применению в Европейских странах вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК; разработаны генно-инженерные интерфероны, фактор некротизации опухоли, интерлейкин-2, соматотропный гормон человека и др;

1986г. - К. Мюллис разработал метод полимеразной цепной реакции (ПЦР);

1988г. - началось широкомасштабное производство оборудования и диагностических наборов для ПЦР;

1997г. - клонировано первое млекопитающее (овечка Долли) из дифференцированной соматической клетки.

Такие выдающиеся отечественные ученые как Л.С. Ценковский, С.Н. Вышелесский, М.В. Лихачев, Н.Н. Гинзбург, С.Г. Колесов, Я.Р. Коляков, Р.В. Петров, В.В. Кафаров и др. внесли неоценимый вклад в развитие биотехнологии.

Разработка интенсивных процессов (вместо экстенсивных) на основе направленных, фундаментальных исследований (с продуцентами антибиотиков, ферментов, аминокислот, витаминов).
Получение суперпродуцентов.
Создание различных продуктов, необходимых человеку, на основе генноинженерных технологий.
Создание необычных организмов, ранее не существовавших в природе.
Разработка и внедрение в практику специальной аппаратуры биотехнологических систем.
Автоматизация и компьютеризация биотехнологических производственных процессов при максимальном использовании сырья и минимальном потреблении энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном мире биотехнология прочно заняла ведущую роль в развитии научно-технического прогресса. Биотехнология решает проблемы не только медицины или создания пищевых продуктов путем ферментации (традиционной области ее применения); с ее помощью ведется, например, разработка полезных ископаемых, решается проблема энергоресурсов, ведется борьба с нарушениями экологического равновесия и т.д.

Закономерно, что биотехнология включена в число приоритетных национальных программ. За биотехнологией будущее человечества в решении проблемы материальных ресурсов, обеспечения энергией, охраны окружающей среды и здоровья людей.

2. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. — Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. — 622 с. (в пер.)3. Гвоздев В.А. Подвижная ДНК эукариот // Соросовский Образовательный Журнал. - 1996. - №2. - С. 22 - 31.

3. 11. Щелкунов С.А. Генетическая инженерия. Ч.1. Новосибирск: НГУ, 1994 г.

4. Основы фармацевтической биотехнологии: Учебное пособие / Т.П. Прищеп, В.С. Чучалин, К.Л. Зайков, Л.К. Михалева. – Ростов-на-Дону.: Феникс; Томск: Издательство НТЛ, 2006..

Удивительными открытиями в науке и грандиозным научно-техническим
прогрессом ознаменовался XX век, однако научно-технический прогресс в
настоящем виде имеет негативные стороны: исчерпание ископаемых
ресурсов, загрязнение окружающей среды, исчезновение многих видов
растений и животных, глобальное изменение климата, появление озоновых
дыр над полюсами Земли и т.д.

Содержание

Введение……………………………………………………………………. 3 стр.
1. История развития биотехнологии……………………………………4 стр.
1.1. Эмпирический период……………………………………. 4 стр.
1.2. Этиологический период…………………………………………..4 стр.
1.3. Биотехнический период…………………………………………..5 стр.
1.4. Геннотехнический период………………………………………..6 стр.
2. Основные направления развития биотехнологий…………………..8 стр.
2.1. Медицинские биотехнологии…………………………… ………8 стр.
2.2. Агробиотехнологии……………………………………… ………9 стр.
2.3. Экологические биотехнологии…………………………… ……10 стр.
2.4. Генная инженерия………………………………………………..11 стр.
3. Рынок биотехнологий в мире……………………………………. …18 стр.
Заключение………………………………………………………………….23 стр.
Литература…………

Вложенные файлы: 1 файл

biotekhnologiiiII.docx

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра технологии переработки продукции животноводства

По предмету: Основы биотехнологии с/х продукции.

Выполнил студент группы

Проверил : Уткина О. С

1. История развития биотехнологии……………………………………4 стр.

1.1. Эмпирический период……………………………………. ..4 стр.

1.2. Этиологический период…………………………………………..4 стр.

1.3. Биотехнический период…………………………………………..5 стр.

1.4. Геннотехнический период………………………………………..6 стр.

2. Основные направления развития биотехнологий…………………..8 стр.

2.1. Медицинские биотехнологии…………………………… ………8 стр.

2.2. Агробиотехнологии………………………………… …… ………9 стр.

2.3. Экологические биотехнологии…………………………… ……10 стр.

2.4. Генная инженерия……………………………………………….. 11 стр.

3. Рынок биотехнологий в мире……………………………………. …18 стр.

В данной контрольной работе мы рассмотрим историю возникновения, основные направления развития современных биотехнологий и рынок биотехнологий в современном мире.

1.История развития биотехнологии:

1.1. Эмпирический период или доисторический - самый длительный, охватывающий примерно 8000 лет, из которых более 6000 лет до н.э. и около 2000 лет н.э. Древние народы того времени интуитивно использовали приемы и способы изготовления хлеба, пива и некоторых других продуктов, которые теперь мы относим к разряду биотехнологических.

В 1796 г. произошло важнейшее событие в биологии - Э. Дженнером были проведены первые в истории прививки человеку коровьей оспы.

1.2. Этиологический период в развитии биотехнологии охватывает вторую половину XIX в. и первую треть XX в. (1856 - 1933 гг.). Он связан с выдающимися исследованиями великого французского ученого Л. Пастера (1822 - 95) - основоположника научной микробиологии.

Среди достижений 2-й периода особо стоит отметить следующие:

1883г. - И. Мечников разработал теорию клеточного иммунитета;

1984г. - Ф. Леффлер изолировал и культивировал возбудителя дифтерии;

1892г. - Д.Ивановский открыл вирусы;

1893г. - В. Оствальд установил каталитическую функцию ферментов;

1902г. - Г. Хаберланд показал возможность культивирования клеток растений в питательных растворах;

1912г. - Ц. Нейберг раскрыл механизм процессов брожения;

1913г. - Л. Михаэлис и М. Ментен разработали кинетику ферментативных реакций;

1926г. - X. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности;

1932г. - М. Кнолль и Э. Руска изобрели электронный микроскоп.

В этот период было начато изготовление прессованных пищевых

1.3. Биотехнический период - начался в 1933 г. и длился до 1972 г.

1936г. - были решены основные задачи по конструированию, созданию и внедрению в практику необходимого оборудования, в том числе главного из них - биореактора (ферментера, аппарата-культиватора);

1938г. - А. Тизелиус разработал теорию электрофореза;

1942г. - М. Дельбрюк и Т. Андерсон впервые увидели вирусы с помощью электронного микроскопа;

1943г. - пенициллин произведен в промышленных масштабах;

1949г. - Дж. Ледерберг открыл процесс конъюгации у Е.colly;

И. Работнова, И. Помозгова, И. Баснакьян, В. Бирюков;

1951г. - М. Тейлер разработал вакцину против желтой лихорадки;

1952г. - У. Хейс описал плазмиду как внехромосомный фактор наследственности;

1953г. - Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали структуру ДНК. Это стало побудительным мотивом для разработки способов крупномасштабного культивирования клеток различного происхождения для получения клеточных продуктов и самих клеток;

1959г.- японские ученые открыли плазмиды антибиотикоустойчивости (К-фактор) у дизентерийной бактерии;

1961г. - М. Ниренберг прочитал первые три буквы генетического

кода для аминокислоты фенилаланина;

1962г. - X. Корана синтезировал химическим способом функциональный ген;

1969г. - М. Беквит и С. Шапиро выделили ген 1ас-оперона у Е.colly;

1970г. - выделен фермент рестриктаза (рестриктирующая эндонуклеаза).

1.4. Геннотехнический период начался с 1972 г., когда П. Берг создал первую рекомбинацию молекулы ДНК, тем самым показав возможность направленных манипуляцией с генетическим материалом бактерий.

Естественно, что без фундаментальной работы Ф. Крика и Дж. Уотсона по установлению структуры ДНК было бы невозможно достигнуть современных результатов в области биотехнологии. Выяснение механизмов функционирования и репликации ДНК, выделение и изучение специфичных ферментов привело к формированию строго научного подхода к разработке биотехнических процессов на основе генноинженерных манипуляций.

1977г. - М. Максам и У. Гилберт разработали метод анализа первичной структуры ДНК путем химической деградации, а Дж. Сэнгер

- путем полимеразного копирования с использованием терминирующих аналогов нуклеотидов;

1981г. - разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител;

Вступление. Биотехноло́гия — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в XX—XXI веках, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и одомашненных животных путем искусственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

Биотехнология основана на генетике, молекулярной биологии, биохимии, эмбриологии и клеточной биологии, а также прикладных дисциплинах — химической и информационной технологиях и робототехнике.

История биотехнологии

Так, в 1814 году петербургский академик К. С. Кирхгоф (биография) открыл явление биологического катализа и пытался биокаталитическим путём получить сахар из доступного отечественного сырья (до середины XIX века сахар получали только из сахарного тростника). В 1891 году в США японский биохимик Дз. Такамине получил первый патент на использование ферментных препаратов в промышленных целях: учёный предложил применить диастазу для осахаривания растительных отходов.

В начале XX века активно развивалась бродильная и микробиологическая промышленность. В эти же годы были предприняты первые попытки наладить производство антибиотиков, пищевых концентратов, полученных из дрожжей, осуществить контроль ферментации продуктов растительного и животного происхождения.

Первый антибиотик — пенициллин — удалось выделить и очистить до приемлемого уровня в 1940 году, что дало новые задачи: поиск и налаживание промышленного производства лекарственных веществ, продуцируемых микроорганизмами, работа над удешевлением и повышением уровня биобезопасности новых лекарственных препаратов.

Нужна помощь в написании доклада?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Помимо широкого применения в сельском хозяйстве, на основе генной инженерии возникла целая отрасль фармацевтической промышленности, называемая “индустрией ДНК” и представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии. Более четверти всех лекарств, используемых сейчас в мире, содержат ингредиенты из растений. Генно-модифицированные растения являются дешевым и безопасным источником для получения полностью функциональных лекарственных белков (антител, вакцин, ферментов и др.) как для человека, так и для животных. Примерами применения генной инженерии в медицине являются также производство человеческого инсулина путем использования генно-модифицированных бактерий, производство эритропоэтина (гормона, стимулирующего образование эритроцитов в костном мозге. Физиологическая роль данного гормона состоит в регуляции продукции эритроцитов в зависимости от потребности организма в кислороде) в культуре клеток (т.е. вне организма человека) или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.

В XX веке в большинстве стран мира основные усилия медицины были направлены на борьбу с инфекционными заболеваниями, снижение младенческой смертности и увеличение средней продолжительности жизни. Страны с более развитой системой здравоохранения настолько преуспели на этом пути, что сочли возможным сместить акцент на лечение хронических заболеваний, болезней сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний, поскольку именно эти группы болезней давали наибольший процент прироста смертности.

В настоящее время уже появились практические возможности значительно снизить или скорректировать негативное воздействие наследственных факторов. Медицинская генетика объяснила, что причиной многих генных мутаций является взаимодействие с неблагоприятными условиями среды, а, следовательно, решая экологические проблемы можно добиться снижения заболеваемости раком, аллергией, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, психическими болезнями и даже некоторыми инфекционными заболеваниями. Вместе с тем, ученым удалось выявить гены, ответственные за проявление различных патологий и способствующие увеличению продолжительности жизни. При использовании методов медицинской генетики хорошие результаты получены при лечении 15% болезней, в отношении почти 50% заболеваний наблюдается существенное улучшение.

Таким образом, значительные достижения генетики позволили не только выйти на молекулярный уровень изучения генетических структур организма, но и вскрыть сущность многих серьезных болезней человека, вплотную подойти к генной терапии.

Клонирование – это один из методов, применяемых в биотехнологии для получения идентичных потомков при помощи бесполого размножения. Иначе клонирование можно определить как процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной клетки или организма. То есть полученные в результате клонирования организмы похожи не только внешне, но и генетическая информация, заложенная в них, абсолютно одинакова.

Первым искусственно клонированным многоклеточным организмом стала в 1997 г. овца Долли. В 2007 году одного из создателей клонированной овцы Елизавета II наградила за это научное достижение рыцарским званием.

Достижения биотехнологии

Уже получены трансгенные мыши, кролики, свиньи, овцы, в геноме которых работают чужеродные гены различного происхождения, в том числе гены бактерий, дрожжей, млекопитающих, человека, а также трансгенные растения с генами других, неродственных видов. Например, в последние годы получено новое поколение трансгенных растений, для которых характерны такие ценные признаки, как устойчивость к гербицидам, к насекомым и др.

На сегодняшний день методы генной инженерии позволили осуществить синтез в промышленных количествах таких гормонов, как инсулин, интерферон и соматотропин (гормон роста), которые необходимы для лечения ряда генетических болезней человека — сахарного диабета, некоторых видов злокачественных образований, карликовости,

Нужна помощь в написании доклада?

С помощью генетических методов были получены также штаммы микроогранизмов (Ashbya gossypii, Pseudomonas denitrificans и др.), которые производят в десятки тысяч раз больше витаминов (С, В₃, В₁₃, и др.), чем исходные формы.

Очень важное направление клеточной инженерии связано с ранними стадиями эмбриогенеза. Например, оплодотворение яйцеклеток в пробирке уже сейчас позволяет преодолевать некоторые распространенные формы бесплодия у человека.

Культуру растительных клеток выгодно использовать для быстрого размножения медленно растущих растений — женьшеня, маслинной пальмы, малины, персиков и др.

Уже многие годы для решения проблемы загрязнения окружающей среды используются биологические методы, разработанные биотехнологами. Так, бактерии родов Rhodococcus и Nocardia с успехом применяют для эмульгирования и сорбции углеводородов нефти из водной среды. Они способны разделять водную и нефтяную фазы, концентрировать нефть, очищать сточные воды от примесей нефти.

Человек использовал биотехнологию многие тысячи лет. По свидетельству легенд и народных сказаний древности, люди с незапамятных времен готовили из сока винограда вино, делали сыр из скисшего молока, поражали врагов и диких зверей стрелами, наконечники которых были пропитаны смертельным ядом. Археологические раскопки в Двуречье помогли найти сохранившиеся остатки пекарен и пивоварен, которые были построены соответственно за 6000 и 2000 лет до н.э.

Человек наблюдал многие удивительные явления, происходящие в живых организмах, таких как: свертывание крови, дозревание и разложение мясных, рыбных и растительных продуктов. Почему все это происходило, он долгое время не мог объяснить. Наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе знакомых им технологий домашнего производства продуктов питания и их хранения. Они действовали интуитивно, пользуясь микроорганизмами, не догадываясь об их существовании. Но в течение тысячелетий успешно применяли метод микробиологической ферментации для приготовления и сохранения пищи.

И лишь в начале 19 века, были обнаружены вещества, вызывающие подобные превращения. Они получили названия ферментов. Люди научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства и перерабатывать отходы.

Становлению и развитию биотехнологии как науки предшествовали открытия в области микробиологии таких ученых как: Хук, Левенгук, Женнер, Пастер, Кох и др.

В конце 19 века благодаря трудам французского ученого Луи Пастера были созданы реальные предпосылки для дальнейшего развития прикладной микробиологии, а также в значительной мере и биотехнологии. Пастер всегда стремился к тому, чтобы его работы непосредственно служили людям. Он знал, какую огромную роль играет виноделие в развитии экономики Франции. Порча вина приносила стране и виноделам большие убытки. Требовалось найти научное объяснение причинам, вызывающим это явление. Будучи ценителем и любителем вина, Пастер стал изучать процесс брожения, который считался многими учеными чисто химическим явлением. Ученый сделал вывод о том, что брожение происходит только в присутствии живых организмов - дрожжей и является биологическим явлением. Порчу вина он объяснил тем, что при попадании бактерий в вино происходит вытеснение дрожжей, и вино превращается в уксус. Для предотвращения порчи Пастер предложил сразу по окончании брожения подогревать вино до 60 О С - 70 О С, не доводя до кипения. Вкус вина при этом сохраняется, а бактерии погибают. Этот процесс теперь называют пастеризацией. Так обрабатывают молоко, пиво, вино.

Таким образом, Луи Пастер установил, что микробы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании отдельных продуктов участвуют различные их виды. Его исследования послужили основой развития в конце 19 и начале 20 веков бродильного производства органических растворителей (ацетона, этанола, бутанола, изопропилового спирта) и других химических веществ, где использовались разнообразные виды микроорганизмов. И сегодня многие химические соединения получают путем брожения, самым выгодным с экономической точки зрения способом.

Пастер открыл возможность жизни без кислорода. Так живут, в частности, маслянокислые бактерии, делающие горьким вино, молоко, пиво.

К дальнейшему изучению микроорганизмов Пастера подтолкнула смерть дочери Жанны от тифа. Он предположил, что бактерии вызывают не только "болезни вина", но и людей. Пастер доказал, что, прививая ослабленных микроорганизмов - возбудителей, можно создавать у организма невосприимчивость к болезни - иммунитет. Прививочный материал Пастер назвал вакциной. Открыл вакцину против бешенства.

В настоящее время процессы биохимической технологии широко используются при производстве ценных биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, гормонов и др.), для предотвращения загрязнения окружающей среды, защиты растений от болезней и вредителей, в крупномасштабном производстве белков и аминокислот, предназначенных в качестве добавок к кормам в животноводстве.

Новая биотехнология началась после открытия Дж. Уотсоном и Ф. Криком строения ДНК. Главным объектом исследований до сих пор остается живая клетка, но центральное место в экспериментах занимают манипуляции с ДНК. Пользуясь методами генной (генетической) инженерии, создаются искусственные, заранее запрограммированные структуры в виде рекомбинантных ДНК, осуществляют трансплантацию генов между разными видами микробных клеток, а также между клетками одноклеточных и многоклеточных организмов. Многообразны биотехнологические манипуляции с клеточными структурами и протопластами. Развитие генной и клеточной инженерии позволило получать ранее недоступные вещества - в первую очередь лекарственные препараты (интерфероны, гормоны роста, инсулин человека и др.). Разработка методов генетической инженерии, основанных на создании рекомбинантных ДНК, привела к "биологическому буму", свидетелями которого мы являемся. Эти методы не только открывают возможности улучшения уже освоенных процессов и продуктов, но и дают нам совершенно оригинальные способы получения новых веществ, позволяют осуществлять новые процессы.

На третьем съезде Европейской ассоциации биотехнологов (Мюнхен, 1984г) голландский ученый Е. Хаувинк разделил историю развития биотехнологии на пять периодов, учитывая основные открытия, способствующие ее развитию:

Читайте также: