logo

Общие понятия, основные вехи биотехнологии

Биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии и биофизики, генетики и цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии, иммунологии и молекулярной генетики. Методы биотехнологии могут применяться на следующих уровнях: молекулярном (манипуляция с отдельными частями гена), генном, хромосомном, уровне плазмид, клеточном, тканевом, организменном и популяционном.[2]

Выдающиеся достижения биотехнологии в конце ХХ в. привлекли к ней внимание не только широкого круга ученых, но и всей мировой общественности. Не случайно ХХI в. предложено считать веком биотехнологии.[3]

Термин «биотехнология» предложил венгерский инженер Карл Эреки (1917), когда описывал производство свинины (конечный продукт) с использованием сахарной свеклы (сырье) в качестве корма для свиней (биотрансформация).

Под биотехнологией К. Эреки понимал «все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты». Все последующие определения этого понятия - всего лишь вариации пионерской и классической формулировки К. Эреки.

Биотехнология - наука об использовании живых организмов, биологических процессов и систем в производстве, включая превращение различных видов сырья в продукты.

По определению академика Ю.А. Овчинникова, биотехнология - комплексная, многопрофильная область научно - технического прогресса, включающая разнообразный микро - биологический синтез, генетическую и клеточную инженерную энзимологию, использование знаний, условий и последовательности действия белковых ферментов в организме растений, животных и человека, в промышленных реакторах.

К биотехнологии относится трансплантация эмбрионов, получение трансгенных организмов, клонирование.

Стэнли Коэн и Герберт Бойер в 1973 г. разработали метод переноса гена из одного организма в другой. Коэн писал: « .есть надежда, что удастся ввести в Е. coli гены, ассоциированные с метаболическими или синтетическими функциями присущими другим биологическим видам, например, гены фотосинтеза или продукции антибиотиков». С их работы началась новая эра в молекулярной биотехнологии. Было разработано большое число методик, позволяющих 1) идентифицировать 2) выделять; 3) давать характеристику; 4) использовать гены.

В 1978 г. сотрудники фирмы «Genetech» (США) впервые выделили последовательности ДНК, кодирующие инсулин человека, и перенесли их в клонирующие векторы, способные реплицироваться в клетках Escherichia coli. Этот препарат мог использоваться больными диабетом, у которых наблюдалась аллергическая реакция на инсулин свиньи.

В настоящее время молекулярная биотехнология дает возможность получать огромное количество продуктов: инсулин, интерферон, «гормоны роста», вирусные антигены, огромное количество белков, лекарственных препаратов, низкомолекулярные вещества и макромолекулы.

Несомненные успехи в использовании индуцированного мутагенеза и селекции для улучшения штаммов-продуцентов при производстве антибиотиков и т.д. стали еще более значимы с использованием методов молекулярной биотехнологии.

Основные вехи развития молекулярной биотехнологии представлены в таблице 1.

Таблица 1. История развития молекулярной биотехнологии (Глик, Пастернак, 2002)

Дата

Событие

1917

Карл Эреки ввел термин «биотехнология»

1943

Произведен пенициллин в промышленном масштабе

1944

Эвери, Мак Леод и Мак Карти показали, что генетический материал представляет собой ДНК

1953

Уотсон и Крик определили структуру молекулы ДНК

1961

Учрежден журнал «Biotechnology and Bioengineering»

1961-1966

Расшифрован генетический код

1970

Выделена первая рестрицирующая эндонуклеаза

1972

Коран и др. синтезировали полноразмерный ген тРНК

1973

Бойер и Коэн положили начало технологии рекомбинантных ДНК

1975

Колер и Мильштейн описали получение моноклональных антител

1976

Изданы первые руководства, регламентирующие работы с рекомбинантными ДНК

1976

Разработаны методы определения нуклеотидной последовательности ДНК

1978

Фирма «Genetech» выпустила человеческий инсулин, полученный с помощью Е.coli

1980

Верховный суд США, слушая дело Даймонд против Чакрабарти, вынес вердикт, что микроорганизмы, полученные генно-инженерными методами, могут быть запатентованы

1981

Поступили в продажу первые автоматические синтезаторы ДНК

1981

Разрешен к применению в США первый диагностический набор моноклональных антител

1982

Разрешена к применению в Европе первая вакцина для животных, полученная по технологии рекомбинантных ДНК

1983

Для трансформации растений применены гибридные Ti –плазмиды

1988

Выдан патент США на линию мышей с повышенной частотой возникновения опухолей, полученную генно – инженерными методами

1988

Создан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР)

1990

В США утвержден план испытаний генной терапии с использованием соматических клеток человека

1990

Официально начаты работы над проектом «Геном человека»

1994-1995

Опубликованы подробные генетические и физические карты хромосом человека

1996

Ежегодный объем продаж первого рекомбинантного белка (эритропоэтина) превысил 1 млрд. долларов

1996

Определена нуклеотидная последовательность всех хромосом эукариотического микроорганизма

1997

Клонировано млекопитающее из дифференцированной соматической клетки

Перейти на страницу:
1 2

 


Copyright © 2013 - SimpleBiology.ru - Все права защищены