Объекты биотехнологии

Данный метод широко используется в животноводческой практике многих стран. В Канаде уже с 1975 года рождаются телята, которые разделены по полу на стадии эмбрионов. В перспективе для целенаправленного получения особей женского или мужского пола может быть употреблен метод микрохирургической заменыУи Х хромосом. Подобные манипуляции уже проводились на яйцеклетках земноводных ирастительных клетках[1].Клеточная и генная инженерия представляют собой важнейшие методы (инструменты), которые находятся в основе современной биотехнологии.Генно-инженерные методы направлены на конструирование новых, не имеющихся в природе сочетаний генов. В итогеиспользования генно-инженерных методов можно получать рекомбинантные (модифицированные) молекулы ДНК иРНК, для чего производится выделение отдельных генов (кодирующих нужный продукт), из клеток какого-нибудь организма. После проведения определенных манипуляций с данными генами реализовывается их введение в другие организмы (бактерии, млекопитающие идрожжи), которые, получив новый ген (гены), будут способны синтезировать конечные продукты с измененными, в нужном человеку направлении, свойствами. Иными словами, генная инженерия разрешает получать заданные (желаемые) качества генетически модифицированных или изменяемых организмов или так называемых «трансгенных» животных.Генно-инженерные работы в животноводстве имеют иную задачу. Совершенно достижимой целью при нынешнем уровне технологии является создание трансгенных животных с установленным целевым геном.Например, ген какого-то ценного гормона животного (например, гормона роста) искусственно вводится в бактерию, которая начинает продуцировать его в огромных количествах. Еще один пример: трансгенные козы, в следствиивнедрениясоответственного гена, могут вырабатывать специфический белок, фактор VIII, который препятствует кровотечению у больных, которые страдают гемофилией, или фермент, тромбокиназу, который способствует рассасыванию тромба в кровеносных сосудах, что актуально для терапии и профилактики тромбофлебита у людей. Трансгенные животные вырабатывают данные белки гораздо быстрее, а сам способ существенно дешевле традиционного. В конце 90-х годов XX в. учёные США вплотную подошли к получению сельскохозяйственных животных методом клонирования клеток эмбрионов, хотя это направление нуждается еще в дальнейших серьезных исследованиях. А вот в ксенотрансплантации – пересадке органов от одного вида живых организмов другому, - достигнуты несомненные результаты. Наибольшие успехи получены при использовании свиней, имеющих в генотипе перенесенные гены человека, в качестве доноров различных органов. В этом случае наблюдается минимальный риск отторжения органа. Учёные также предполагают, что перенос генов поможет снизить аллергию человека к коровьему молоку. Целенаправленные изменения в ДНК коров должны привести также к уменьшению содержания в молоке холестерина инасыщенных жирных кислот, что сделает его еще более полезным для здоровья.[9].Потенциальная опасность использования генетически модифицированных организмов выражается в двух аспектах: экологические последствия ибезопасность продовольствия для здоровья людей. Поэтому главным этапом при создании генно-модифицированного продукта должна быть его всесторонняя экспертиза во избежание опасности того, что продукт содержит протеины, которые вызывают аллергию, токсичные вещества или какие-то новые опасные компоненты.Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки дает возможность получить генетическую копию животного, то есть делает возможным клонирование животных. На сегодняшний день получены клонированные лягушки, получены первые результаты клонирования млекопитающих.Метод слияния эмбрионов на ранних стадиях делает возможным создание химерных животных. Таким способом были получены химерные мыши (слияние эмбрионов черных и белых мышей), химерное животное овца-коза.[20].Клонирование организмов может быть частичным или полным. При полном клонировании возрождает весь организм целиком, а при частичном - воссоздаются только некоторые ткани организма. Технология воссоздания целого организма крайне перспективна в случае нужды сохранения редких видов животных или для того, чтобы восстановить исчезнувшие виды. Частичное клонирование - может стать основным направлением в медицине, так как клонированные ткани могут компенсировать дефекты и недостаток собственных тканей организма человека и, что особенно существенно, они не отторгаются при трансплантации. Подобное терапевтическое клонирование не предполагает получение целого организма изначально. Его развитие умышленно останавливают на ранних стадиях, а удавшиеся клетки, которые называются эмбриональные стволовые клетки (зародышевые или эмбриональные стволовые клетки - самые примитивные клетки, появляющиеся на ранних стадиях развития эмбриона, способные развиться во все клетки взрослого организма), применяют для выработки нужных тканей или иных биологических продуктов. Экспериментально доказано, что терапевтическое клонирование может быть также с успехом использовано для лечения некоторых заболеваний человека, которые до сегодняшнего дня считаются неизлечимыми (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, инсульт, инфаркт, рак, лейкемия, диабет, и др.), разрешит избегать рождения детей с синдромом Дауна и иными генетическими заболеваниями. Ученые видят возможность успешного применения методов клонирования в борьбе со старением и для увеличения продолжительности жизни. Существенным приложением данной технологии является и сфера репродукции - при бесплодии, как мужском, так и женском. Новые перспективы открываются также для употребления клонирования в животноводстве и сельском хозяйстве. Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью шерсти, молока, яиц, или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (интерферон,инсулин, и др.) [12].Комбинируя методы генной инженерии с клонированием, можно вывести трансгенные сельскохозяйственные растения, которые смогут сами себя защищать от вредителей или будут стабильны к установленнымзаболеваниям. Здесь были перечислены только отдельные возможности, которые открываются, благодаря использованиюданнойновой технологии. Однако, при всех своих перспективах идостоинствах, настолькосущественных для решения большинства проблем человечества, клонирование представляет собой одну из самых обсуждаемых областей медицинской практики инауки. Это имеет связь с нерешенностью целого комплекса правовых и морально-этических аспектов, которые связаны с манипуляциями сстволовыми и половыми клетками, клонированием человека исудьбой эмбриона.Искусственное осеменение, трансплантация и криоконсервация эмбрионов обширно употребляются в животноводстве. Более того, в постгеномную эру, когда процесс создания новых линий лабораторных животных во много раз ускорился, сохранение данных линий в криобанке в форме замороженных гамет и эмбрионов становится методом выбора в центрах генетических ресурсов. Однако попытки использования данного подхода для сохранения исчезающих и диких видов млекопитающих сопряжены обычно с большими сложностями и только в редких случаях завершаются успешно. Методы репродуктивной биологии применяютсядля сохранения биоразнообразия сельскохозяйственных, лабораторных, и диких видов млекопитающих и сделан обзор достижений в данной области.[7].Наибольшее использование генная инженерия нашла в медицине ив сельском хозяйстве.Проблемы правового и этического характера, которые связаны с развитием биотехнологий, свидетельствуют о том, что нынешнее общество мало подготовлено к принятию новейших достижений науки и их разумному контролю. Например, несмотря на почти единогласное отрицание клонирования людей или создания с помощью техники клонирования гибридов животного ичеловека, законодательства отдельных государств оставляют правовые лазейки для похожих экспериментов или же допускают миграцию ученых, которые находят места для безопасного проведения спорных опытов. Другая проблема состоит в недостаточном информировании общества о перспективах и возможностях биотехнологий – это поле ученые оставили в почти полное распоряжение представителей СМИ, что способствует появлению демонизациии мифов биотехнологий. Безусловно, современные научные эксперименты вводят человечество в новую эпоху, перспектива которой вызывает как надежды, так и опасения. Вне сомнения, достижения биологических наук в ближайшем будущем сильно подействуют на образ человека как в биологическом, так в и социальном и психическом плане. Как утверждает В.В. Чеклецов, «в обществе зреет небезосновательное ожидание парадигмального, антропологического и онтологического сдвига» [5]. Следует изучить, кем современный человек является по отношению к химерам и гибридам животного ичеловека, созданным в научной лаборатории или, иначе говоря, как понимать природу человека в контексте развития биотехнологий. Развитие биологических наук и создание гибридов и химер животного и человека приводят нас к надобности переосмысления имеющихся представлений человека о самом себе, как и различий между животным ичеловеком. Развитие биологии воздействовало на язык, которым пользуется современное общество, и тем самым передвинуло центр тяжести в определении человека к понятиям, почерпнутым из биологических наук. Существенное значение получило понятие гена, как чего-то неповторимого иценного, а одновременно делающего возможной классификацию и идентификацию. Именно человеческие гены будут играть все более существенную роль при определении того, что является человеческим. Применение гена в качестве относительно нового и главного критерия человеческого не оправдывает себя в случае гибридов животного ичеловека, что вызывает опасения по поводу «потери» и неотличимости или «загрязнения» человеческих генов, которые воспринимаются как некая ценность. Так как, в соответствии с преобладающим антропоцентризмом, статус животных считается более низким, чем статус человека, то во многих случаев (как дилетантами, так иэкспертами) создание гибридов и химер животного и человека будет осуждаться как «деградация» человека. Человек («культура»), который скрещивается с животным («природа»), ассоциируется не с прогрессом, а с регрессом в развитии человека, т.е. природа в этом случае воспринимается как примитивизирующее начало. При этом скрещивание человека («культура») с машиной («техника») – этонесмотря на то, что в некотором смысле и апокалиптическая картина, но в то же время она несет в себе и нечто прогрессивное, футуристическое. ЗаключениеОбъекты, применяемые в биотехнологии (они включают представителей как эукариот, так и прокариот), весьма разнообразны по своимбиологическим характеристикам и своей структурной организации.Объектами биотехнологии являются бактерии, грибы, вирусы, клетки животных, растений и человека, биогенные вещества. Диапазоны распространяются от вирусов до человека. Для осуществления биотехнологических процессов существенными параметрами биообъектов являются: скорость репродукции вирусных частиц и размножения клеток, стабильность и активность биомолекул, чистка.Необходимо учитывать, что при создании благоприятных условий для избранного биообъекта биотехнологии данные условия могут оказаться благоприятными и для микробов-контаминтантов или загрязнений. Представителями контаминирующей микрофлоры оказываются бактерии, грибы, вирусы, которые находятся в культурах животных и растительных клеток. Здесь микробы-контаминанты выступают вредителями производств в биотехнологии. Так при применении ферментов в качестве биокатализаторов появляется надобность предохранения их в изолированном состоянии от сапрофитной микрофлоры, которая может пробраться в сферу биотехнологического процесса снаружи, в результате негерметичности.Независимо от систематического положения биообъекта, на практике применяют или природные организованные частицы (вирусы, фаги,) и клетки с естественной генетической информацией, или клетки с искусственно заданной генетической информацией. Выбор вышеперечисленных организмов как объектов биотехнологии определен следующими причинами.Клетки представляют собой своего рода биофабрики, которые вырабатывают в процессе жизнедеятельности многообразные ценные продукты: жиры, белки, витамины, углеводы, антибиотики, аминокислоты, антитела, гормоны, ферменты, спирты, антигены, и т.д. Большинство из данных продуктов, чрезвычайно необходимых в жизни человека, пока недоступны для получения не биотехнологическими способами.Клетки воспроизводятся весьма быстро. Например, бактериальная клетка делится через каждые 20-60 мин, дрожжевая - через 1,5-2 ч, животная - через 24 ч, что разрешает за сравнительно короткое время искусственно нарастить на сравнительно недефицитных и дешевых питательных средах в промышленных масштабах огромные количества биомассы микробных, растительных или животных клеток.Биосинтез сложных веществ, таких, как антибиотики, белки, антитела, антигены, немаловажно технологически доступнее иэкономичнее, чем остальные виды химического синтеза. При этом исходное сырье для биосинтеза, как правило, проще, доступнее идешевле, чем сырье для других видов синтеза. Для этого применяются отходы рыбной, сельскохозяйственнойпродукции, пищевой промышленности, растительное сырье, например меласса, рыбная мука, древесина,дрожжи, и др.Биотехнология применяет следующие продукты одноклеточных: сами клетки как источник целевого продукта; крупные молекулы, которые синтезируются клетками в процессе выращивания, - токсины, ферменты, антитела, пептидогликаны, антигены, и др.; первичные метаболиты - низкомолекулярные вещества (мол.масса менее 1500 Д), необходимые для роста клеток - витамины, аминокислоты, органические кислоты,нуклеотиды, и др.ЛитератураБутьенко Р., Кучико А. Физиологические аспекты получения, культивирования и гибридизации изолированных протопластов картофеля // Физиол. раст. 2018. Т. 26. № 5. С. 1320.Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология.применение и принципы. — М.: Мир, 2018.-324сЕгорова Т. А., Клунова С. М., Живу хин Е. А. Основы биотехнологии. — М., 2018.-79.Егорова Т.А. Основы биотехнологии. - М.: ACADEMIA, 2018. - 125 с;Катаева Н.В., Бутен.ко Р.Г. Клональноемикроразмножение растений. М.:Наука, 2018. 132с..Квеситадзе Г.И., Безбородов А.М. Введение в биотехнологию. М: Наука,.2018. 202с. Клетки/ под ред. Б. Льюина [и др.]. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2018. - 601с.Круглова Н.Н. Андроклиния с воззрении экспериментальной эмбриологиирастений: унификация терминологии // Вестн. Ба.шкир. ун-та. 2017.№ 2. Ч. 1. С. 235.Патрушев Л. И. Экспрессия генов. — М.: Наука, 2018 — ISBN 5-02-001890-2.Сассон А. Биотехнология: свершения и надежды. — М.: Мир, 2017. — 324сФилатов О. Ю., Малыше.в И. Ю. Клеточные биотехнологии в эндокринолог.ии (учебное пособие для ст.удентовлечебног.офак.ультета и слуша.телей факультета последипломн.огообразо.вания). — М., 2017.-89с.Шевелуха, В. С., Дегтярев, С. В., Калашникова, Е. А.,и др. Сельскохозяйственная биотехнология. — М., 2017. — 321 с. — ISBN 5-06-003535-2.Бирюков В.В. Основы промышенной биотехнологии: Учеб.пособие для вузов. – М.: Колосс, 2018. – 100с.Благути.на В.В. Биоресурсы// Химия и. жизнь XXI век. – 2018. - № 1.. – С. 58.Егорова Т.А. Основы биотехнологии: Учеб.пособие для. вузов. – М.: «Академия», 2017 – 132с.Журба М.Г. Биотехнология предварительной очистки поверхностных вод// промышленность и экология России. – 2017. - № 4. – С. 103.Загоскина Н.В. Биотехнология: практика итеория.– М.: Оникс, 2016.– 302 с.Зайцева Т.А. Управление полигонами ТБО на основебиотехнологических принципов// Эко.логия и промышленность России. – 2017. - № 5. – С. 59Иванова Л.А. Пищевая биотехнология. Кн. 2. Переработка растительного сырья. – М.: Колосс, 2017. – 602с.Касьянов Г.И., Запорожский А.А. Суперкавитация – как элемент биотехнологии// Хранение и переработка сельхоз сырья. – 2018. - № 8.– С. 24-26.Кислухина О. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. – Каунас: Технология, 2018. – 302с.Клещенко Е. ГМ-продукты: битва мифа и реальности// Химия и жизнь XXI век. – 2016. - № 1. – С. 29.Мандреа А.Г. Сепараторы, процессные линии и декантеры длябиотехнологии// Пищевая промышленность. – 2017. - № 10. – С. 52-56.Неверова О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения: Учебник. – Новосибирск: Сиб.Универс. из-во, 2019. – 415 сhttp://pharmacopoeia.ru/ofs-1-8-1-0002-15-immunobiologicheskie-lekarstvennye-preparaty/