Основные направления биотехнологии

Биотехнология -
это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве (получение необходимых человеку продуктов из живых клеток или с их помощью)

Методы биотехнологии
Клеточная инженерия
(клонирование)
Генная инженерия
Хромосомная инженерия

Клеточная инженерия (клонирование)
создание клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. В узком смысле слова под этим термином понимают гибридизацию протопластов или животных клеток, в широком — различные манипуляции с ними, направленные на решение научных и практических задач.

Клонирование
репродуктивное
терапевтическое
бантенг
Ян Уилмут с
овечкой Долли
получение стволовых клеток

Ярким примером клонирования растений может
служить выведение и распространение
сортов растений с плодами-бессемянками.
Например, что представляет собой банан в диком виде?!

Клонирование – зло или благо?

Клонирование растений
«голые» клетки –
протопласты
каллюс
в питательном растворе

Клонирование животных
Ян Уилмут с
овечкой Долли

Хромосомная инженерия
Замещение отдельных хромосом у растений или добавление новых хромосом в генотип.

Генная (генетическая) инженерия
методы молекулярной биологии и генетики, связанные с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов.

«Ножницы» и «клей» для ДНК
В шестидесятых годах швейцарский биохимик Вернер Арбер открыл ферменты, которые «разрезают» ДНК на маленькие кусочки. Эти ферменты получили название рестриктаз. Другие исследователи открыли ферменты, названные лигазами, которые снова «склеивают» разрезанные участки. Тем самым исследователи стали обладателями и «ножниц» и «клея» для ДНК.

Плазмида
ДНК млекопитающего
Вырезанный ген
Бактериальная плазмида
с встроенной ДНК
млекопитающего
Бактериальная клетка

Производство инсулина

Петуния с пёстрыми цветками
была создана путём перенесения
в генотип растения гена,
нарушающего образование
пигмента в лепестках

Современная биотехнология оказывает огромное влияние на все аспекты практической деятельности человека…

Получение
Гормонов
(инсулин)
Ферментов
Антибиотиков
Лекарств
(белок интерферон)
Витаминов
(В2, В 12)

Использование
протеаз и амилаз
в домашнем хозяйстве
и промышленности

Отто Рем (справа) впервые применил ферменты в кожевенном производстве, а также как добавку к моющим средствам. Апробация предложенного Ремом дубления кож.

Первое моющее средство «Burnus» с биодобавками появилось в 1914 г. В качестве активных биодобавок использованы ферменты животного происхождения.
(на плакате надпись: «Burnus» прекрасно стирает бельё»)

Моющая активность
Температура стирки
Моющее средство
без фермента
Моющее средство
с ферментом
грязь
Белок
(«клеющее
вещество»)
Загрязнённое волокно
«Работа» биомоющего средства
Растворённая грязь
Фермент, расщепляющий белок протеаза

Получение этилового спирта
С2Н5ОН

Пористые
полимерные
шарики
Дрожжевые клетки
сахар
этиловый спирт
Чистый этиловый спирт
Раствор сахара
углекислый
газ

Очистка сточных вод
Чистая питьевая вода
Биогаз
Удобрения

Сточные
воды
решётка
отстойник песка
Механическая очистка
первичный отстойник
аэротенк (бактерии, дрожжи, грибы)
«активный ил»
очищенные
сточные воды
биогазовый
реактор
(метанобактерии)
газометр
сброженный ил сточных вод
потребитель
ил
биогаз
потребитель

Биореакторы, где навозная жижа, разлагается микробами до биогаза, который используется как топливо в этом хозяйстве (Германия).

Схема получения биогаза из отходов пищевой промышленности