Успіхи у вивченні та синтезі білків. Поняття про біотехнологію

Успіхи у вивченні й синтезі білків. Поняття про біотехнології.

Біотехнологія — виробниче використання біологічних агентів для одержання цінних продуктів і здійснення цільових перетворень. Люди були біотехнологами тисячі років: пекли хліб, варили пиво, готували сир, інші молочнокислі продукти, використовуючи різні мікроорганізми й навіть не підозрюючи про їхнє існування. Термін «біотехнологія» з’явився в нашій мові не дуже давно.

Мабуть, найдавнішим біотехнологічним процесом було бродіння. Опис процесу приготування пива виявлений у 1981 р. під час розкопок Вавилона на дощечці, що датується приблизно VI тисячоріччям до н. е. У ІІІ тисячоріччі до н. е. шумери виготовляли близько двох десятків видів пива. Не менш давніми біотехнологічними процесами є виноробство, хлібопечення й одержання молочнокислих продуктів.

Сучасна біотехнологія використовує методи генної інженерії й нову біопроцесорну техніку. Головні напрями біотехнології: біоенергетика, контроль над забрудненням навколишнього середовища, біогеотехнологія, сільськогосподарська біотехнологія, біоелектроніка, біотехнології в нафтовій промисловості, медицині, харчовій промисловості. Важливою складовою біотехнології є генетична інженерія. Вона виникла на початку 70-х рр. минулого століття, але сьогодні вже досягла значних успіхів. Наразі кишкова паличка (E. coli) стала постачальником таких важливих гормонів, як інсулін і соматотропін.

Історія розвитку біотехнологій. Уперше термін «біотехнологія» застосував угорський інженер Карл Ерекі в 1917 р. Систематизовані наукові дослідження дозволили істотно розширити арсенал методів і засобів біотехнології. 1814 р. петербурзький академік К. С. Кірхгоф відкрив явище біологічного каталізу ферментних препаратів у промислових цілях. На початку XX ст. активно розвивалися бродильна й мікробіологічна галузі промисловості. Перший антибіотик — пеніцилін — удалося виділити й очистити до прийнятного рівня 1940 р.

Трансгенні технології — одержання нового гена. Трансгенні рослини — це ті рослини, яким «пересадили» гени інших організмів.

Трансгенні тварини — найчастіше використовуються свині. Існують свині з людськими генами: їх вивели як донорів людських органів. Японські генні інженери ввели в геном свиней ген шпинату, який виробляє фермент, здатний перетворювати жирні насичені кислоти на лінолеву — ненасичену жирну кислоту. У модифікованих свиней на 1/5 більше ненасичених жирних кислот, ніж у звичайних.

Зелені світні свині — трансгенні свині, виведені групою дослідників з Національного університету Тайваню шляхом уведення в ДНК ембріона гена зеленого флуоресцентного білка, запозиченого у флуоресціюючої медузи. Поросята світяться зеленим кольором у темряві й мають зеленкуватий відтінок шкіри й очей на денному світлі.

Промислова біотехнологія. Головні напрями біотехнології: біотехнологія харчових продуктів, препаратів для сільського господарства, препаратів і продуктів для промислового й побутового використання, лікарських препаратів, засобів діагностики й реактивів. Біотехнологія також включає вилуговування й концентрування металів, захист навколишнього середовища від забруднення, деградацію токсичних відходів і збільшення видобутку нафти.

Біоенергетика. Біотехнологія як наука є найважливішим розділом сучасної біології, що, як і фізика, стала наприкінці XX ст. одним із пріоритетів у світовій науці й економіці. Сплеск досліджень з біотехнології у світовій науці відбувся у 80-х рр. минулого століття, коли виникла реальна можливість отримати від цього максимальний економічний ефект.