Co je biotechnologie? Hlavní směry a úspěchy

Víte, co je biotechnologie? Určitě jste o ní něco slyšela. Toto je důležitá část moderní biologie. Stala se tak jako fyzika jednou z hlavních priorit světové ekonomiky a vědy koncem 20. století. Před půl stoletím nikdo nevěděl, co je biotechnologie. Jeho základy však byly vědci, kteří žili v 19. století. Biotechnologie získala silný podnět k rozvoji díky práci výzkumného pracovníka z Francie Ludvíka Pasteura (roky života - 1822-1895). Je zakladatelem moderní imunologie a mikrobiologie.

V 20. století se genetika a molekulární biologie rychle rozvíjely s využitím výsledků fyziky a chemie. V této době byla nejdůležitějším směrem vývoj metod, které by umožňovaly pěstování zvířat a rostlin.

Překročení výzkumu

V roce 1980 došlo k nárůstu výzkumu v oblasti biotechnologie. V této době byly vytvořeny nové metodologické a metodologické přístupy, které umožnily přechod na aplikaci biotechnologie ve vědě a praxi. Byla možnost získat z tohoto velkého ekonomický efekt. Podle prognóz se biotechnologické zboží na počátku nového století stalo čtvrtinou světové produkce.

Práce prováděné v naší zemi

Aktivní vývoj biotechnologie se v naší zemi uskutečnil v této době. V Rusku také došlo k výraznému rozšíření práce v této oblasti a zavedení výsledků v osmdesátých letech. V naší zemi v tomto období byl vyvinut a realizován první biotechnologický program národní úrovně. Byly zřízeny zvláštní mezirezortní centra, odborníci na biotechnologii byli vyškoleni, byly zřízeny odbory a byly zřízeny laboratoře na univerzitách a výzkumných institucích.

Biotechnologie dnes

Dnes jsme tak zvyklí na toto slovo, že se málo lidí ptalo na otázku: "Co je to biotechnologie?" Zatím by nebylo zbytečné se s ní podrobněji seznámit. Moderní postupy v této oblasti jsou založeny na metodách použití rekombinantní DNA a DNA imobilizované enzymy, buněčné organely nebo buňky. Moderní biotechnologie je vědou o buněčných a geneticky upravených technologiích a metodách tvorby a využití transformovaných geneticky biologických objektů s cílem zintenzivnit výrobu nebo vytvářet nové typy výrobků. Existují tři hlavní oblasti, o kterých budeme hovořit.

Průmyslová biotechnologie

V tomto směru se můžeme odlišit jako druh červené biotechnologie (medicína). To je považováno za nejdůležitější oblast použití biotechnologie. Hrají stále důležitější roli ve vývoji léků (zejména v léčbě rakoviny). Velký význam biotechnologie je také v diagnostice. Používají se například k vytváření biosenzorů, DNA čipů. V Rakousku si červená biotechnologie dnes zaslouží uznání. Je dokonce považován za motor rozvoje dalších průmyslových odvětví.

Přejdeme k dalšímu rozmanitému průmyslovému biotechnologii. Tato biotechnologie je zelená. Používá se při výběru. Tato biotechnologie dnes poskytuje speciální metody, které pomáhají vytvářet protiopatření proti herbicidům, virům, houbám, hmyzu. To vše je také velmi důležité, souhlasíte.

Genetické inženýrství má zvláštní význam pro oblast zelené biotechnologie. S tím jsou vytvořeny předpoklady pro přenos genů jednoho druhu rostlin na jiné, a tak mohou vědci ovlivnit vývoj stabilních vlastností a vlastností.

Šedá biotechnologie se používá k ochraně životního prostředí. Jeho metody se používají k čištění odpadních vod, sanitace půdy, čištění plynů a odpadního vzduchu, zpracování odpadů.

Ale to není všechno. Existuje také biotechnologie, která se zabývá oblastí chemického průmyslu. Biotechnologické metody se v tomto případě používají k ekologicky nezávadné a efektivní výrobě enzymů, antibiotik, aminokyselin, vitamínů a alkoholu.

A nakonec poslední odrůda. Modrá biotechnologie je založena na technickém uplatnění různých organismů, stejně jako na procesech mořské biologie. V tomto případě je centrem výzkumu biologické organismy obývající světový oceán.

Pojďme k dalšímu směru - buňkové inženýrství.

Buněčné inženýrství

Zabývá se získáváním hybridů, klonováním, studiem buněčných mechanismů, "hybridními" buňkami, sestavováním genetických map. Jeho počátek je připsán 60. létě, kdy se objevila metoda hybridizace somatických buněk. Do této doby se zlepšily kultivační metody a vyvstaly metody pro růst tkání. Somatická hybridizace, ve které jsou vytvořeny hybridy bez účasti sexuálního procesu, se nyní provádí kultivací různých buněk linií stejného druhu nebo použitím buněk různých druhů.

Hybridomy a jejich význam

Hybridomy, tj. Hybridy mezi lymfocyty (obvyklé buňky imunitního systému) a nádorové buňky, mají vlastnosti buněčných linií rodičů. Jsou schopni, stejně jako rakovina, sdílet neurčitě umělé médium živin (to znamená, že jsou "nesmrtelní"), a také jako lymfocyty mohou vyrábět homogenní (monoklonální) protilátky, které mají určitou specifičnost. Tyto protilátky se používají pro diagnostické a terapeutické účely jako citlivé činidla pro organické látky atd.

Další oblastí buněčného inženýrství je manipulace s buňkami, které nemají jádra, s volnými jádry, stejně jako s dalšími fragmenty. Tyto manipulace se redukují na kombinaci částí buňky. Podobné experimenty spolu s mikroinjekcí barviv nebo chromozomů v buňce jsou prováděny s cílem zjistit, jak se cytoplazma a jádro ovlivňují, jaké faktory regulují aktivitu určitých genů apod.

S pomocí sloučeniny v počátečních fázích vývoje buněk různých embryí se množí takzvané mozaiky. Jinak se nazývají chiméry. Obsahují 2 typy buněk, které se liší podle genotypů. Při těchto pokusech je jasné, jak dochází k diferenciaci tkání a buněk během vývoje organismu.

Klonování

Moderní biotechnologie je bez klonování nepředstavitelná. Experimenty týkající se převodu různých somatických buněčných jader do enukleovaných (tj. Postrádající jádro) vajec zvířat s další kultivaci v dospělého organismu výsledné embryo byly provedeny po celá desetiletí. Nicméně od konce 20. století získala velmi širokou popularitu. Dnes takové pokusy nazýváme klonováním zvířat.

Jen málo lidí dnes pozná Dolly ovce. V roce 1996, poblíž Edinburghu (Skotsko), bylo provedeno první klonování savce na Institutu Roslin, který byl realizován z dospělé buňky. Dollyho ovce byly prvním takovým klonem.

Genetické inženýrství

Objevující se na počátku 70. let, genetické inženýrství dnes dosáhl významného úspěchu. Její metody transformují savčí, kvasinkové a bakteriální buňky do reálných "továren" pro výrobu jakéhokoliv proteinu. Takový úspěch vědy poskytuje příležitost podrobně studovat funkce a strukturu bílkovin, aby je mohli používat jako léky.

Základy biotechnologie jsou nyní široce používány. Střevní bacil, například, se v naší době stal dodavatelem důležitých hormonů somatotropinu a inzulínu. Aplikované genetické inženýrství má za cíl navrhnout molekuly rekombinantní DNA. Když jsou zavedeny do specifického genetického přístroje, mohou tělu poskytnout užitečné vlastnosti pro člověka. Například je možné získat "biologické reaktory", tj. Zvířata, rostliny a mikroorganismy, které produkují látky, které jsou farmakologicky důležité pro člověka. Pokroky v biotechnologii vedly k možnosti chovu plemen zvířat a odrůd rostlin s vlastnostmi, které jsou pro člověka cenné. Pomocí metod genetického inženýrství je možné provádět genetickou certifikaci, vytvářet DNA vakcíny, diagnostikovat různé genetické choroby atd.

Závěr

Takže jsme odpověděli na otázku: "Co je to biotechnologie?" Samozřejmě článek poskytuje pouze základní informace o něm, stručně uvádí seznam směrů. Tato úvodní informace poskytují přehled o tom, co jsou moderní biotechnologie a jak jsou používány.