Основы биотехнологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

КЫРГЫЗСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ К.И.СКРЯБИНА

Факультет ветеринарной медицины и биотехнологии

РЕФЕРАТ

По дициплине: Основы биотехнологии

Тема: «Введение в биотехнологию»

Выполнил(а): Тумонбаева Кымбат Толоновна

Группа: БТХ-1-19

Проверил(а): Бондоренко Елена Петровна

БИШКЕК 2020

Введение

ь Биотехнология (кратко)

ь Виды биотехнологии

ь Структура современной биотехнологии

ь Биотехнология в медицине

ь Объекты биотехнологии

биотехнология наука медицина производство

Биотехнология

Это наука об использовании живых организмов и биологических процессов в технологиях и промышленном производстве для получения целевого продукта.

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 животных путём искусственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

До 1971 года термин «биотехнология» использовался, большей частью, в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. С 1970 года учёные используют термин в применении к лабораторным методам, таким, как использование рекомбинантной ДНК и культур клеток, выращиваемых in vitro.

Биотехнология основана на генетике, молекулярной биологии, биохимии, эмбриологии и клеточной биологии, а также прикладных дисциплинах -- химической и информационной технологиях и робототехнике. Впервые термин «биотехнология» применил венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году.

Использование в промышленном производстве микроорганизмов или их ферментов, обеспечивающих технологический процесс, известно издревле, однако систематизированные научные исследования позволили существенно расширить арсенал методов и средств 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.

Структура современной биотехнологии

Современная биотехнология включает ряд высоких технологий, которые базируются на последних достижениях экологии, генетики,

микробиологии, цитологии, молекулярной биологии. В современной биотехнологии используются биологические системы всех уровней: от молукулярно-генетического до биоценотического (биосферного); при этом создаются принципиально новые биологические системы, используемые в биотехологии, вместе с небиологическими компонентами (технологическое оборудование, материалы, системы энергоснабжения контроля и управления) удобно называть рабочими системами.

К основным разделам современной биотехнологии относятся: микробиологический синтез, клеточная инженерия и генная инженерия.

Современная биотехнология призвана решить следующие задачи:

- Промышленное производство продуктов питания, в первую очередь, белков и незаменимых аминокислот.

- Повышение плодородия почв, производство биологически активных веществ для нужд сельского хозяйства.

- Производство лекарственных препаратов и биологически активных веществ, повышающих качество жизни людей.

Биотехнологии в медицине

Биотехнология сегодня стремительно развивается и занимает ведущее место в изобретении новейших продуктов, которые активно используются населением, в частности, знания в сфере данной отрасли широко применяются в медицине при производстве фармакологических препаратов.

Последние разработки ученых позволили найти новейшие лекарства, которые позволяют преодолеть тяжелые заболевания. Биотехнологии вполне справедливо можно приравнять к инновационным технологиям. Разработки в данном направлении значительно повышают экономический потенциал не только отдельных стран, но и целой планеты.

Биотехнологии тесно переплетаются с биологией, генной инженерией, генетикой. Множественные разработки позволяют максимально изучить способы изменения окружающей человека среды и способствовать их улучшению. Биотехнологии охватывают различные направления, поэтому все изобретения условно поделены на цветовые категории:

· Зеленая. Один из наиболее востребованных и перспективных направлений. Ученые работают над созданием модифицированных видов растений, которые будут более устойчивыми к воздействию негативных факторов внешней среды. Также производится модификация клеток растений на генном уровне. В частности, создаются продукты с повышенным содержанием протеина, витаминов, микроэлементов. Употреблении таких продуктов позволит избежать многих заболеваний, которые угрожают человечеству.

· Красная. Данная отрасль биотехнологий максимально близко граничит с фармакологической отраслью. Применение подобных знаний позволяет изобретать новейшие препараты, с помощью которых удается противостоять опасным заболеваниям. Однако «красная» биотехнология имеет еще огромные перспективы. Постоянная работа над созданием лекарственных средств позволит избавиться человечеству даже от патологий, которые являются неизлечимыми сегодня.

· Белая. Данное направление обещает изобретение биотоплива, которое не будет наносить вред окружающей среде. Также она регулирует работу нефтеперабатывающей промышленности, ученые в данной сфере трудятся в поисках новых пищевых компонентов, которые бы не угрожали здоровью человека.

· Серая. Деятельность в данной сфере направлена на сохранение первозданной природы, которая постоянно подвергается воздействию негативных факторов, причем наносит эти «удары» именно человек. 

· Синяя. Ее деятельность основана на рациональном использовании морских организмов. Также ученые данного направления работают над созданием сырьевых продуктов, которые бы приносили исключительно пользу окружающей среде и самому человеку. 

Применение инновационных знаний биотехнологической науки в медицине позволяет разрабатывать уникальные продукты питания, обогащенные питательными компонентами и очищенные от негативных веществ. К примеру, в области генной инженерии специалисты в данный момент работают над созданием особого сорта злаковых культур с повышенным содержанием протеина. Также при производстве некоторых продуктов успешно применяются знания, которые дают возможность извлекать высокоаллергенные виды белка и увеличивать срок годности.Новым этапом в развитии биотехнологий может стать изобретение продуктов с повышенным содержанием витамина А. Распространение этого вещества среди населения позволит предупредить массовое развитие проблем со зрением и, как следствие, наступление слепоты. За подобными продуктами может крыться будущее населения всей планеты.Наиболее яркий при знаний в медицинско мер использования биотехнологических й науке - антибактериальные, противогрибковые, гормоносодержащие лекарственные средства. Ученым за десятки лет удалось разработать несколько десятков тысяч эффективных антибиотиков, которые позволяют успешно бороться с инфекционными процессами, не вызывая формирования резистентности микроорганизмов к компонентам препаратов.

Сегодня же ученые работают над усовершенствованием уже имеющихся лекарств, добиваясь расширения спектра действия. Категория антибактериальных препаратов является наиболее значимой при анализе роли биотехнологических знаний в области медицины.

Кроме того, владение информацией о влиянии бактериальных культур на рост злокачественных опухолей позволило специалистам разработать препарат, подавляющий развитие онкологического процесса в организме. Таких лекарством является Блеомицин. Он создан на основе микроорганизма Streptomyces verticilliis, имеющего гликопептидную природу. Компоненты препарата проникают внутрь опухолевых клеток и способствуют нарушению процесса изменения РНК и ДНК.

Для устранения заболеваний печени биотехнологами был разработан препарат на основе аминокислот, глутамата и аспартата. Сочетание компонента с натрием и калием позволяет влиять на функции сердца, поджелудочной железы.

Благодаря знаниям в области биотехнологии, удается разработать тысячи эффективных препаратов для лечения сложнейших заболеваний. Это достаточно перспективная наука, за которой стоит будущее населения нашей планеты.

Объекты биотехнологии

Объектами биотехнологии являются отдельные части клеток (митохондрии, рибосомы, хромосомы, мембраны и т.д.), сами клетки и их коллективы - клеточные культуры, отдельные микроорганизмы (грибы, водоросли, бактерии, простейшие, вирусы и т.д.), и их колонии, а также самостоятельные многоклеточные растительные и животные микроорганизмы.

С помощью биотехнологий, происходит обеспечение определенных человеческих потребностей, например: разработка медицинских препаратов, модификация или создание новых видов растений и животных, что увеличивает качество пищевых продуктов.

Источник

https://ky.wikipedia.org/

https://biorosinfo.ru

Размещено на Allbest.ru