Biotehnologia - este un set de tehnici industriale care utilizează organisme vii sau procese biologice. Omul a fost mult timp utilizate procedee biotehnologice în producția de diferite substanțe și produse alimentare - brânzeturi, produse lactate, aluat, bere, etc. dar termenul „biotehnologiei“, el a fost oferit doar în cei 70 de ani ai secolului XX.
În prezent, diferite tipuri de ciuperci microscopice sunt folosite în industria microbiologică pentru producerea de antibiotice, vitamine, hormoni, enzime, proteine și alte furaje. Îmbunătățirea metodelor biotehnologice și în industria alimentară, în cazul în care tulpinile foarte productive de microorganisme pot crește eliberarea de produse alimentare (lapte fermentat, brânzeturi, bere) și hrană pentru animale (însilozare, drojdie furajeră) de calitate.
biotehnologică sunt utilizate pentru curățarea mediului înconjurător, în special, a apelor uzate și a solului împotriva poluării menajere și industriale. Metode biologice de purificare se bazează pe capacitatea anumitor tipuri de bacterii în condiții aerobe și anaerobe pentru a descompune compuși organici care se încadrează în apă și sol. Ca urmare a tulpinilor de reproducere derivate sunt capabile de descompunere astfel de compuși care nu sunt specii naturale capabile să utilizeze. abilitatea de a utiliza unele organisme acumulează compuși organici și anorganici sau anumite elemente chimice în cuștile lor pentru ape uzate și rezervoare naturale (unele tipuri de bacterii, alge, protozoare).
biotehnologică sunt utilizate și în dezvoltarea metodelor biologice de combatere a dăunătorilor din agricultură și silvicultură, precum și specii parazitare și sug sânge. Folosind tulpini de anumite specii de microorganisme, fabricate preparatele, reducând în mod eficient numărul de dăunători, fără a polua mediul înconjurător cu compuși toxici. În același timp, o condiție prealabilă pentru utilizarea agenților biologici este siguranța lor pentru alte tipuri de organisme.
Recent, în dezvoltarea proceselor biotehnologice folosesc din ce metode de inginerie genetică și celulară, permițând să se obțină o varietate de compuși și de droguri.
Ca purtători sintetizați sau gene izolate sunt folosite cu excepția virusurilor și plasmide derivate în principal din bacterii. Plasmidă - extracromozomiali factori ereditate, dintre care majoritatea sunt molecule circulare de ADN (de exemplu, aparate de genetică a mitocondriilor și cloroplastelor).
Obiectele de studiu ale ingineriei genetice sunt în primul rând procariote, deși oamenii de știință sunt de lucru cu genele eucariotelor. De exemplu, gena bacteriană, la șobolan și genele umane au fost introduse, sunt responsabile pentru sinteza insulinei si bacteriile au inceput sa sintetizeze acest hormon necesar pentru tratamentul diabetului zaharat. Proteinele obținute prin inginerie genetica - interferoni, protejează oamenii și animalele de infecții virale, hormon de creștere, și altele. În fiecare an, extinderea listei de preparate medicale obținute folosind tehnici de inginerie genetică.
Înainte de inginerie genetică, în ciuda tinereții sale, deschizând perspective semnificative. În plus față de rezolvarea problemelor de mai sus, ingineria genetică va fi capabil să rezolve în viitor și mai globale probleme. Printre acestea: eliminarea alele defecte în stadiile timpurii ale ontogenezei și înlocuirea lor cu normale, compusul într-unul gene genomului de organisme diferite. De exemplu, soluția transferului de gene de la celule de bacterii responsabile pentru fixarea azotului atmosferic, celulele de plante superioare ar reduce semnificativ fondurile pentru producerea și aplicarea îngrășămintelor cu azot la sol.
Rezultatele studiului ingineriei genetice sunt extrem de importante și biologia teoretică. Datorită descoperirilor lor importante realizate structura relativ subțire de gene și funcționarea acestora, genomul diferitelor organisme.
Lucrul cu genomurile organismelor superioare, în plus față de problemele tehnice asociate cu probleme etice. Intervenția în genotipul vertebrate, în special umane, chiar și cu cele mai bune intenții poate duce la consecințe imprevizibile.
Celula (tesut) Inginerie - zona biotehnologie, folosind metode cu care a fost izolat organismul de celule si le transfera la mediile de cultură în care celulele continuă să trăiască și să se reproducă. În plus, se ocupă de inginerie celulară cu hibridizare nesexuală celule de indivizi din diferite specii, genuri, familii, îndeletnicindu-ne astfel trecerea organismelor care nu se poate face prin alte mijloace de celule nesexuală Hybridization (umane și de șoarece, uman și morcovi, carne de pui și drojdie ...) oferă posibilitatea de a crea medicamente, crește rezistența la o varietate de boli infecțioase, precum și tratarea cancerelor. Datorită tot mai mare de celule ale corpului nonsexual într-o cultură de nutrienți mediu de celule produse (țesut) pentru a obține substanțe valoroase, ceea ce reduce considerabil costul de droguri (de exemplu, plante de droguri ginseng). Deoarece celulele asexuate ale organismelor multicelulare, de obicei, conțin toate informațiile genetice inerente individului, este posibil să se obțină un singur organisme de celule cu un număr semnificativ de aceleași calități ereditare.
direcție promițătoare de inginerie de celule este clonarea organismelor. Clone - un set de celule sau specimene derivate dintr-un strămoș comun asexuat. Astfel, clona este compus din celule omogene genetic sau organisme.
Atunci cand clonarea dintr-un nucleu de celule ou nefertilizat este îndepărtat și transplantate în nucleul celulelor sale non-sexuale ale unui alt individ. O astfel de zigot artificial este transplantat în uterul unei femei, în care embrionul se dezvolta. Această tehnică permite obținerea de valori mobiliare în producătorii de calitate număr nelimitat de descendenții care sunt copia lor genetice exactă. clonarea plantelor și organisme sunt crescute.
Transgenic organism - un organism viu, al cărui genom este introdus în mod artificial genă a unui alt organism.
Gena introdusă în genomul gazdă sub forma așa-numitului „construct genetic“ - o secvență de ADN care poartă o regiune care codifică o proteină și elementele de reglare (promotor, amplificator, etc.) și în unele cazuri elementele care asigură integrarea specifică în genomul (de ex m. n. "capete adezive"). Constructul genetic poate transporta mai multe gene, de multe ori este o plasmidă bacteriană sau un fragment al acestuia.
Scopul creării de organisme transgenice este de a oferi organismului cu proprietăți noi. Celulele organisme transgenice produc o proteină a cărei genă a fost introdusă în genomul. Noua proteină poate produce toate celulele corpului (expresia nespecifică a genei noi), sau anumite tipuri de celule (expresie specifică a genei noi).
Crearea de organisme transgenice utilizate:
într-un experiment științific pentru dezvoltarea tehnologiei de organisme transgenice pentru a studia rolul de gene si proteine specifice, pentru studiul multor procese biologice; o mare importanță într-un experiment științific primit organisme transgenice cu gene marker (produse ale acestor gene pot dispozitive fi ușor determinate, de exemplu, proteina verde fluorescentă vizualizate folosind un microscop, după cum se poate determina cu ușurință originea celulelor, soarta lor în organism, etc ...);
în agricultură pentru noi soiuri de plante și rase de animale;
în producția biotehnologică a plasmide și a proteinelor.
In prezent, un număr mare de tulpini obținute bacterii transgenice, plante și linii de animale transgenice. Închideți sensul și semnificația organismelor transgenice sunt culturi de celule transgenice. Un pas cheie în tehnologia Transfection organismelor transgenice - introducerea ADN-ului în celulele organismului transgenic viitorului. În prezent, există un număr mare de metode de transfecție. În literatura rusă au existat încercări de a introduce termenul „Transgenesis“, „transgenice“ și „transgenologiya“ tehnologie pentru crearea de organisme transgenice și domenii relevante de expertiză, dar acești termeni sunt rareori folosite.
Close în sens termenul „organisme transgenice“ este termenul „organism transfectată“ - un organism, celulele unui alt organism care transferul de gene a fost efectuat. Acest termen este folosit uneori ca act de transfectare efectuat, dar nici o expresie a genei noi. De asemenea, acest termen este folosit pentru a descrie organismul în care unele dintre celulele introduse construct genetic (de exemplu, introducerea ADN-ului într-un organ al unui animal adult, în acest caz, noua genă nu ar fi transmis urmașilor, iar expresia sa este adesea temporară).
Close în sens termenul „organisme transgenice“ ar trebui termenul „organism modificat genetic“, dar acest concept este mai larg și include nu numai organisme transgenice, dar, de asemenea, organisme cu alte modificari ale genomului.