Введение в биотехнологию и иммунологию презентация

общей биологии и ботаники.

- искусство, «logos» - слово, учение, наука.
Термин «биотехнология» был введен в 1917 г. венгерским инженером Карлом Эреки при описании процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. По определению Эреки биотехнология – это «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты».

в 1978 г.
Согласно нему биотехнология – это наука, которая на основе применения знаний в области микробиологии, биохимии, генетики, генной инженерии, иммунологии, химической технологии, приборо- и машиностроения используют биологические объекты (микроорганизмы, клетки тканей животных и растений) или молекулы (нуклеиновые кислоты, белки, ферменты, углеводы и др.) для промышленного производства полезных для человека и животных веществ и продуктов.

человеческой деятельности. Согласно этому в мире принята «цветовая» классификация биотехнологии в зависимости от областей ее применения:
«Красная» - обеспечение поддержки здоровья и прогрессивного развития методов лечения человека (вплоть до коррекции его генома), а также производство биофармапрепаратов (протеинов, ферментов, антител).

биотическим и абиотическим стрессам; оптимизация методов ведения сельского и лесного хозяйства:
«Белая» - промышленная, объединяющая производство в пищевой, химической (в том числе биотопливо) и нефтеперерабатывающей индустрии;
«Серая» - природоохранная деятельность, биоремедиация;
«Синяя» - использование морских организмов и сырьевых ресурсов.

процессов для производства необходимых продуктов или для нужд сервисной индустрии;
комплексное применение биохимических, микробиологических и инженерных знаний с целью промышленного использования потенциальных возможностей микроорганизмов, культур клеток и отдельных компонентов или систем;
технологическое использование биологических явлений для воспроизводства и получения (изготовления) различных типов полезных продуктов;
приложение научных и инженерных принципов для обработки материалов биологическими агентами с целью получения необходимых продуктов или создания сервисных технологий.

животных и человека, вещества биологического происхождения (например, ферменты, простагландины, лектины, нуклеиновые кислоты), молекулы.
Методы, применяемые в биотехнологии, определяются двумя уровнями: клеточным и молекулярным. Тот и другой определяются биообъектами.

препаратов);
актиномицетов (при получении антибиотиков),
микромицетов ( при получении лимонной кислоты),
животных клеток (при изготовлении противовирусных вакцин),
клеток человека (при изготовлении интерферона) и др.

Однако в конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный.

(например, выращенные бактерии или вирусы используют для получения живой или убитой корпускулярной вакцины; дрожжи, как кормовой белок или основу для получения гидролизатов питательных сред и т.д.)
Крупные молекулы, которые синтезируются клетками в процессе выращивания: ферменты, токсины, антигены, антитела, пептидогликаны и т.д.

клеток, такие как аминокислоты, витамины, нуклеотиды, органические кислоты.
Вторичные метаболиты (идиолиты) – низкомолекулярные соединения, не требующиеся для роста клеток: антибиотики, алкалоиды, токсины, гормоны.

и технических знаний и призванная к созданию новых биотехнологических процессов, которые в большинстве случаев будут осуществляться при низких температурах, требовать небольшого количества энергии и будут базироваться преимущественно на дешевых субстратах, используемых в качестве первичного сырья.

химической технологии и компьютерной техники с целью создания новых разработок. Главная причина успеха развития биотехнологии – стремительное развитие молекулярной биологии. Например, успехи в разработке технологии рекомбинантных молекул ДНК.

Условно в развитии биотехнологии можно выделить 4 этапа.

самый длительный период, который охватывает приблизительно 8000 лет (6000 лет до н.э. и около 2000 лет н.э.)

XIX века и первая треть XX века (1856 – 1933 гг). Связан с выдающимися исследованиями великого французского ученого Л. Пастера (1822 – 1895) – основоположника научной микробиологии. Пастер установил микробную природу брожения, доказал возможность жизни в бескислородных условиях, создал научные основы вакцинопрофилактики и др.
В 1859 г. – Л. Пастер приготовил жидкую питательную среду, Р. Кох в 1881 году предложил метод культивирования бактерий на стерильных ломтиках картофеля и на агаризованных питательных средах. Как следствие, удалось доказать индивидуальность микробов и получить их в чистых культурах.

ввел понятие единицы наследственности в виде дискретного фактора, который передается от родителей потомкам.
1869 г. – Ф. Милер выделил «нуклеин» ДНК из лейкоцитов.
1883 г. – И. Мечников разработал теорию клеточного иммунитета.
1884 г. – Ф. Леффлер изолировал и культивировал возбудителя дифтерии.
1892 г. Д. Ивановский открыл вирусы.
1893 г. В. Оствальд установил каталитическую функцию ферментов.

растворах.
1912 г. Ц. Нейберг раскрыл механизм процессов брожения.
1913 г. Л. Михаэлис и М. Ментен разработали кинетику ферментативных реакций.
1926 г. Х. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности.
1928 г. Ф. Гриффит описал явление «трансформации» у бактерий.
1932 г. М. Кноль, Э. Руска изобрели электронный микроскоп.

этапа:
Внедрение в практику биореактора (ферментера, аппарата-культиватора);
Разработка теории электрофореза;
Обнаружение вирусов с помощью электронного микроскопа;
Производство пенициллина в промышленных масштабах;
Процесс конъюгации у E. Coli;
Разработка вакцины против желтой лихорадки;
Описание плазмиды как внехромосомного фактора наследственности;
Расшифровка структуры ДНК;
Прочитаны первые три буквы генетического кода аминокислоты фенилаланина; и т.д.

рекомбинацию молекулы ДНК.
- метод получения моноклональных антител;
- метод анализа первичной структуры ДНК путем химической деградации;
- разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных тел;
- 1982 год – в продажу поступил впервые человеческий инсулин;
- 1986 г. – метод полимеразной цепной реакции;
и т.д.