Резюме по биотехнология

Език на произведенията

Теми за есе

Биотехнология: Реферат 2Страница 1 от 11 [Общо 11 записа]1 2 3 4 5 » . Последно »

От древни времена са известни някои биотехнологични процеси, използвани в различни области на човешката практическа дейност. Те включват печене, винопроизводство, приготвяне на кисело-млечни продукти и др. Въпреки това, биологичната същност на тези процеси е изяснена едва през 19 век, благодарение на работата на Л. Пастьор. През първата половина на ХХ век. Сферата на приложение на биотехнологиите беше попълнена с микробиологично производство на ацетон и бутанол, антибиотици, органични киселини, витамини, фуражен протеин.

Важен принос за биотехнологичните разработки направиха съветските изследователи: в СССР през 30-те години на миналия век бяха построени първите инсталации за производство на фуражни дрожди върху дървесни хидролизати, селскостопански отпадъци и сулфитни разтвори, под ръководството на В. Н. Шапошников, технологията за микробиологично производство на ацетон и бутанол беше успешно въведена. Доктрината на Шапошников за двуфазния характер на ферментацията изигра голяма роля в създаването на основите на местната биотехнология. През 1926 г. в СССР са изследвани биоенергийните закономерности на окисляването на въглеводороди от микроорганизми. През следващите години биотехнологичните разработки бяха широко използвани у нас за разширяване на "гамата" от антибиотици за медицината и животновъдството, ензими, витамини, растежни вещества и пестициди.

От създаването през 1963 г. на Всесъюзния научноизследователски институт за биосинтеза на протеинови вещества в нашата страна е създадено широкомащабно производство на богата на протеини биомаса от микроорганизми като фураж. През 1966 г. микробиологичната индустрия се отделя вотделна индустрия (Главно управление на микробиологичната промишленост към Министерския съвет на СССР - Главмикробиопром). Има ценни разработки за получаване на нови енергийни източници чрез биотехнологични средства (технологична биоенергия), отбелязваме голямото значение на биогаза - заместител на горивото, добито от недрата на земята.

Значителен напредък, постигнат през втората половина на 20 век в областта на фундаменталните изследвания в областта на биохимията, биоорганичната химия и молекулярната биология, създадоха предпоставки за управление на елементарните механизми на клетъчния живот, което беше мощен тласък за развитието на биотехнологиите. Изясняването на ролята на нуклеиновите киселини в предаването на наследствена информация, декодирането на генетичния код, разкриването на механизма на индукция и репресия на гени, подобряването на технологията за култивиране на микроорганизми, клетки и тъкани на растения и животни направи възможно разработването на методи

генно и клетъчно инженерство, с помощта на които е възможно изкуствено да се създават нови форми на високопродуктивни организми. Генното и клетъчното инженерство се считат за фундаментално нова област на биологичната наука, която днес се поставя наравно с разделянето на атома, преодоляването на гравитацията и създаването на електроника (Ю. А. Овчинников, 1985 г.).

Съветските изследователи се присъединиха към разработването на методите на генното инженерство през 1972 г. Трябва да се отбележи успешното реализиране на проекта "Ревертаза" - производството на обратна транскриптаза в индустриален мащаб в СССР.

От 1970 г. у нас се провеждат интензивни изследвания върху избора на култури за непрекъснато отглеждане за промишлени цели.

Разработване на методи за изследване на структурата на протеините, изясняване на механизмите на функциониране и регулиране на ензимната активностпроправи пътя за насочена модификация на протеини и доведе до раждането на инженерната ензимология. Имобилизираните ензими с висока стабилност се превръщат в мощен инструмент за каталитични реакции в различни индустрии.

Всички тези постижения изведоха биотехнологията на ново ниво, качествено различно от предишното чрез способността за съзнателен контрол на клетъчните процеси. В съвременния смисъл биотехнологията е промишлено използване на биологични процеси и агенти, базирано на производството на високоефективни форми на микроорганизми, клетъчни култури и тъкани от растения и животни с желани свойства.

Биотехнологията е интердисциплинарна област на научния и технологичен прогрес, възникнала в пресечната точка на биологичните, химическите и техническите науки.

Биотехнологичният процес включва редица етапи: подготовка на обекта, неговото култивиране, изолиране, пречистване, модификация и използване на продуктите. Многоетапният процес налага включването на голямо разнообразие от специалисти в неговото изпълнение: генетици и молекулярни биолози, биохимици и биоорганици, вирусолози, микробиолози и клетъчни физиолози, инженери-технологи, конструктори на биотехнологично оборудване и др.

Цялостната програма за научно-технически прогрес на страните-членки на СИВ определя като приоритетни задачи на биотехнологията създаването и широкото национално икономическо развитие на:

- нови биологично активни вещества и лекарства за медицината (интерферони, инсулин, човешки растежни хормони, моноклонални антитела и др.), които позволяват ранна диагностика и лечение на тежки заболявания в здравеопазването - сърдечно-съдови, злокачествени, наследствени, инфекциозни, в т.ч.вирусен;

- микробиологични препарати за растителна защита срещу болести и неприятели, бактериални торове и растежни регулатори; нови високопродуктивни и устойчиви на неблагоприятни фактори на околната среда сортове и хибриди на селскостопански растения, получени чрез генно и клетъчно инженерство;

- ценни фуражни добавки и биологично активни вещества (фуражен протеин, аминокиселини, ензими, витамини, ветеринарни лекарства и др.) за повишаване производителността на животновъдството; нови методи на биоинженерство за ефективна профилактика, диагностика и лечение на основните заболявания на селскостопанските животни;

- нови технологии за получаване на икономически ценни продукти за използване в хранително-вкусовата, химическата, микробиологичната и други индустрии;

- технологии за дълбока и ефективна преработка на селскостопански, промишлени и битови отпадъци, използване на отпадъчни води и газови емисии за производство на биогаз и висококачествени торове.

Според експерти световният пазар на биотехнологични продукти ще достигне ниво от 130-150 милиарда рубли до средата на 90-те години. (Ю. А. Овчинников, 1985).

По пътя към решаването на поставените задачи биотехнологиите са изправени пред значителни трудности, свързани с изключителната сложност на организацията на живите същества. Всеки биологичен обект е интегрална система, в която е невъзможно да се промени нито един от елементите, без да се променят останалите; Всяко въздействие върху обекта предизвиква не само желани, но и странични ефекти; пренареждане на геномазасяга много признаци на тялото наведнъж. При хората има гени, отговорни за злокачественото израждане на клетките. Бяха изразени много идеи за необходимостта от превантивни генетични операции, докато не се установи, че тези гени са необходими и за нормалния растеж. В допълнение, екосистемата също е цялостна система и промените във всеки от нейните компоненти засягат останалите компоненти. Възможно е плазмидът, с който желаният ген е трансплантиран в култивирано растение, да бъде пренесен допълнително в плевели. Дали самото култивирано растение ще се превърне в плевел в резултат на генна манипулация?

Успехите, постигнати в областта на генното и клетъчното инженерство върху най-простите биологични системи, прокариотни организми, вдъхват увереност в преодолимостта на разглежданите трудности. Що се отнася до по-сложните системи, а именно еукариотните организми, тук се правят само първите стъпки, натрупват се фундаментални знания.

БИОТЕХНОЛОГИИТЕ В УСЛУГА НА НАЦИОНАЛНАТА ИКОНОМИКА, ЗДРАВЕОПАЗВАНЕТО И НАУКАТА

Биотехнологичните разработки могат да дадат важен принос за решаването на сложни проблеми на националната икономика, здравеопазването и науката.