Біотехнологія
Чому сучасна біотехнологія є наукою?
Біотехнологія
виникла як сукупність способів використання живих істот і біологічних
процесів для промислового виробництва. З найдавніших часів людина
використовувала організми для випікання хліба, приготування
кисломолочних продуктів, фарбування одягу тощо. Але лише завдяки
дослідженням Л.Пастера (1822-1895) біотехнологія набула наукової основи.
Цей французький науковець вивчав процеси бродіння, що є основою
виноробства й пивоваріння, врятував шовківництво, виявивши причину
хвороб шовкопряда, запропонував метод запобіжних щеплень для
профілактики інфекційних захворювань, метод пастеризації для зберігання
харчових продуктів тощо. У 40 - 50-ті роки ХХ ст., коли було здійснено
біосинтез пеніцилінів, почалася ера антибіотиків, що дала поштовх
розвитку мікробіологічної промисловості. У 60 - 70-ті рр. XX століття
почала бурхливо розвиватися клітинна інженерія. Зі створенням у 1972
р. групою П. Берга в США першої гібридної молекули ДНК in
vitro формально пов’язане народження генетичної інженерії.
Загострення екологічних проблем стало причиною появи екологічної
інженерії, спрямованої на отримання людиною чистої води, повітря,
продуктів (іл. 174).
![](https://mozok.click/uploads/biologiya-9-sobol/biologiya-9-sobol-440.jpg)
Сучасна біотехнологія як наука нерозривно пов’язана, в першу
чергу,
з біологією, хімією, фізикою, технікою та інженерією. Її об’єктами є
віруси, бактерії, гриби, клітини рослин, тварин, людини та біомолекули.
Для досліджень у біотехнології застосовують найрізноманітніші методи,
серед яких метод культивування біооб’єктів у біореакторах
(ферментаторах), метод вирощування клітинних чи тканинних культур в
особливих умовах, методи генетичної інженерії, методи мікробіологічного
синтезу та ін.
За
допомогою біотехнології можна отримати екологічно чисту й дешевшу
продукцію, й тому вона витіснятиме обмежені ресурсами і екологічно
шкідливі сучасні хімічні технології.
Отже,
БІОТЕХНОЛОГІЯ - це комплекс наук, технічних засобів, методів,
спрямованих на одержання і використання клітин мікроорганізмів, тварин і
рослин, а також продуктів їхньої життєдіяльності у промисловості.
Якою є сучасна біотехнологія?
Сучасна
біотехнологія найширше застосовується в сільському господарстві,
харчовій промисловості, медицині, фармакології та охороні природи. За
рівнем організації біотехнологію можна умовно класифікувати за такими
галузями:
•
нанобіотехнологія - технологія наночастинок, що мають розміри від 1 до
100 нм (наприклад, технологія адресної доставки ліків за допомогою
ліпосом - ліпідних бішарових структур, вміст яких є водним розчином
речовини для лікування хвороб);
•
цитотехнологія - клітинна технологія (наприклад, вирощування гібридом -
клітинних гібридів В-лімфоцитів і ракових клітин меланоми для отримання
моноклональних антитіл; отримання противірусних білків-інтерферонів
способом вирощування на штучному середовищі лейкоцитів периферійної
крові людини; отримання людського інсуліну за допомогою клітин кишкової
палички);
•
гістотехнологія - тканинна технологія (наприклад, вирощування шкіри,
органів для трансплантації, вирощування клітинних культур на поживних
середовищах);
•
ембріотехнологія - зародкова технологія (наприклад, пересаджування
ембріональних стовбурових клітин пуповинної крові для лікування
променевої хвороби; штучне запліднення й штучне осіменіння для подолання
безпліддя й розведення зникаючих видів; репродуктивна технологія
екстракорпорального запліднення);
•
біотехнологія культивування організмів (наприклад,
біотехнологія вирощування печериць й гливи, їстівних молюсків на
устричних фермах, клонального мікророзмноження рослин);
•
біоінженерна технологія із застосуванням технічного підходу (наприклад,
тестування ДНК з використанням біочипів, створення штучних суглобів,
кардіостимуляторів, апаратів ниркового діалізу чи серцевого кровообігу).
Отже, сучасна біотехнологія демонструє майже необмежені можливості використання організмів у різних галузях діяльності людини.
Яке значення біотехнології?
Сучасна
біотехнологія має величезні перспективи для вирішення екологічних
проблем, ліквідації дефіциту їжі й боротьби з голодом, отримання
сировини й енергії для промисловості, збереження здоров’я людини та ін.
(іл. 175).
![](https://mozok.click/uploads/biologiya-9-sobol/biologiya-9-sobol-441.jpg)
За допомогою біотехнології здійснюються:
• одержання харчових продуктів (наприклад, кефірів, йогуртів, сухого молока, хліба, соків);
•
отримання сортів рослин (наприклад, виведення сортів пшениці призвело
до «зеленої революції» в Мексиці, створення сортів рису з вегетаційним
періодом 120 днів значно поліпшило рівень життя населення Азії);
• отримання лікарських препаратів (наприклад, вакцин, антибіотиків, вітамінів, ферментів за допомогою грибів й бактерій);
•
діагностика спадкових хвороб людини (наприклад, технології
культивування лімфоцитів, діагностика ембріона на ранній
стадії внутрішньоутробного розвитку, створення тест-систем для генної
діагностики);
•
розробка безвідходних технологій для очищення середовища (наприклад,
використання бактерій для розкладу штучних полімерних матеріалів чи
пестицидів);
•
створення технологій отримання енергії (наприклад,
використання метанобактерій для отримання біогазу, створення пального
із цукрової тростини чи кукурудзи);
•
отримання кормів для поліпшення умов вирощування сільськогосподарських
тварин (наприклад, дріжджові гриби синтезують кормові білки із парафінів
нафти);
• створення засобів догляду й захисту рослин (наприклад, створення бактеріальних добрив і біогумусу);
•
створення тварин-біореакторів, що виробляють речовини для лікування
хвороб (наприклад, корів чи кіз, які даватимуть з молоком білок для
лікування інсультів).
Використання
біотехнології може мати і негативні наслідки. Це шкідливий вплив на
природу мутагенів, втрата біосистемами здатності до саморегуляції, зміна
геномів організмів й генофонду популяцій та ін. Наслідками
неконтрольованого поширення генетично змінених об’єктів у довкіллі може
бути збільшення кількості стійких до антибіотиків мікроорганізмів,
підвищення концентрації алергенів у природі, порушення рівноваги
природних екосистем, підвищення рівня шкідливості мікроорганізмів,
мутаційні зміни та поширення захворювань організмів тощо.
Отже,
сучасна біотехнологія має величезні перспективи й переваги, але існує й
реальна небезпека негативних наслідків від втручання людини в природні
системи.
Немає коментарів:
Дописати коментар