Микробы

Биотехнология - это наука об использовании биотехнологических процессов в технике и промышленном производстве.

К числу биологических процессов относят те, в которых применяют биологические объекты различной природы (микробной, растительной или животной). Биотехнология как наука формировалась и развивалась по мере развития человеческого общества. Возникновение и развитие биотехнологии можно подразделить на 4 периода:

• эмпирический;

• этиологический;

• биотехнический;

• генотехнический.

Эмпирический (доисторический период) - самый длительный, который охватывает около 600 млн. лет до н.э. н около 2000 лет н.э. Древние породы интуитивно использовали приемы и способы изготовления хлеба, пива и других продуктов которые сейчас относим к биотехнологическим процессам. Переходы после охотничьего кризиса к оседланному образу жизни привели к изобретению техники земледелия. Стали формироваться первичные цивилизации Лесопотамии, Египта, Индии и Китая. Они выпекали хлеб из кислого теста, владели искусством готовить пиво. Уже в 14 веке - начали приготавливать уксус Орлеанским способом , водку из хлебных злаков получили в 16 веке, шампанское известно с 18 века. Абсолютный этанол впервые удалось получить в 14 веке испанцу Раймунду, благодаря перегонке вина с негашеной известью. Продукты питания растительного и животного происхождения использовались не только в пищу, но и для лечебных целей. Так в ассирийской столице еще в 8-7 - веке до н.э. царская библиотека насчитывала более 30 000 табличек клинических из которых в 33 имелись сведения о лекарственных средствах и их рецептуре.

К этому периоду относятся: получение кисломолочных продуктов, квашенной капусты, силосование кормов. К этому периоду также относятся большое накопление фактов в области микологии (о грибах), которая стала самостоятельной наукой.

Второй период (этиологический) охватывает период с 1856-5933 гг. Связан с исследованиями фр. ученого Луи Пастера.

Его достижения в биотехнологии: - открыл микробную природу брожжений; предложил метод стерилизации; создал научные основы вакцинопрофилактики; приготовил в 1859 г. первую жидкую питательную среду.

В этот период были обнаружены ряд вирусов:

- вирус мозаичной болезни табака (Ивановский Д.И.). И.П.Фрош открыл вирус ящура, были открыты вирус желтой лихорадки, вирусы бактерий (бактериофаги).

В этот период удалось доказать индивидуальность микробов и получить их в чистых культурах. Было начато изготовление прессованных пищевых дрожжей, и некоторых продуктов обмена (метаболизма) - ацетона, бутанола, лимоновой и молочной кислот. Во Франции приступили к созданию биоустановок для микробиологической очистки сточных вод.

Третий период (биотехнологический) начался с 1933 г. С опубликования работы Клюйвера и Перкина Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов , в которой изложили основные технические приемы. С этого периода  началось  внедрение  в  биотехнологию  крупномасштабного герметизированного оборудования, которое обеспечивало проведение процессов в стерильных условиях. Мощный толчок в развитии промышленного биотехнологнческого оборудования был отмечен в период развития производства антибиотиков.

В 1950 г. Ж.Моно (Франция) разработал теоретические основы непрерывного управляемого культивирования микробов. Примерно за 40 лет этого периода были решены основные задачи по созданию и внедрению в практику необходимого оборудования - биореакторов.

Четвертый период (генотехнический) начался с 1972 г. В этом году П.Берг со своими сотрудниками в США создали первую рекомбинантную молекулу ДНК.

В !982 г. поступил в продажу человеческий инсулин, выработанный кишечными палочками, которые несут в себе искусственно встроенную генетическую информацию об этом гормоне. Зная строение аппарата наследовательности у разных организмов, удается манипулировать как нуклеиновыми кислотами, так и целыми хромосомами (клеточная инженерия) и клетками (клеточная инженерия). Для этого периода характерны: создание необычных организмов, ранее не существовавших в природе (неклубеньковых растений, несущих гены азотобактерий, ответственные за способность фиксировать молекулярный азот из воздуха); разработка и внедрение экологически чистых, безотходных технологий, разработка и внедрение в практику спец. аппаратуры и др.

Отрасли биотехнологии:

• медицинская биотехнология;

• иммунобиотехнология;

• инженерная энцимология;

• биогеотехнология.

К медицинской биотехнологии относятся ее производственные процессы, которые завершаются созданием с помощью биообъектов средств или веществ медицинского назначения - антибиотики, ферменты, коферменты.

Иммуно-биотехнология - объединяет производства вакцин, иммуноглобулинов крови, иммуномодуляторов, иммуномедиаторов.

Биогеотехнология - сущность ее сводится к использованию микроорганизмов для добычи полезных ископаемых (цветная руда, нефти и др.).

Инженерная энцимология - базируется на использовании каталитических функций ферментов в изолированном состоянии или в составе живых клеток для получения целевых продуктов.