Биотехнологии: понятие, сущность, история возникновения. Основные направления и методы биотехнологии презентация

Понятие, сущность, история возникновения биотехнологии
Впервые термин «биотехнология» был предложен в 1917 году венгерским инженером К. Эрике:
«Биотехнология — это все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты».

Он предложил процесс крупномасштабного промышленного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. При этом Эрике рассматривал превращение сырья (свеклы) в целевой продукт, в данном случае свинину как ряд биотехнологических этапов.
Однако это совершенно точное определение не получило широкого распространения.

Биотехнология использует достижения различных областей науки и позволяет создавать широкий ассортимент коммерческих продуктов и методов.

В 1984 г. Европейской Федерацией Биотехнологов дано такое определение: «Биотехнология – это интегральное использование биохимии, микробиологии и инженерных наук в целях промышленной реализации способностей микроорганизмов, культур клеток и их частей».
В 1983 г. в Братиславе на биотехнологическом Конгрессе было принято следующее определение: «Биотехнология – это наука, разрабатывающая основы крупнотоннажной реализации процессов получения с помощью катализаторов различных продуктов и защита окружающей среды».

В литературе имеется множество определений биотехнологии:
Биотехнология – наука об использовании биологических процессов в технике и промышленном производстве.
2. Биотехнология – промышленное использование биологических процессов на основе микроорганизмов, культуры клеток и тканей, а также отдельных структур и компонентов клеток животных и растений с заданными свойствами.
3. В современном понимании биотехнология - это наука о технологиях создания и использования биологических объектов, способствующих интенсификации производства или получению новых видов продуктов различного назначения на основе методов клеточной и генетической инженерии.

Человек использовал биотехнологические процессы еще много тысяч лет назад: люди занимались пивоварением, пекли хлеб; они придумали способы хранения и переработки продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, соевого соуса), научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства и перерабатывать отходы.
Биотехнология формировалась и эволюционировала с развитием человеческого общества. Ее становление различные ученые подразделяют на несколько периодов.
Елинов Н.П. (1995) условно выделил 4 периода:
эмпирический,
этиологический,
биотехнический,
генотехнический.

Голландский ученый Е. Хаувинк (1984) выделил 5 периодов:

В основные задачи биотехнологии входит создание и широкое освоение:
1) новых биологически активных веществ (БАВ) и лекарственных препаратов для медицины (инсулина, гормонов и др.), позволяющих осуществить раннюю диагностику и лечение тяжелых заболеваний;
2) микробиологических средств защиты растений от болезней и вредителей, бактериальных удобрений и регуляторов роста культур; новых высокопродуктивных и устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды сортов и гибридов;
3) ценных кормовых добавок и БАВ для повышения продуктивности животноводства; новых методов биоинженерии для эффективной профилактики, диагностики и терапии основных болезней с/х животных;
4) новых технологий получения ценных продуктов для использования в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности;
5) технологий глубокой и эффективной переработки с/х, промышленных и бытовых отходов, использования сточных вод для производства биогаза и высококачественных удобрений.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ (Н.П. Еленов, 1995)

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ

К «белой» биотехнологии относят промышленную биотехнологию, ориентированную на производство продуктов, ранее производимых химической промышленностью, – спирта, витаминов, аминокислот и др. (с учетом требований сохранения ресурсов и охраны окружающей среды).
«Зеленая» биотехнология охватывает область, значимую для сельского хозяйства. Это исследования и технологии, направленные на создание биотехнологических методов и препаратов для борьбы с вредителями и возбудителями болезней культурных растений и домашних животных, создание биоудобрений, повышение продуктивности растений, в том числе с использованием методов генетической инженерии.
«Красная» (медицинская) биотехнология – наиболее значимая область современной биотехнологии. Это производство биотехнологическими методами диагностикумов и лекарственных препаратов с использованием технологий клеточной и генетической инженерии (зеленые вакцины, генные диагностикумы, моноклональные антитела, конструкции и продукты тканевой инженерии и др.).

«Серая» биотехнология занимается разработкой технологий и препаратов для защиты окружающей среды; это рекультивация почв, очистка стоков и газовоздушных выбросов, утилизация промышленных отходов и деградация токсикантов с использованием биологических агентов и биологических процессов.
«Синяя» биотехнология в основном ориентирована на эффективное использование ресурсов Мирового океана. Прежде всего, это использование морской биоты для получения пищевых, технических, биологически активных и лекарственных веществ.

Клеточная инженерия
использует методы введения культур и клеток и их практического использования.
Клеточная селекция основана на выращивании клеток (как растительных, так и животных) вне организма на специально подобранных средах в регулируемых условиях.
Соматическая гибридизация – это слияние двух различных клеток в культуре тканей.

Генная (генетическая) инженерия – совокупность методов, позволяющих осуществить генетическую информацию, перенос (трансгенез) чужеродных генов из одного организма в другой.
Генетическая инженерия (по Э.С. Пирузян) – система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем (в пробирке) искусственные генетические структуры в виде так называемых рекомбинантных или гибридных молекул ДНК.

Клонирование