РЕФЕРАТ

Текст наукової роботи - 23 ст., 8 джерел.

Об'єктом дослідження у даній роботі є провідні напрямкибіотехнології, їхній розвиток та перспективи розвитку у майбутньому.

Мета: Розглянувши різні напрямки біотехнології - їхню історію, атакож найсучасніші дослідження, з'ясувати які з них є найбільшперспективними. Дослідити роль біотехнології в житті суспільства.

У ході дослідження реалізовані такі завдання:

. систематизовано напрямки біотехнології;

. з'ясовано перспективні галузі біотехнології;

. визначена роль біотехнології в житті суспільства.

Методи дослідження: систематизація та аналіз.

Практичне значення: дана робота може бути використана як додатковийматеріал при вивченні у школах на уроках біології тем присвяченихбіотехнології.

Зміст вміщує в собі - вступ, 2 розділи, висновки, список використаноїлітератури.

1 ВСТУП

Біотехнологія - це сукупність промислових методів, які застосовуютьдля виробництва різних речовин із використанням живих організмів,біологічних процесів чи явищ. Сам термін "біотехнологія" з'явився в 70-ихроках XX ст. (біос - життя, ТЕХНОС - мистецтво, майстерність, логос --слово, вчення) хоча біотехнологічні принципи людина розробила уже давно --використання життєдіяльності мікроорганізмів для випікання хліба,виготовлення сиру та інших молочних продуктів, виноробства, пивоваріння.

Зараз технологія біологічних процесів набирає в сучасному світівинятково велике значення. Взаємодія молекулярної біології, генетики,генної інженерії, біохімії і мікробіології, хімії і хімічної технології вобласті проблем біотехнології веде до створення нових біологічних агентів,вдосконалення керування біосинтезу тощо.

біотехнологію умовно поділяють на два розділи:

1) традиційна (куди входить технологічна мікробіологія, а також технічна, біохімічна та інженерна ензімологія); < p> 2) нова (куди входять генетична та клітинна інженерія).

2 перспективні напрямки ТРАДИЦІЙНОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

2.1 Ферментація в біотехнології

Традиційна біотехнологія заснована на ферментації. За останні 30років виник ряд нових виробництв, що базуються на використанні різнихміцеліальних грибів, дріжджів, бактерій, рідше водоростей. За допомогоюмікроорганізмів отримують такі лікарські препарати як кортизон,гідрокортізон і деякі інші, які відносяться до групи стероїдів.

Мікроорганізми використовують для отримання деяких нуклеотидів іцітохромів. Вони є продуцентами вітамінів В2 і В12, які використовують длясинтезу бета-каротину. Широко використовують полісахариди, отримані взначній кількості завдяки ряду мікроорганізмів. Їх застосовують в медицині,наприклад, як замінник плазми крові - декстран, в харчовій, текстильній,парфумерній промисловості і для збільшення добутку нафти. Розширюєтьсяможливість масового виробництва на застосуванні вірусних та бактеріальнихпрепаратів для профілактики захворювань сільськогосподарських тварин.

Також мікроорганізми використовують в хлібопеченні, для отриманняоцту, молочнокислих продуктів, етанолу, гліцерину, ацетону, бутанолу таряду органічних кислот.

Одним з найбільш перспективних напрямків традиційної біотехнології євикористання мікроорганізмів як один з засобів захисту рослин відшкідників.

2.2 Засоби захисту рослин

Розвиток цього напрямку зумовлюється багатьма вадами пестицидів таінших засобів захисту рослин.

По-перше, абсолютна більшість пестицидів є сильними біологічнимиактивними речовинами і негативно впливають на рослини. Це може виразити впогіршенні росту, розвитку і загального стану рослини.

По-друге, дуже часте використання пестицидів може знищити всюмікрофлору, в першу корисну, так як вона є дуже чутливою до пестицидів. Цимпорушуються нормальні мікробіологічні процеси в грунті, в тому числісімбіотічні і асоціативні, що часто призводить до зниження супротівленнярослин шкіднікам, хворобам, бур'янами. Це може проявитись і в періодзберігання врожаю, коли відбувається зміна мікрофлори поля на мікрофлорусховища. Приклад - збільшення псування картоплі збуджувача м'якої гнилі,внаслідок багаторазових опрацювання пестицидами проти колорадського жука іфіофторі, особливо на фоні надлишку органічних і азотних добрив.

По-третє, невміле використання пестицидів може сприяти появі новихстійких форм організмів-шкідників.

В ситуації, що склалась в сільському господарстві одним з виходів єзаміна пестицидів на мікроорганізми (бактерії, актіноміцеті, гриби), живіорганізми (хижаки і паразити шкідників і збуджувачів хвороб), або продуктиїхньої життєдіяльності.

Для цієї заміни зроблено чимало.

Вже зараз отримані препарати мікроорганізмів, відібрані комахи -хижаки, кліщі та нематоди, паразитичні організми різного рівню організації.
Опрацьовані методи вирощування таких тварин і мікроорганізмів і їхзастосування в полі і закритому грунті. Препарати для боротьби з фітофагамінадходять в продаж з інструкцією по використанню.

Набагато важче склались справи з біозахістом рослин від хвороб. Чи недивлячись на багаточисленні розробки біопрепаратів для захисту рослин відхвороб поки тільки деякі з них рекомендовані для використання.

Це перш за все антибіотики, які мають деякі переваги в порівнянні зфунгіцидами: вони в основному добре розчиняються в воді, досить стійкі донавколишнього середовища, досить легко проникають в тканини рослини. Ціїхні ознаки дозволяють використовувати їх для придушення збуджувачівхвороби. Майже всі антибіотики спроможні придушувати широке коло патогенів:гриби, бактерії і мікоплазми. Проводяться пошуки і антивіруснихантибіотиків. В деяких країнах дозволено використовувати антибіотикимедицинських призначення або синтезовані для захисту рослин в чистомувигляді або в суміші з фунгіцидами.

Деякі зарубіжні фірми вже випускають препарати антибіотиківспеціально для захисту рослин: бластоцідін, касугіміцін, поліоксін,валідаміцін та інші. В нашій країні найбільш пошіренішімі антибіотиками єтрихотецин, фітобактеріоміцін і фітолавін-100.

Антибіотики є продуктами біотехнології, але все-таки їх важко визнатибіометоду засобами захисту рослин. Принципово вони не відрізняються відзвичайних фунгіцідів і бактеріоцідів хімічної природи, крім того що вони єпродуктами життєдіяльності мікроорганізмів. Це звичайні органічніз'єднання, але синтезовані не в хімічному реакторі, а живою клітиною.
Антибіотики володіють всіма перевагами та вадами хімічних пестицидів:

1. Антибіотики активні не тільки проти патогенів, але й проти всієїмікрофлори рослини.

2. Антибіотики токсичні для теплокровних тварин, в тому числі й длялюдини і погано впливають на рослину. Виняток складають, наприклад,антибіотики пеніцілінового ряду, які порушують синтез клітинної стінкибактерій.

3. Застосування антибіотиків призводить до відбору мікроорганізмів, втому числі й патогенів, стійких до їх дії. Цей фактор робить нереальнимзастосування більшості антибіотиків в сільському господарстві.

4. Вартість препаратів, виготовлених на основі антибіотиків, вищавартості препаратів хімічної природи.

Зважаючи на ці фактори, можна сказати, що застосування антибіотиківдля захисту рослин від хвороб не має перспективи, якщо тільки не будутьзнайдені вісокоспеціфічні сполуки, які б вибірково знищували патогенів, прицьому не завдаючи шкоди рослинам, тваринам і корисним мікроорганізмам.

Щоб уникнути негативних наслідків застосування антибіотиків булизроблені спроби використовувати мікроорганізми продуценти антибіотиків.
Антагонізм характерний для більшості мікроорганізмів, що знаходяться навсіх частинах рослин і всередині тканин рослин. Особливо сильний антагонізмпроявляється серед грунтових мікроорганізмів, де мікрофлора дужерізноманітна і густота мікробного населення дуже висока. Властивістьантагонізму привернула увагу мікробіологів, що працюють в області медицинифітопатології рослин, харчової промисловості. За останні 40 роківдослідниками-мікробіологамі зроблена величезна робота по виявленнюантагоністів, вивченню їхньої біології, взаємовідносин з патогенами таіншими мікроорганізмами, відношенню до рослин і тварин. В результаті середгрибів, бактерій і більшості актиноміцетів виявлені антагоністи практичнодо всіх патогенних грибів, бактерій, актиноміцетів і навіть мікоплазма.
Знайдені віруси фітопатогенніх бактерій і актиноміцетів, виявлені паразитипаразитів на різних рівнях організації живого. Таким чином, створенийарсенал для розвитку класичного методу біологічного захисту рослин, якийпередбачає використання живих організмів для контролю числа небажаних (втому числі патогенних) організмів в агроценозі.

Американські мікробіологи Каліфорнійського університету в місті
Берклі звернули увагу на те, що в умовах Каліфорнії більшість цитрусовихпошкоджується слабкими заморозками (0оС) за рахунок утворення крісталіківльоду в тканинах рослин. Більш того пошкоджуються не всі рослини підряд, авибірково, стійкість до заморозків залежить від сорту та виду рослин.
Зацікавівшісь цим явищем, група дослідників під керівництвом Ліндоввиявила, що за це явище відповідальні бактерії, що існують на листках і втканинах рослин. Це бактерії Pseudomonas syringae, які відносяться довеликої групи бактерій, що викликають хвороби листків і пагонів рослин, і
Erwinia herbicola - бактерії кішечної групи, які викликають ураженнякоренів рослини. Обидва види бактерій заселяють тканини цитрусових безпомітних ознак їх пошкодження, але в той же час не можуть існувати замежами рослини і швидко гинуть в грунті, воді та інших можливихсередовищах. У випадку утворення кристалів льоду неважко виділити мутантніклітини, що втратили цю здатність, але не змінили здатність заселятитканини рослин. При обробці молодих рослин кукурудзи, томатів або полуницісуспензією клітин бактерій Pseudomonas syringae, що втратили здатністьутворювати кристали льоду, рослини нормально заселяються бактеріями і непошкоджуються заморозками. Отже, можна захистити рослини, якщо замінити
"Нормальну" мікрофлору такою самою, але мутантних, яка втратила здатністьдо синтезу фактору утворення льоду. Важливим є те, що такі мікроорганізмитісно зв'язані з рослиною і не допускають заселення родинними організмами.
Дійсно, рослини, заселені мутантними бактеріями, не в змозі заселятисятакими самими клітинами дикого типу, які утворюють кристали. Але якщорослина вже заселена клітинами бактерій дикого типу, то вона вже не можезаселяти мутантними. Таким чином, для успішного захисту рослини цимспособом необхідно зробити її хоча б частково стерильною або по крайніймірі зменшити кількість клітин дикого типу. Цього можна добитись,наприклад, попереднім опрацюванням хімічними речовинами, або, якзапропонували 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 длязахисту рослин від заморозків і проводиться їх ретельна перевірка вконтролюючих умовах на можливу патогенність до широкого кола господарів,токсичність і віддалені наслідки для людини і екологічну нешкідлівість.
Існує побоювання, що витіснення з природи бактерій, що утворюють кристалильоду, може порушити процеси утворення дощу та снігу.

Але поки проходять досліди, створені і відпрацьовуються комплексипрепаратів найрізноманітніших напрямків. Наприклад, з допомогою сучаснихметодів отримані бактерії псевдомонад, які володіють антагонізмом до рядузбуджувачів хвороб, які здатні заселяти листки рослин або корені ісинтезувати токсини проти комах. Отже, отриманий препарат, що здатний статипрообразом майбутніх біопрепаратів комплексної дії для захисту рослин відшкідників і хвороб. Необхідна тривала і ретельна перевірка цього препаратув контролюючих умовах, але вже зараз він знайшов собі застосування якбіоінсектіцід. Вбиті клітини цих бактерій в два рази довше утримують токсинна листках рослини, ніж клітини бацил.

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

2.3 Традиційна біотехнологія в інших сферах життя

Також життєдіяльність мікроорганізмів використовується ще в деякихгалузях людського буття. Так, наприклад в кондитерській промисловостішироко використовують лимонну кислоту, яку дістають в результатіжиттєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів. Зараз в світівиробляється близько 400 тис.. тонн цього продукту. Такої кількості лимонноїкислоти не забезпечили б жодні цитрусові плантації.

Все ширше стає асортимент ферментів - протеази, Нуклеази, амілази,глюкоамілазі, 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 длявілужування металів із бідних руд з метою підвищення їхнього добутку.

3 перспективні напрямки НОВОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ

Коли кажуть про нову біотехнологію, то мають на увазі генетичну іклітинну інженерію, які створили можливість переробки спадкового апаратуорганізмів.

3.1 Клітинна інженерія

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

Під час культивування клітини вищих рослин можуть розглядатись яктиповий мікрооб'єкт, що дозволяє застосовувати до них не лише технологію іапаратуру, але і логіку експериментів, які прийняті в мікробіології.
Культивовані клітини в ряді випадків зберігають тотіпотентність, тобтоздатність перейти до виконання програми розвитку, в результаті якого ізкультівованої соматичної клітини виникне ціла рослина, яка здатна донормального розвитку і розмноження.

Крім того, потрібно підкреслити, що техніка культури соматичноїклітини зараз стає винятково важливим інструментом в Генетичній інженерії ібіотехнології.

Для культивування можуть використовуватись клітини пухлинних тканин,клітини різноманітних органів, лімфоцити, фібропласті, ембріони і т.д. Дужечасто використовуються для наукових цілей перевіваїмі лінії, які можнакультивувати як завгодно довго. Це клітини нирок людини і тварин, раковіклітини людини (Hela) т.ін.

Клітини тварин і людини вирощують в спеціальних середовищах в виглядімонослою на склі. Для вирощування суспензійніх культур використовуютьнайрізноманітніші судини-хемостаті, ферментера, флакони.

Щоб клітини гарно росли, необхідне їхнє постійне переміщення. Дляцього розроблені способи культивування клітин за принципом безперервноїзміни середовища (хемостаті). Культивування клітин проводять при визначенійтемпературі (37оС) і РН середовища (6,8 ... 7,5). Основними компонентамисередовищ для культури є: мінеральні солі, амінокислоти, вітаміни,антибіотики. Зараз технологія культивування деяких типів клітин твариннастільки гарно відпрацьована, що може широко використовуватись ввиробничих умовах для отримання різних продуктів.

Застосування культури клітин людини і тварин для практичних цілейпочалось вперше з робіт, в яких була продемонстрована можливістьвирощування вірусів в культівуючіх клітинах. Для цього були (1949 р.)використані клітини нирок людського зародку, нирок дорослих мавп, клітиникур'ячого ембріону, а також клітини перевіваїміх ліній - Hela, BHK-21
(клітини нирки ембріонів хом'яки) т. ін. Застосування методу клітиннихкультур дозволило налагодити нарощування вірусів в необхідній кількості і вдосить чистому вигляді, що сприяло розвитку діагностики віруснихзахворювань і отриманню необхідних для медицини вакцин.

Важливе значення для розвитку клітинної біотехнології мали праці погібридизації соматичних клітин. У 1960??. французький вчений Ж. Барськийвперше виявив, що соматичні клітини тварин здатні зливатися і об'єднуватигенетичну інформацію двох батьківських клітин. Але утворення гібриднихклітин в звичайних умовах відбувається дуже рідко.

Тому була розроблена техніка гібридизації соматичних клітин звикористанням інактивованих вірусів парагрипу типу Сендай, здатного
"Склеювати" і зливати клітини між собою. При отриманні вірусу Сендайвдалось добути гібриди клітин абсолютно різних видів організмів. Відоміміжвідові гібридні клітини, наприклад людини і миші, курчатко і людини,москіта і людини, корови та норки та інші. Виявилось можливим такожгібрідізуваті клітини з різних тканин, наприклад лімфоцити і фібропласті,нормальні та пухлинні клітини.

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

Відомо, що антитіла, що утворюються в організмі у відповідь навведення антигена (бактерії, вірусу і т. ін.), є білками, що називаютьсяімуноглобулінамі і захищають організм від хвороб. Але будь-яке чужеріднетіло, яке вводиться в організм, це суміш різних антигенів, що будутьзбуджувати продукцію різних антитіл. До того ж в сіворотці кровіімунізованіх тварин антитіло завжди є сумішшю, що складається з антитіл,які продукуються різними лімфоїднімі клітинами. Та для практичних цілейнеобхідні антитіла одного типу, тобто моноспеціфічні сироватки з однимтипом антитіл. Очистка одного типу антитіл від сумішей - справа дужескладна і трудомістка. І ось в 1975 р.. Келером і Мільдштеймом буврозроблений спосіб отримання гібридів між лімфоцітамі мишей, імунізованіхперед цим якимось антигеном і культівуюмімі пухлинним клітинами кістковогомозку (мієломнімі клітинами).

Ці гібридні клітини отримали назву гібрідомі. Вони об'єднали в собіздатність лімфоціту утворювати необхідні антитіла (одного типу) і здатністьпухлинних безкінечно довго розмножуватись на штучних середовищах.
Культівуючі гібрідомі, а потім імізуючі ними тварин, можна отриматиантитіла 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 різнихобластях медицини і біології.

Виробництво моноклональних антитіл займає зараз одне з провіднихмісць в біотехнології. Крім широкого використання в фундаментальнихдослідженнях вони застосовуються для отримання препаратів біологічноактивних речовин високої чистоти, широко використовуються як діагностичніреагенти, наприклад для визначення груп крові. Моноклональні антитілавиявились перспективними для лікування ряду захворювань, і в особливостідля лікування хворих злоякісними пухлинами.

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

Перше - отримання промисловим шляхом цінних біологічно-активнихречовин рослинного походження. Так отримані мутантні клітинні лініїраувольфії змінної - продуцента індольніх алкалоїдів, які містять в 10разів більше цінного для медицини антірітмічного алкалоїду - аймаліну;діскореї дельтовідної - продуцента діогеніну, який використовується длясинтезу гормональних препаратів; отриманий штам рути пахучої, який міститьв 220 разів більше алкалоїду рутакрідона, ніж в самій рослині; ізсуспензійної культури наперстянки шорсткої, яка містить серцевий глікозид --дигітоксин, отримали більш якісну форму - дигоксин - для використання вмедицині; із суспензійної культури м'яти отримали ментол для трансформаціїпулегона і ментолу.

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

Друге - використання тканинних і клітинних культур для швидкогоклонального мікророзмноження та оздоровлення рослини. Можливістьвикористання методів клонального розмноження в стерільній культурі виявленазараз для 440 видів рослин, які належать до 82 родин. В порівнянні зтрадиційними методами розмноження, які використовуються всільськогосподарській практиці, клонального розмноження в культурі дає рядпереваг:

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

2) можна підтримувати ріст цілий рік;

3) тисячі рослин можуть рости на невеликій лабораторній площі;

4) разом із розмноження часто відбувається оздоровлення рослин відвірусів та патогенів;

5) цим методом можна отримувати рослини, які важко або зовсім нерозмножуються вегетативно, наприклад, пальма.

Мікроклональне розмноження добре ведеться з картоплею, капустою,часником, томатами, цукровим буряком; серед ягідних культур - найбільшіуспіхи досягнуті у суниці; серед декоративних культур - у іриса, гіацинта,фрезії, гладіолуса, лілії, орхідних, гвоздики, нарцізів, тюльпанів,гербери.

В останній час широкого використання отримала безвірусна розсадаполуниці та картоплі. Фірма "Кевана Хакко" розробила технологію масовоговирощування розсади лілій культурою в ємкості. Ведуться дослідженняотримання штучного насіння, в особливості гібридів рису першого покоління.
Так звану бляшкову розсаду квітів і овочів вирощують методом культуриклітин (тканини) і доставляють фермерам в розсадніх горщиках в лотках.

Техніку зливання клітин вже зараз застосовується в рослинництві. Так,методом асиметрично зливання в Японії, наприклад, добуті стійкі донематодів кабачки.

Ще в 1988 р.. фірма "Кірін біру" сумісно з американською фірмоюрозробила штучне насіння і техніку масового виробництва клонів салатулатуку і сельдереї. Ці ж фірми створили таку саму техніку масовоговикористання зародків рису. Право застосовувати ці відкриття на праціотримала корпорація "Технологія розсади".

Біотехнологічні дослідження по рису найбільш активно проводятьяпонські фірми "Міцуї таацу когаку", "Хокей кагако", "Ніпон секію".

Третю групу складають технології, які пов'язані з генетичнимиманіпуляціями на тканинах, клітинах, ізольованих протопластів. Мова про цітехнології піде в наступному розділі.

3.2 Генна інженерія

Суть генної інженерії полягає в штучному створенні (хімічний синтез,перекомбінації відомих структур) генів з конкретними необхідними для людинивластивостями і введення його у відповідну клітину (на сьогодні це частішевсього бактеріальні клітини, наприклад, кишкова паличка) - створення
"Штучної" бактерії - лабораторії по виготовленню необхідного для людинипродукту.

3.2.1 Генна інженерія в тваринництві

Багато спеціалістів, що працюють в області нових методів розведеннясільськогосподарських тварин, вважають, що вже в найближчий час Геннаінженерія, пов'язана з пересадкою генів, стане наймогутнішім методомотримання тварин з необхідними властивостями. Так, ще в 1986 роціавстралійські вчені вперше в світі створили трансгенну вівцю шляхомвведення в ембріон гену, відповідального за синтез гормону росту овець.
Були експерименти по передачі гену людського гормону росту в генетичнийапарат (ДНК) свині. У 1999 році вчені з Гарвардського університету (США)виділили ген, присутній в кур'ячіх ніжках і відповідальний за їхній ріст.
Ген пересадили в крила курчат, і через кілька місяців були створені перші всвіті чотіріногі кури. Вчені вважають, що ці тварини будуть мати великезначення в тваринництві майбутнього.

Великі можливості відкриваються для біотехнології при використанніметоду клонування ссавців. Цей метод вже застосовується, наприклад, вембріології корів і овець. Ембріони, що складаються з 60-80 клітин,роздрібнюють в спеціальних посудинах їх підрощують до утворення ембріонів,а потім трансплантують самиця. Таким чином, в принципі, з одного ембріонуможна отримати кілька десятків тварин.

Найбільш розвинутий в наш час напрям в біотехнології тварин - цетрансплантація ембріонів. Цей метод дозволяє перш за все пришвидшитирозведення тварин з високими спадковими якостями, а також зберегти ціннийгенофонд, так як отримані ембріони можна консервувати замороженому ізберігати скільки завгодно. З допомогою цього методу вже отримують до 80нащадків з однієї корови за два роки. У США таким способом було отримано ще
1980 році 23 тисячі телят, а в Канаді - 7 тис..

3.2.2 Генна інженерія в рослинництві

Важливе значення для генетичної інженерії і біотехнології маєрозроблений в останні 220-25 років метод ізольованих протопластів. Віндозволяє з допомогою ферментативного гідролізу руйнувати клітинні стінки івиділяти в великій кількості "гай" клітини, позбавлені клітинної оболонки іоточені тільки плазмалемою. Такі кулеподібні клітинні утворення булиназвані протопластів. Протопластів відрізняються від звичайних клітинтакими важливими властивостями, як здатність зливатися одне з одним привизначених умовах, поглинати з навколишнього розчину різні молекули (білки,нуклеїнові кислоти) і різні органели та мікроорганізми. І особливо цінно,що протопластів здатні на спеціальному середовищі ренегеруваті (синтезуватизнову) клітинну оболонку, ділитись, утворюючи Калус, і ренегеруваті цілурослину.

До 1985 року вважалось, що вивести однодольні рослини з протопластівнеможливо. Але в цьому році в деяких наукових інститутах Японії відтворилирис. Були подані заявки на реєстрацію мутантних сортів рису:короткостебельній міцуї байосаса № 1 (вивела хімічна фірма "Міцуї тоацукагаку ") і нізькостебельній пізній хацуюме (вивів науково-дослідницькийінститут фітоінженерії Японії). Це доводить практичну цінність селекції звикористанням протопластів.

При праці з однодольних рослинами використовують плазміди кишковоїпалички, для введення генів застосовують поліетіленгліколь абоелектроперфорацію. Але відомих корисних генів небагато: інсектіцідні гени,гени стійкості до вірусів, гербіцідів, гени забарвлення кольорів. Цятехнологія набагато складніша зливання клітин. Саме відтворення цієїметодики потребує великих витрат. У зв'язку з цим актуальні різні формиміжнародного співробітництва, але при цьому виникає проблема права наінтелектуальну власність.

Прибутки, що можна отримувати, застосовуючи досягнення генноїінженерії, дуже зацікавили фірми зовсім інших галузей промисловості. Так,фірма "Саппоро біру" (один з провідних виробників пива в Японії) розробилатехнологію масового вирощування клональної розсади орхідей. Хімічна фірма
"Ніппон сьокубай кагаку" розробила систему вирощування декоративних рослиндля прикрашення службових приміщень.

Нові досягнення в генній інженерії можуть мати дуже велике значеннядля сільського господарства. І вже зараз деякі сорти виведених за новимитехнологіями рослин знаходять собі місце на посівних площах різних країн.
Для прикладу можна взяти сорти картоплю, що містять ген Bt. Цей ген, щопоходить від значно поширеної грунтової бактерії Bacillus thuringiensis,виробляє інсектіцідній кристалічний білок. Коли комаха-шкідник з'їдаєбактерію або клітини рослини, які містять цей білок, він викликає у комахрозклади, що унеможливлює травлення. Бактерія (Bt) має багато видів. Коженвид бактерії здатен чинити негативний вплив тільки на один або декількавидів комах. Вид Bacillus thuringiensis вбиває тільки жуків тінебріонідів,до яких належить колорадський жук, який знищує велику кількість урожаю в
Україні.

Використовуючи тонку методику наукової генної інженерії, генетикамвдалось трансплантуваті ген, який є носієм коду Bt-білка, з бактерії ворганізми кількох різних видів рослин (деякі сорти картоплі, кукурудзи,бавовнику т. ін.). Агентство США з охорони навколишнього середовища,
Агентство США з контролю за продуктами харчування та медичними препаратами,
Міністерство сільського господарства в США та тисячі вчених-професіоналів зусього світу встановили, що кристалічні Bt-білки та їхні гени-перемикачіне можуть завдати жодної шкоди здоров'ю чи життю людини.

Трансгенна картопля не вирішує всіх проблем у сільськомугосподарстві, проте вона, поза сумнівом, є кроком на шляху до ефективногосільського господарства, яке значною мірою зменшить використання тіцідів,покращить сільськогосподарську технологію і, що найважливіше, збільшитьвиробництво картоплі шляхом боротьби зі шкідниками (вчені вважають, щопродуктивність сільського господарства до 2010 р.. в країнах, щорозвиваються, за рахунок використання біотехнології зросте на 25-30 %).

3.2.3 Генна інженерія на користь людини

Успіхи генної інженерії можуть бути використані на користь самійлюдині - у боротьбі зі спадковими хворобами (нині з'явилась можливістьотримувати білок таким шляхом, який визначає синтез трамбопластіну - першийетап засідання крові); отримана сироватка проти однієї із форм гепатиту;ведуться дослідження з вірусами грипу, створені продуценти біологічноактивних речовин - інсулін (необхідний для лікування діабету), самотропнійгормон (природний стимулятор росту), інтерферон (білкова речовина, якасприяє активній боротьбі клітин організму з вірусами).

А в 1999 році група генетиків на чолі з Саймоном Мак-Квін Мезон зуніверситету Йорку (Великобританія) зуміла отримати унікальний природнийклей. Він створений на основі білка, що виробляється мідіямі увазі "Мутілусгалопровінціаліс ". Білок володіє незвичайною клейкістю, еластічністю іодночасно з цим відштовхує воду. Хімічна структура дозволяє йому проходитиміж молекулами двох різних речовин, об'єднуючи їх ще міцніше. Для отриманняцього клею не потрібно вбивати тисячі молюсків. Вчені вже перемістилигенетичний код білка в тютюнові рослини, і з листків цих рослин теперклейка речовина буде добувати промисловим шляхом. Дуже важливоюособливістю клею стало те, що він не відштовхується людським організмом іможе скріплюваті живі тканини. Вчені вважають, що новий клей зробитьреволюцію в медицині.

ВИСНОВОК

Працюючи над цією роботою, я дійшов висновку, що найбільш економічноефективними (при їхньому комплексному застосуванні і створенні безвідходнихвиробництв, не порушуючи екологічної рівноваги) є біотехнології, заснованіна досягненнях мікробіології та генної інженерії. Їхній розвиток дозволитьзамінити багато великих заводів хімічної промисловості на екологічно чистікомпактні виробництва.

Отже, біотехнологія спроможна допомогти людству вирішити деякіпитання його розвитку (проблеми здоров'я, харчування т. ін .).

Список використаної літератури

1. Беляев Д.К., Рувинский А.О. "Загальна біологія", М.: "Просвещение". 1992,

270 ст.
2. Вервес Ю.Г., Кучеренко М.Є., Балан П.Г. "Загальна біологія" - К.:

Генеза, 1998, 464 ст.
3. Слюсарев А.О. "Біологія" - К.: Вища школа, 1995, 607 ст.
4. "Промислове освоєння біотехнології" - Козаку кейдзай, 1989, № 8, 164 ст.
5. Хімізація сільського господарства, "Успіхи біотехнології в Японії",

Мельников А.Г., № 3, 1990.
6. Наука і суспільство, "Нові біопрепарати", № 11, 1990.
7. Пропозиція, "Біотехнологія і розвиток агросфери", СозіновО., № 7, 1998.
8. Новини захисту рослин "Біотехнологія в Україні: проблема трансгенної картоплі", Владимиров В., № 8, 1999.
9. Викладання біології "Біотехнологія: перспективи розвитку", Маруненко

І.М., № 7, 1997.

ЗМІСТ

| 1 | Вступ | 3 |
| 2 | Перспективи розвитку традиційної біотехнології | 4 |
| | 2.1 Ферментація в біотехнології | 4 |
| | 2.2 Засоби захисту рослин | 4 |
| | 2.3 Традиційна біотехнологія в інших сферах життя | 10 |
| 3 | Перспективні напрямки нової біотехнології | 11 |
| | 3.1 Клітинна інженерія | 11 |
| | 3.2 Генна інженерія | 16 |
| | 3.2.1 Генна інженерія в тваринництві | 16 |
| | 3.2.2 Генна інженерія в рослинництві | 17 |
| | 3.2.3 Генна інженерія на користь людині | 20 |
| 4 | Висновок | 21 |
| 5 | Список використаної літератури | 22 |