Головна
Реферати » Рефераты по биологии » Биотехнология

Биотехнология

стерильною або по крайній мірі зменшити кількість клітин дикого типу. Цього можна добитись, наприклад, попереднім опрацюванням хімічними речовинами, або, як запропонували американські вчені, препаратом вірусів бактерій
(бактеріофагів), до якого чутливі клітини дикого типу, але стійкі мутантні.

Зараз в США та в деяких інших країнах розроблені препарати для захисту рослин від заморозків і проводиться їх ретельна перевірка в контролюючих умовах на можливу патогенність до широкого кола господарів, токсичність і віддалені наслідки для людини і екологічну нешкідливість.
Існує побоювання, що витіснення з природи бактерій, що утворюють кристали льоду, може порушити процеси утворення дощу та снігу.

Але поки проходять досліди, створені і відпрацьовуються комплекси препаратів найрізноманітніших напрямків. Наприклад, з допомогою сучасних методів отримані бактерії псевдомонад, які володіють антагонізмом до ряду збуджувачів хвороб, які здатні заселяти листки рослин або корені і синтезувати токсини проти комах. Отже, отриманий препарат, що здатний стати прообразом майбутніх біопрепаратів комплексної дії для захисту рослин від шкідників і хвороб. Необхідна тривала і ретельна перевірка цього препарату в контролюючих умовах, але вже зараз він знайшов собі застосування як біоінсектицид. Вбиті клітини цих бактерій в два рази довше утримують токсин на листках рослини, ніж клітини бацил.

Інтенсивне вивчення взаємовідносин між мікро-та макро-організмами в біогеоценозах на всіх можливих рівнях (популяційному, організмовому, клітинному і молекулярному) дає право надіятись, що вже в найближчий час будуть встановлені нові закономірності, на основі яких будуть розроблені методи біологічного контролю складу агроценозів. Одним зі способів здійснення такого контролю може бути застосування препаратів різних типів та властивостей на основі живих мікроорганізмів.

2.3 Традиційна біотехнологія в інших сферах життя

Також життєдіяльність мікроорганізмів використовується ще в деяких галузях людського буття. Так, наприклад в кондитерській промисловості широко використовують лимонну кислоту, яку дістають в результаті життєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів. Зараз в світі виробляється близько 400 тис. тонн цього продукту. Такої кількості лимонної кислоти не забезпечили б жодні цитрусові плантації.

Все ширше стає асортимент ферментів - протеази, нуклеази, амілази, глюкоамілази, каталази - які продукують мікроорганізми; деякі з них, наприклад, нуклеази, використовують в генній інженерії.

Крім того, мікроорганізми використовують для отримання вакцин.

Перспективним є використання мікроорганізмів у гідрометалургії для вилужування металів із бідних руд з метою підвищення їхнього добутку.

3 ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ НОВОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

Коли кажуть про нову біотехнологію, то мають на увазі генетичну і клітинну інженерію, які створили можливість переробки спадкового апарату організмів.

3.1 Клітинна інженерія

Рослини мають ряд переваг перед тваринами, бо майже у всіх рослин можна одержати з однієї соматичної клітини цілу рослину, яка має здатність до запліднення і утворення насіння. На цьому етапі діє клітинна інженерія, розвиток якої пов'язаний з технікою культивування клітин і тканин вищих організмів, яка вже пробила собі дорогу в промисловість.

Під час культивування клітини вищих рослин можуть розглядатись як типовий мікрооб'єкт, що дозволяє застосовувати до них не лише технологію і апаратуру, але і логіку експериментів, які прийняті в мікробіології.
Культивовані клітини в ряді випадків зберігають тотипотентність, тобто здатність перейти до виконання програми розвитку, в результаті якого із культивованої соматичної клітини виникне ціла рослина, яка здатна до нормального розвитку і розмноження.

Крім того, потрібно підкреслити, що техніка культури соматичної клітини зараз стає винятково важливим інструментом в генетичній інженерії і біотехнології.

Для культивування можуть використовуватись клітини пухлинних тканин, клітини різноманітних органів, лімфоцити, фібропласти, ембріони і т.д. Дуже часто використовуються для наукових цілей перевиваїмі лінії, які можна культивувати як завгодно довго. Це клітини нирок людини і тварин, ракові клітини людини (Hela) т.ін.

Клітини тварин і людини вирощують в спеціальних середовищах в вигляді монослою на склі. Для вирощування суспензійних культур використовують найрізноманітніші судини-хемостати, ферментери, флакони.

Щоб клітини гарно росли, необхідне їхнє постійне переміщення. Для цього розроблені способи культивування клітин за принципом безперервної зміни середовища (хемостати). Культивування клітин проводять при визначеній температурі (37оС) і РН середовища (6,8...7,5). Основними компонентами середовищ для культури є: мінеральні солі, амінокислоти, вітаміни, антибіотики. Зараз технологія культивування деяких типів клітин тварин настільки гарно відпрацьована, що може широко використовуватись в виробничих умовах для отримання різних продуктів.

Застосування культури клітин людини і тварин для практичних цілей почалось вперше з робіт, в яких була продемонстрована можливість вирощування вірусів в культивуючих клітинах. Для цього були (1949 р.) використані клітини нирок людського зародку, нирок дорослих мавп, клітини кур'ячого ембріону, а також клітини перевиваїмих ліній - Hela, BHK-21
(клітини нирки ембріонів хом'яка) т. ін. Застосування методу клітинних культур дозволило налагодити нарощування вірусів в необхідній кількості і в досить чистому вигляді, що сприяло розвитку діагностики вірусних захворювань і отриманню необхідних для медицини вакцин.

Важливе значення для розвитку клітинної біотехнології мали праці по гібридизації соматичних клітин. В 1960 р. французький вчений Ж.Барський вперше виявив, що соматичні клітини тварин здатні зливатись і об'єднувати генетичну інформацію двох батьківських клітин. Але утворення гібридних клітин в звичайних умовах відбувається дуже рідко.

Тому була розроблена техніка гібридизації соматичних клітин з використанням інактивованих вірусів парагрипу типу Сендай, здатного
"склеювати" і зливати клітини між собою. При отриманні вірусу Сендай вдалось добути гібриди клітин абсолютно різних видів організмів. Відомі міжвидові гібридні клітини, наприклад людини і миші, курчатка і людини, москита і людини, корови та норки та інші. Виявилось можливим також гібридизувати клітини з різних тканин, наприклад лімфоцити і фібропласти, нормальні та пухлинні клітини.

Метод гібридизації соматичних клітин тварин і людини зараз знайшов виключно важливе застосування для отримання моноклональних антитіл.

Відомо, що антитіла, що утворюються в організмі в відповідь на введення антигена (бактерії, вірусу і т. ін.), є білками, що називаються імуноглобулінами і захищають організм від хвороб. Але будь-яке чужерідне тіло, яке вводиться в організм, це суміш різних антигенів, що будуть збуджувати продукцію різних антитіл. До того ж в сиворотці крові імунизованих тварин антитіло завжди є сумішшю, що складається з антитіл, які продукуються різними лімфоїдними клітинами. Та для практичних цілей необхідні антитіла одного типу, тобто моноспецифічні сиворотки з одним типом антитіл. Очистка одного типу антитіл від сумішей - справа дуже складна і трудомістка. І ось в 1975 р. Келером і Мільдштеймом був розроблений спосіб отримання гібридів між лімфоцитами мишей, імунизованих перед цим якимось антигеном і культивуюмими пухлинними клітинами кісткового мозку (мієломними клітинами).

Ці гібридні клітини отримали назву гібридоми. Вони об'єднали в собі здатність лімфоциту утворювати необхідні антитіла (одного типу) і здатність пухлинних безкінечно довго розмножуватись на штучних середовищах.
Культивуючи гібридоми, а потім імізуючи ними тварин, можна отримати антитіла необхідного типу і в необмежених кількостях. Показано, наприклад, що з 50...100 мишей можна отримати грами моноклональних антитіл.
Моноклональні антитіла, отримані вказаним, зараз використовуються в різних областях медицини і біології.

Виробництво моноклональних антитіл займає зараз одне з провідних місць в біотехнології. Крім широкого використання в фундаментальних дослідженнях вони застосовуються для отримання препаратів біологічно активних речовин високої чистоти, широко використовуються як діагностичні реагенти, наприклад для визначення груп крові. Моноклональні антитіла виявились перспективними для лікування ряду захворювань, і в особливості для лікування хворих злоякісними пухлинами.

Можна назвати 3 напрямки створення нових технологій на основі культивування клітин і тканин рослин:

Перше - отримання промисловим шляхом цінних біологічно-активних речовин рослинного походження. Так отримані мутантні клітинні лінії раувольфії змінної - продуценту індольних алкалоїдів, які містять в 10 разів більше цінного для медицини антиритмічного алкалоїду - аймаліну; дискореї дельтовидної - продуценту диогеніну, який використовується для синтезу гормональних препаратів; отриманий штам рути пахучої, який містить в 220 разів більше алкалоїду рутакридона, ніж в самій рослині; із суспензійної культури наперстянки шорсткої, яка містить серцевий глікозид - дигитоксин, отримали більш якісну форму - дигоксин - для використання в медицині; із суспензійної культури м'яти отримали ментол для трансформації пулегона і ментола.

Дослідження, які були проведені в наукових лабораторіях світу, вже реалізуються в промисловому отриманні клітинних біомас (жень-шень - в СНД, воробейник - продуцент шиконігу, тютуну - продуцент убіхінола-10 - в
Японії).

Друге - використання тканинних і клітинних культур для швидкого клонального мікророзмноження та оздоровлення рослини. Можливість використання методів клонального розмноження в стерильній культурі виявлена зараз для 440 видів рослин, які належать до 82 родин. В порівнянні з традиційними методами розмноження, які використовуються в сільськогосподарській практиці, клональне розмноження в культурі дає ряд переваг:

1) коефіцієнт розмноження вище, ніж при звичайних методах розмноження. Так, з однієї рослини гербери методом традиційної селекції за рік можна одержати 50-100 рослин, а при розмноженні через культуру - до 1 млн.; з однієї верхівки яблуні за 8 місяців культури можна одержати 60 тисяч рослин;

2) можна підтримувати ріст цілий рік;

3) тисячі рослин можуть рости на невеликій лабораторній площі;

4) разом із

Страницы: 1 2 3 4
 
Подобные рефераты:
Изменчивость живых организмов
Мінливість - це здатність живих організмів набувати нових ознак у процессі індивідуального розвитку. Існує два вида мутації: модифікаційна і мутаційна. Модифікаційна мінливіст не зачіпає генотип організму і от
Снід
СНІД-синдром набутого імунодефіциту - це кінцева стадія інфекційного захворювання, викликаного вірусом імунодефіциту людини (ВІЛ).Цей вірус вражає спеціальні клітини крові (лімфоцити), які відповідають захист організму людини від різних мікробів та пухлини і поступово вбиває ці клітини.Імунітет організму багатьох місяців та років, знижується і це призводить до виникнення різних захворювань, перш за все інфекційних, що вражають легені, органи травлення, шкіру, нервову систему та ін. Зараження можливе лише у випадку кров, сперма чи грудне молоко людини, зараженої ВІЛ потрапляє в кров іншої людини , зараженої людини, .
Изменчивость живых организмов
На початку ХХ століття були спроби використовувати різні фактори зовнішнього середовища для отримання індукованих мутацій. Але на протязі довгого часу всі спроби були марними, почали навіть припускати, що мута
Микрофлора воздуха
Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі. Мікроби потрапляють до повітря з поверхні ґрунту та рослин, з відходами виробництва, із тв
Мікрофлора повітря
Мікрофлора повітря Дефіцит вологи та поживних речовин, сонячна радіація перешкоджають розмноженню мікроорганізмів в атмосферному повітрі.
Генетика
За даними експертів Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) , одна дитина із 100 новонароджених страждає важким спадковим захворюванням внаслідок уродження хромосом , у 4% дітей спостерігаються різні г
Овогенез
Тваринні і рослинні організми розмножуються статевим і безстатевим способами. При безстатевому розмноженні нова особина виникає з окремої частини тіла (соми) дорослої тварини шляхом брунькування. При статевому
Рослина в житті людини
Вступ...3 § 1 Теорія розвитку біологічних понять...5 § 2 Зміст екологічних понять в розділі "Рослини" в темах:...9 1.
Рослина в житті людини
ІІІ. Проведення лабораторної роботи, під час якої учні вивчають будову насіння квасолі. Після виконання роботи учитель організовує бесіду, направлену на виділення вагомих ознак насіння дводольних рослин.
Життя і наукова діяльність Чарльза Дарвіна
Дарвіну належить ряд цікавих палеонтологічних знахідок. Порівняння скелетів викопних лінивців, панцирників і тих, що існують тепер, показало, що їх кістяк характеризується багатьма спільними рисами; разом з ти
Тип молюски
У ставках, озерах і тихих затонах річок на водяних рослинах завжди можна побачити чималого слимака - ставковика великого.
Зимостійкість і морозостійкість деяких сортів озимої пшениці в Притисянські ...
Важливо відмітити, що в одних і тих самих кліматичних умовах різниця в попередниках, строках посіву, виборі того чи іншого сорту, внесення органічних і мінеральних добрив призводить до того, що в одному й тому
Тестові завдання з курсу Фізіологія рослин
3) залишиться без змін? 38. Дерево за 1 год. Випарувало води 650г, а коренева система за той же час поглинула 520г води. Які умови зовнишнього середовища спріяли цьому неспівпаданню?
Механизмы устойчивости опухолей к цисплатину
Цисплатин є одним з найбільш загальновживаних препаратів у лікуванні солідних пухлин людини. Однак ефективне застосування цисплатина у клініці часто лімітується токсичністю препарату та розвитком резистенстнос
Травлення та засвоєння їжі
Організм людини внаслідок енергетичних витрат потребує поповнення харчовими речовинами. Більшість харчових речовин, які надходять в організм, не можуть використовуватися ним безпосередньо. В процесі життєдіяль
Біохімія трансгенної картоплі в умовах України
Алкалоїди являють собой велику групу рослинних речовин різного хімічного складу, яким притаманна специфічна дія на організм ссавців та людини. Алкалоїди є азотовміськими гетероциклічними сполуками, що містять
Гризуни
Гризуни. Гризуни - найбагатший на види ряд ссавців. Це дрібні та середні за розміром тварини
Вплив малих доз радiацii
Вступ...1 1. Огляд лiтератури 1.1 Iсторiя дослiджень...3 1.2 Загальна характеристика лейкоцитiв...6 1.3 Характеристика Т-i В-лiмфоцитiв...9 1.4 дiя iонiзуючого випромiнювання на Т-клiтинний iмунiтет...13 1.5 Дiя iонiзуючого випромiнювання на органiзм людини...17 2
Изучение миксомицетов среднего Урала, выращенных методом влажных камер
1. Отдел слизевики...3 1.1. Класс протостелиевые...3 1.2. Класс плазмодиофоровые...4 1.3.
Время делать прививки
В обязательную программу вакцинации входят бешенство, вирусный ринотрахеит, панлейкопения, кальцивирус, микроспория и трихофития (т.е. лишай). Желательно также привить и от хламидиоза, особенно это важно для вяжушихся животных.