Преимущество биотехнологических процессов. Основные достижения биотехнологии

-1951 - М. Тейлер разработал вакцину против желтой лихорадки;

- 1952 - У. Хейс описал плазмиду как внехромосомный фактор наследственности;

-1953 - Ф. Крик и Дж. Уотсон расшифровали  структуру ДНК. Это стало побудительным  мотивом для разработки способов  крупномасштабного культивирования клеток различного происхождения для получения клеточных продуктов и самих клеток;

• 1959 - японские ученые открыли плазмиды антибиотикоустойчивости (К-фактор) у дизентерийной бактерии;
• 1960 - С. Очоа и А. Корнберг выделили белки, которые могут «сшивать» или «склеивать» нуклеотиды в полимерные цепочки, синтезируя тем самым макромолекулы ДНК. Один из таких ферментов был выделен из кишечной палочки и назван ДНК-полимераза;
• 1961 - М. Ниренберг прочитал первые три буквы генетического 
  кода для аминокислоты фенилаланина;
• 1962 - X. Корана синтезировал химическим способом функциональный ген;

-1969 - М. Беквит и С. Шапиро выделили ген 1ас-оперона у Е.colly;

- 1970 - выделен фермент рестриктаза (рестриктирующая эндонуклеаза).

4. Геннотехнический период начался с 1972 г., когда П. Берг создал первую рекомбинацию молекулы ДНК, тем самым показав возможность направленных манипуляцией с генетическим материалом бактерий.

Естественно, что без  фундаментальной работы Ф. Крика  и Дж. Уотсона по установлению структуры ДНК было бы невозможно достигнуть современных результатов в области биотехнологии. Выяснение механизмов функционирования и репликации ДНК, выделение и изучение специфичных ферментов привело к формированию строго научного подхода к разработке биотехнических процессов на основе генноинженерных манипуляций.

Создание новых методов  исследований явилось необходимой  предпосылкой развития биотехнологии в 4-ом периоде:

• 1975 - Г. Келлер и Ц. Мильштейн опубликовали в журнале «Ка1иге» статью «Длительноживущие культуры гибридных клеток, секретирующие антитела предопределенной «специфичности», в которой описали метод получения моноклональных антител;
• 1977 - М. Максам и У. Гилберт разработали метод анализа первичной структуры ДНК путем химической деградации, а Дж. Сэнгер 
  - путем полимеразного копирования с использованием терминирующих аналогов нуклеотидов;
• 1981 - разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител;

1982 - поступил в продажу  человеческий инсулин, продуцируемый клетками кишечной палочки; разрешена к применению в Европейских странах вакцина для животных, полученная по технологии 
рекомбинантных ДНК; разработаны генно-инженерные интерфероны, фактор некротизации опухоли, интер-лейкин-2, соматотропный гормон человека и др;

-1986 - К. Мюллис разработал метод полимеразной цепной реакции (ПЦР);

• 1988 - началось широкомасштабное производство оборудования и диагностических наборов для ПЦР;
• 1997 - клонировано первое млекопитающее (овечка Долли) из дифференцированной соматической клетки.
• 2002: Установлена структура ДНК риса, который является основным источником пищи для двух третей населения земного шара. Рис стал первой сельскохозяйственной культурой, геном которой был расшифрован.
• 2003: Первое ГМ домашнее животное GloFish появилось на американском рынке. Специально выведенная для обнаружения загрязнения воды, рыба светится красным светом на чёрном фоне благодаря добавлению гена биолюминесценции.
• 2004: Корейские учёные лечат травму спинного мозга путём пересадки мультипотентных стволовых клеток взрослого из пуповинной крови.
• 2004: Группа исследователей из парижского университета разработала метод для получения большого количества красных кровяных клеток из стволовых гемопоэтических клеток и создали среду, которая имитирует условия костного мозга.
• 2005: Исследователи из университета Висконсин-Мэдисон разделили бластоцисты стволовых клеток человека на нервные стволовые клетки и спинные двигательные нейронные клетки.

Такие выдающиеся отечественные  ученые как Л.С. Ценковский, С.Н. Вышелесский, М.В. Лихачев, Н.Н. Гинзбург, С.Г. Колесов, Я.Р. Коляков, Р.В. Петров, В.В. Кафаров и др. внесли неоценимый вклад в развитие биотехнологии.

Наиболее важные достижения биотехнологии  в 4-ом периоде:

1. Разработка интенсивных процессов (вместо экстенсивных) на основе направленных, фундаментальных исследований (с продуцентами антибиотиков, ферментов, аминокислот, витаминов).
2. Получение суперпродуцентов.
3. Создание различных продуктов, необходимых человеку, на основе генноинженерных технологий.
4. Создание необычных организмов, ранее не существовавших в природе.
5. Разработка и внедрение в практику специальной аппаратуры биотехнологических систем.
6. Автоматизация и компьютеризация биотехнологических производственных процессов при максимальном использовании сырья и минимальном потреблении энергии.

Вышеперечисленные достижения биотехнологии реализуются в настоящее время в народное хозяйство и будут внедряться в практику в последующие 10-15 лет. В обозримом будущем будут определены новые краеугольные камни биотехнологии и нас ждут новые открытия и достижения.

ВЫВОДЫ

1. Биотехнология - дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

2.  Преимущество биотехнологических процессов заключается в том, что прежде всего, низкая энергоемкость процессов; биотехнологическое производство чаще базируется на использовании стандартного однотипною оборудования; биотехнологические процессы несложно сделать безотходными; экологическая целесообразность биотехнологических производств.

3. История развития биотехнологии свидетельствует о том, что она не стоит на одном месте. Достижения в развитии науки с каждым годом все более важные. Каждое открытие является достижением начиная с приготовления хлеба, что с течением тысячелетий привело к изучению стволовых клеток человека.

Использованная литература

1. Глик Б., Пастернак Дж. «Молекулярная биотехнология», Мир, М.,2002.
2. Захаров И.А. "ГенЭтика или рожать нельзя клонировать", Изд. СОРАН, 2003 г.
3. Корочкин Л.И. «Клонирование», Век-2, М., 2006.
4. Тарантул В.З. «Геном человека», Языки славянской культуры, М., 2003.
5. Уолкер Ш. «Биотехнология без тайн» Эксмо, М., 2008.