Общие понятия, основные вехи биотехнологии
Страница 1

Материалы » Основы биотехнологии и ее научно-производственная база » Общие понятия, основные вехи биотехнологии

Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики. Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном.

Выдающиеся достижения биотехнологии в конце ХХ в. привлекли к ней внимание не только широкого круга ученых, но и всей мировой общественности. Не случайно ХХI в. предложено считать веком биотехнологии.

Термин «биотехнология» предложил венгерский инженер Карл Эреки (1917), когда описывал производство свинины (конечный продукт) с использованием сахарной свеклы (сырье) в качестве корма для свиней (биотрансформация).

Под биотехнологией К. Эреки понимал «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты». Все последующие определения этого понятия - всего лишь вариации пионерской и классической формулировки К. Эреки.

Биотехнология - наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты.

По определению академика Ю.А. Овчинникова, биотехнология - комплексная, многопрофильная область научно - технического прогресса, включающая разнообразный микро - биологический синтез, генетическую и клеточную инженерную энзимологию, использование знаний, условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах.

К биотехнологии относится трансплантация эмбрионов, получение трансгенных организмов, клонирование.

Стэнли Коэн и Герберт Бойер в 1973 г. разработали метод переноса гена из одного организма в другой. Коэн писал: « .есть надежда, что удастся ввести в Е. coli гены, ассоциированные с метаболическими или синтетическими функциями присущими другим биологическим видам, например, гены фотосинтеза или продукции антибиотиков». С их работы началась новая эра в молекулярной биотехнологии. Было разработано большое число методик, позволяющих 1) идентифицировать 2) выделять; 3) давать характеристику; 4) использовать гены.

В 1978 г. сотрудники фирмы «Genetech» (США) впервые выделили последовательности ДНК, кодирующие инсулин человека, и перенесли их в клонирующие векторы, способные реплицироваться в клетках Escherichia coli. Этот препарат мог использоваться больными диабетом, у которых наблюдалась аллергическая реакция на инсулин свиньи.

В настоящее время молекулярная биотехнология дает возможность получать огромное количество продуктов: инсулин, интерферон, «гормоны роста», вирусные антигены, огромное количество белков, лекарственных препаратов, низкомолекулярные вещества и макромолекулы.

Несомненные успехи в использовании индуцированного мутагенеза и селекции для улучшения штаммов-продуцентов при производстве антибиотиков и т.д. стали еще более значимы с использованием методов молекулярной биотехнологии.

Основные вехи развития молекулярной биотехнологии представлены в таблице 1.

Таблица 1. История развития молекулярной биотехнологии (Глик, Пастернак, 2002)

Дата

Событие

1917

Карл Эреки ввел термин «биотехнология»

1943

Произведен пенициллин в промышленном масштабе

1944

Эвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что генетический материал представляет собой ДНК

1953

Уотсон и Крик определили структуру молекулы ДНК

1961

Учрежден журнал «Biotechnology and Bioengineering»

1961-1966

Расшифрован генетический код

1970

Выделена первая рестрицирующая эндонуклеаза

1972

Коран и др. синтезировали полноразмерный ген тРНК

1973

Бойер и Коэн положили начало технологии рекомбинантных ДНК

1975

Колер и Мильштейн описали получение моноклональных антител

1976

Изданы первые руководства, регламентирующие работы с рекомбинантными ДНК

1976

Разработаны методы определения нуклеотидной последовательности ДНК

1978

Фирма «Genetech» выпустила человеческий инсулин, полученный с помощью Е.coli

1980

Верховный суд США, слушая дело Даймонд против Чакрабарти, вынес вердикт, что микроорганизмы, полученные генно-инженерными методами, могут быть запатентованы

1981

Поступили в продажу первые автоматические синтезаторы ДНК

1981

Разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител

1982

Разрешена к применению в Европе первая вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК

1983

Для трансформации растений применены гибридные Ti –плазмиды

1988

Выдан патент США на линию мышей с повышенной частотой возникновения опухолей, полученную генно – инженерными методами

1988

Создан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР)

1990

В США утвержден план испытаний генной терапии с использованием соматических клеток человека

1990

Официально начаты работы над проектом «Геном человека»

1994-1995

Опубликованы подробные генетические и физические карты хромосом человека

1996

Ежегодный объем продаж первого рекомбинантного белка (эритропоэтина) превысил 1 млрд. долларов

1996

Определена нуклеотидная последовательность всех хромосом эукариотического микроорганизма

1997

Клонировано млекопитающее из дифференцированной соматической клетки

Страницы: 1 2


Это интересно:

Структура биосферы
Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов (рис. 1). Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задержив ...

Управляющие параметры
При анализе и сопоставлении сложных движений важен выбор управляющих параметров, изменение которых определяет характер процесса. Выбор таких параметров во многих случаях представляет особую проблему. Он производится, как правило, либо на ...

Влияние сельскохозяйственной деятельности человека на окружающую среду
В процессе развития общества меняются характер и масштабы воздействия человека на природу. С возникновением оседлого сельского хозяйства в начале неолита (3—8-е тысячелетия до н. э.) воздействие человека на биосферу по сравнению с кочевым ...