За последние 50 лет площади земель, используемых в сельском хозяйстве остались практически без изменений, тогда как население Земли выросло более чем вдвое. Обеспечение возросшего количества населения продуктами питания происходило в эти годы за счет улучшения существующих и создания новых высокопродуктивных, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам сортов растений, пород животных, полезных штаммов микроорганизмов. Важную роль в решении этих вопросов играет биотехнология и особенно современная биотехнология.

 

Биотехнология - направление современной науки и техники, основной задачей которого является использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Термин "биотехнология" происходит от греческих слов "bios" - жизнь, "techne"-мастерить, "logos" - учение. Итак, это научное направление, которое объединяет возможности биологии и техники, когда биология становится основой многочисленных технологий.

 

Широкое распространение термин "биотехнология" приобрел в середине 70х годов ХХ в., Хотя такие области биотехнологии как хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроварения, которые базируются на использовании микроорганизмов, известны с давних времен.

 

Сегодня в состав биотехнологии входят промышленная микробиология, техническая биохимия, генная инженерия, клеточная инженерия. Современная биотехнология характеризуется использованием биологических методов для борьбы с загрязнением окружающей среды, защиты растений от вредителей и болезней, производства ценных биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, гормональных препаратов и т.д.).

 

Сфера использования биотехнологических процессов постоянно расширяется, особенно в сельском хозяйстве, в здравоохранении (сюда можно отнести медицину, фармакологию, охране окружающей среды), пищевой промышленности (пищевые и кормовые добавки).

 

Одной из важных задач, которые должна решить биотехнология является поиск естественно возобновляемых источников энергии за счет фотосинтеза.

 

Ведущей идеей сельскохозяйственной биотехнологии является получение полноценных пищевых продуктов непосредственно из растительного сырья, без участия животных. Ожидается выращивания полноценных кормов (богатых белком, лизин) непосредственно в процессе фотосинтеза. Возможные пути решения этой проблемы это:

 

1) создание новых азотфиксирующих систем на основе соматических гибридов между наиболее перспективными сортами растений и азотфиксирующими растениями или азотфиксирующими бактериями (это будут не соматические гибриды, а азотфиксирующие симбиотические ассоциации);

 

2) введение в растения генов, которые обеспечивают фиксацию азота;

 

3) изменение структурных генов запасных белков с помощью мутагенеза, чтобы включить новые кодоны для дефицитных аминокислот (добавив дополнительные кодоны или заменив некоторые существующие на полезные с точки зрения питательности)

 

4) генетическая трансформация.

 

Не менее важным направлением биотехнологических исследований является получение препаратов, используемых в здравоохранении. С помощью современных биотехнологических методов получено свыше 70 белковых биологически активных веществ, в том числе гормонов, белков крови, имунорегуляторив и имуномедиаторив. Созданы современные принципы получения вакцин; разрабатываются принципиально новые методы диагностики и лечения инфекционных, онкологических и других заболеваний.

 

Здесь следует обратить внимание на то, что хорошо известно: дрожжи, "питаясь" углеводородами нефти, синтезируют кормовой белок, при участии микроорганизмов получают ферменты, фармацевтические препараты, витамины и т.д.. А то физиологически активные вещества, содержащиеся в женьшене, раувольфии, маке

 

снотворном и других культурах, можно выделять не только из соответствующих растений, но и с их клеток, которые выращивают на искусственных питательных средах в условиях in vitro, остается пока мало известным фактом для широкой общественности.

 

Перспективным является извлечение химических элементов из руд и горных пород под воздействием микроорганизмов или их метаболитов. Целлюлозная и бумажная индустрия также нуждаются в помощи биотехнологии: так установлено, что биологическая обработка древесины улучшает механическую качество бумаги и уменьшает затраты энергии на производство.

 

Продемонстрировать значение биотехнологии в современной жизни можно на примере Японии. Оказалось, что из 113 опрошенных компаний в 30 из них (26%) уже ведут исследования по биотехнологии, а 55 (49%) - планируют принять в них участие в ближайшее время. Достижения биотехнологии планируется использовать для обнаружения или создания микроорганизмов, которые могут быть использованы для предотвращения загрязнения окружающей среды и обогащения полезных ископаемых.

 

Биотехнологию принято делить на традиционную, или классическую и нетрадиционную, или современную.

 

Традиционные биотехнологии, которые существуют тысячелетиями используют для получения необходимых человеку продуктов микроорганизмы, организмы животных и растений.

 

Объектами исследования нетрадиционной биотехнологии, развитие которой началось в конце XIX века, стали ткани и клетки высших многоклеточных организмов, а также микроорганизмы, созданные методами генной инженерии. Высшим достижением современной биотехнологии является генетическая трансформация - перенос чужеродных генов и других носителей наследственности в клетки растений, животных и микроорганизмов, получения трансгенных организмов с новыми или улучшенными свойствами и признаками. Именно это направление биотехнологии позволит решить коренные задачи селекции биологических объектов на устойчивость, высокую производительность и качество продукции. Уже сегодня во многих лабораториях мира, в том числе и в Украине, с помощью методов генетической трансформации созданы принципиально новые трансгенные растения, животные и микроорганизмы, получившие коммерческое признание.

 

Лауреат Нобелевской премии Норман Борлауг считает, что только новые биотехнологии могут спасти мир от голода и экологических катастроф. И существенная роль в этом принадлежит биотехнологии растений.

 

Биотехнология растений - это совокупность технических приемов для модификации, улучшения, создания и размножения растительных организмов, получения из них полезных веществ.

 

Выращивание и манипуляции с клетками, тканями и органами растений вне организма на искусственных питательных средах в строго контролируемых условиях позволяет

 

- Получать результаты независимо от климата, сезона, грунтовых условий;

 

- Изучать такие сложные процессы как рост, клеточная дифференциация и развитие растительного организма, метаболизм и его регуляция в клетках и тканях целого растения;

 

- Проводить быстрое размножение в очень больших количествах;

 

- Получать безвирусного растительный материал;

 

- Создавать принципиально новые технологии для промышленности и сельского хозяйства;

 

- Сократить селекционный процесс в 2, а то и 3 раза.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+