Этапы селекции микроорганизмов
I. Поиски природных штаммов , способных к синтезу необходимых человеку продуктов
II.Выделение чистого природного штамма ( происходит в процессе многократного пересеивания пробы
из центра колонии на агар-агар )
III.Усиление способности промышленного штамма к синтезу необходимого соединения ( природные штаммы низкопродуктивны ) ; возможно 2 способами
1. Создание оптимальных условий для продуцирования ( рh , питательная среда , t0 , химические сти - муляторы и проч. ) , что незначительно повышает продуктивность промышленных штаммов
2. Изменение свойств микроорганизма и получение новых штаммов путём :
а) индуцированного мутагенеза и отбора групп генетически идентичных клеток – клонов ( возможны спонтанные мутации , но их вероятность невелика , а повышение продуктивности незначительно )
- мутагены – ионизирующие излучения ( радиация , ультрафиолет ) , химические вещества ( иприт )
- производится отбор и пересеивание мутантов ( выделение чистого клона )
- новые штаммы обладают продуктивностью в сотни и тысячи раз превышающую природную
б) методами генной инженерии – внедрение в бактериальную клетку генов других организмов , в том числе человека ( новый штам , получающийся в результате , синтезирует белок , кодируемый чужим для неё геном - так получают сейчас интерфероны , инсулин и ряд гормонов )
в) с помощью полового процесса у прокариот ( коньюгация , трансформация , трансдукция ) см. тему . « Прокариоты »
Биотехнология
Биотехнология – область биологической науки и производства , использующая биологические объекты ( микроорганизмы , клетки , ткани ) и процессы для получения разнообразных билогических соединений , необходимых человеку
· Исторически биотехнология возникла на основе традиционных микробиологических ( большей частью бродильных ) производств ; многие биотехнологические технологии неосознанно применялись в древности при получении хлеба , вина , пива , кисломолочных продуктов ( простокваши , сыра )
· Биотехнология возникла на стыке наук с 70-х годов прошлого столетия , неразрывно связана и опирается на достижения молекулярной биологии , биохимии , микробиологии , генетики , селекции , экологии и др
· Является приоритетной наукой XXI века и уже сейчас играет определяющую роль в научно-техническом прогрессе , от успехов которой в значительной степени зависит будущее человечества
Задачи биотехноглгии
1. Получение кормового и пищевого белка из дешового природного сырья и отходов промышленности ( основа решения продовольственной проблемы )
2. Получение достаточного количесства и ассортимента антибиотиков для лечения человека , животных и борьбы с болезнями растений
3. Производство ферментов , необходимых для получения многих продуктов питания , медицинских препаратов , промышленных продуктов
4. Создание организмов с новыми заданными наследственными свойствами ( трансгенных )
5. Получения широкого спектра органических соединений ( витаминов , ферментов , аминокислот , биоактивных веществ , новых лекарств , средств защиты растений , стимуляторов роста и т . д . ) ; получение новых материалов , ранее не известных человеку
6. Охрана окружающей среды , биологическая очистка промышленных стоков , воды , воздуха , утилизация бытовых и промышленных отходов , создание безотходных производств
7. Биологическая защита растений
8. Создание альтернативных возобновляемых источников энергии , энерго- и ресурсосберегающих производств
9. Создание новых технологий получения репродуктивного материала в сельском хозяйстве
10. Познание фундаментальных основ молекулярной биологии и других биологических феноменов
11. Клонирование организмов , получение иммуннокомпетентного трансплантационного материала
12. Создание новых видов одноклеточных организмов и их использование для нужд производства
Отрасли современной биотехнологии
· Микробиологический синтез
· Генная инженерия
· Клеточная инженерия
· Инженерная энзимология
· Экологическая биотехнология
· Биоконверсия
· Биогеотехнология
Микробиологический синтез
Микробиологический синтез – синтез органических соединений на основе выращивания микроорганизмов на различных питательных средах
· Объектами , используемыми в микробиологическом синтезе являются бактерии , плесневые грибы , актиномицеты , дрожжи