Биотехнология

Биотехнология

Биотехнология (biotechnology), в наиб, широком смысле — использование живых организмов и биол. процессов в пром. произ-ве. Корни Б. прослеживаются по крайней мере до 6000 г. до н.э. Виноделие, пивова-рение, выпечка хлеба из дрожжевого теста — все процессы, включающие брожение (ферментацию), практиковались еще в Др. Месопотамии и Др. Египте. Однако люди не осознавали, что эти процессы осуществляются живыми организмами, до тех пор, пока в 17 в. не были открыты дрожжи ив 19 в. — бактерии (Пас-тером). К кон. 19 в. такие продукты, как этанол и уксусная к-та, производились методом использования микробного брожения (с помощью микроорганизмов). Однако это была нестерильная Б., при к-рой большое кол-во разнообразных микроорганизмов конкурировали между собой за субстрат, и в рез-те получалась смесь разных конечных продуктов. В 1940-х гг. потребность в больших кол-вах вновь открытых антибиотиков привела к внедрению стерильных методов брожения. При этом стимулировался рост только опред. микроорганизма за счет применения сложных техн. приемов, позволяющих получать необходимый продукт с относительно высоким выходом. С кон. 1960-х гг. прогресс в мол. биологии и управлении процессами привел к наназывают биохим. инженерией. Б. в этом смысле включает произ-во либо целых клеток (биомассы), как при получении кормового белка, либо конкретного конечного продукта, напр. энзима, антибиотика или орга-нич. к-ты. Процесс получения требуемого продукта состоит из трех осн. этапов. Сначала необходимо получить организм-продуцент либо путем селекционного скрещивания, либо с помощью генной инженерии. Затем, этот организм вступает в брожение при заданных условиях в биологическом реакторе. На конечном этапе необходима последующая переработка (часто наиб, дорогостоящий этап) для отделения требуемого продукта от субстрата. Кроме того, микробное воздействие можно применять для разложения загрязнителей, напр, при очистке сточных вод или обработке нефтяной пленки, а также для извлечения металлов из бедных руд. Б. — рез-тат интеграции мн, ветвей биологии (микробиологии, биохимии, генетики, мол. биологии) с хим. технологией и си-стемотехникой. Б. позволяет производить продукты с меньшими затратами, при меньшем энергопотреблении и большей безопасности для окруж. среды, чем традиционные пром. методы, и решать новые проблемы в сфере медицины, произ-ва, контроля над загрязнениями и получения источников энергии. До полной реализации возможностей Б., по-видимому, еще далеко.

Микроинъекция дополнительного органического материала в клетку — метод, применяемый в биотехнологии. Пипетка удерживает клетку (справа), в то время как зонд (слева) используется для введения генетического материала.