Цели и задачи биотехнологии, как науки

Цели и задачи биотехнологии, как науки

Биотехнология - приклодная область биологии, разрбататывающая новые технологии с использованием живых организмов, выращивают их на ИПС(искуственные питательные среды) для получения нужных человеку веществ -гармоны, антибиотики, инсулин и т.д.

Объекты: бактерии и вирусы, дрожжи и микроскопические грибы, клетки растений и животных,нуклеиновые кислоты.

Главные напрвления: клеточная, кланирование и генная инженерия.

Во-первых, поддержание и активация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций различияа у культивируемого организма;

 во-вторых, получение клеток или их составных частей (преимущественно — ферментов) для направленного изменения сложных молекул (на-пример, рестриктазы, изомеразы и т. д.);

 в-третьих, углубление и совершенствование рДНК-биотехнологии и клеточной инженерии на предмет получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках;

в-четвертых, создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов;

в-пятых, совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов конечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии;

в-шестых, повышение технико-экономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими.

Основные направления в развитие биотехнологии

Сельское хозяйство

1.получение новых пород животных, сортов растений, тканевых и клеточных культур

2.создание новых методов селекции (включая клонирование)

3.создание новых методов хранения и переработки пищевой продукции

4.получение белков и витаминов для увиличения ценности кормов

5.получение гербецидов и биосинтексициды с использованем вирусов, бактерий, низжих грибов и простейших, вырабатыв токсины губительные для вредных насекомых.

Промышленность

1.производство сырья для текстильной промышленности

2.получение метанола, этанола, биогаза для энергетики и хим.промышленности

3.переработка производственных и хозяйственных отходов.

3) медицина и ветеринария: получение вакцин, антибиотиков, витамин, интертерона, ферметов.

Кнтроль за состояием охраны среды

1.разрушение ксенобиотов (вещества, полученные синтетическим путем, не синтезируются и не разрушаются живыми организмами - полиэтилен)

2.утилизация промышленных отходов.

Внутренние факторы, влияющие на морфогенез

Видовая принадлежность исходного растения, орган на который взят эксплант, возраст экспланта.

—Существенное влияние на реализацию морфогенетического потенциала каллусной ткани оказывает число субкультивирований ее в условиях in vitro. С увеличением числа пассажей значительно снижается степень морфогенетической активности каллусных клеток. Особо это проявляется на трудных объектах, таких как пшеница, ячмень, рис, подсолнечник и другие культуры.

—Физиологический возраст первичного экспланта, из которого была получена каллусная ткань, имеет несомненное значение в проявлении способности каллусных клеток к морфогенезу. Установлена прямая корреляция между возрастом первичного экспланта и морфогенезом: чем моложе эксплант, тем большей морфогенетической активностью обладают каллусные клетки. С увеличением возраста исходного материала, как правило, снижается способность каллусной ткани к морфогенезу.

Уровни генной инженерии

1 Генная - перенос отдельных генов от донора к рецепиенту.

2 Хромосомная - перенос группы генов или целых хромосом.

3 геномная (клеточная) - перенос всего или большей части генетического материала от одной клетке к другой (клеточная инженерия).

Рестриктазы, характеристика

 

Рестриктазы. Представляют собой особый класс эндонуклеаз, которые гидролизуют ДНК строго по определенным специфическим последовательностям, называются сайтами рестрикци. Каждая из рестриктаз узнает свой свой сайт рестрикции и разрезает ДНК либо внутри последовательности сайта рестрикции, либо в непосредственной близости от него. При действии конкретной рестриктазы одна и та же последовательность ДНК будет всегда образовывать одинаковый набор фрагментов.

последовательности. Рестриктазы I типа узнают сайт рестрикции, но расщепляют последовательность ДНК на произвольном расстоянии от сайта узнавания. Такие рестриктазы невозможно использовать для решения генно-инженерных задач. Рестриктазы III типа похожи на рестриктазы I типа, они гидролизуют ДНК на на расстоянии 20 – 35 н.п. от сайтов узнавания и также довольно редко используются в практических целях.

Ферменты, используемые для получения рекомбинантных молекул, - рестриктазы II типа. Основной характеристикой таких рестриктаз является то, что у них сайты узнавания и места рестрикции совпадают. Сайты рестрикции рестриктаз II типа представлены симметричными при повороте на 180 градусов последовательностями –палиндромами.

Рестриктазы II типа делятся на несколько классов в зависимости от раразмера сайта рестрикции и длины получаемых фрагментов ДНК:

1) мелкощепящие – сайт рестрикции которых представлен четырьмя нуклеотидными парами;

2) среднещепящие – сайт рестрикции – 6 – 8 н.п.;

3) крупнощепящие – сайт рестрикции – 10 – 14 н.п.

Рестриктазы являются основными ферментами, используемыми в генетической инженерии.

Лигазы, характеристика

Иными словами, ДНК-лигазы сшивают рядом расположенные нуклеотиды, образуя связь между остатками сахаров. ДНК-лигазы абсолютно необходимы в процессах репарации ДНК, в процессах репликации - при удвоении цепи ДНК.

Лигазы катализируют образование органических соединений из активированных нуклеозидтрифосфатами исходных веществ.

В генной инженерии используются 2 типа ДНК-лигаз, отличающихся по потребностям в кофакторах и способу действия. ДНК-лигаза E. coli в качестве кофактора использует дифосфопиридиннуклеотид, а лигаза фага Т4 - АТФ в присутствии Mg2+. Лигаза фага Т4 более универсальна, так как помимо лигирования липких концов способна катализировать реакцию воссоединения двухцепочечных фрагментов ДНК с тупыми концами. Она используется чаще.

Цели и задачи биотехнологии, как науки

Биотехнология - приклодная область биологии, разрбататывающая новые технологии с использованием живых организмов, выращивают их на ИПС(искуственные питательные среды) для получения нужных человеку веществ -гармоны, антибиотики, инсулин и т.д.

Объекты: бактерии и вирусы, дрожжи и микроскопические грибы, клетки растений и животных,нуклеиновые кислоты.

Главные напрвления: клеточная, кланирование и генная инженерия.

Во-первых, поддержание и активация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций различияа у культивируемого организма;

 во-вторых, получение клеток или их составных частей (преимущественно — ферментов) для направленного изменения сложных молекул (на-пример, рестриктазы, изомеразы и т. д.);

 в-третьих, углубление и совершенствование рДНК-биотехнологии и клеточной инженерии на предмет получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках;

в-четвертых, создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов;

в-пятых, совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов конечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии;

в-шестых, повышение технико-экономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими.