Biotehnologie - este

Posibile utilizări pentru cultura în masă a algelor

Biotehnologie - o disciplină care studiază posibilitatea utilizării organismelor vii. sistemele lor sau produsele lor metabolice pentru a rezolva problemele tehnologice, precum și posibilitatea de a crea organisme vii cu proprietăți dorite prin inginerie genetică.

Biotehnologia este adesea numit utilizarea ingineriei genetice în secolele XX -XXI. dar termenul se aplică și la o gamă largă de procese de modificare a organismelor biologice la nevoile umane, deoarece modificarea plantelor și animalelor prin selecție artificială și hibridizare. Cu ajutorul unor metode moderne de industriile tradiționale biotehnologie am fost capabili de a îmbunătăți calitatea produselor alimentare și a crește productivitatea organismelor vii.

Până în 1971, termenul „biotehnologia“ a fost folosit mai ales în industria alimentară și agricultură. Din 1970 oamenii de știință Goda folosesc termenul aplicat tehnici de laborator, cum ar fi utilizarea de ADN recombinant și de culturi celulare. crescute in vitro.

Biotehnologia se bazeaza pe genetica, biologie moleculara, biochimie, embriologia si biologie celulara, si inginerie discipline - tehnologie chimică și informare și robotică.

Istoria biotehnologie

Pentru prima dată termenul „biotehnologia“ a folosit maghiar inginerul Karl Erek în 1917.

Utilizarea în producția industrială a microorganismelor sau a enzimelor. proces cunoscut inca din cele mai vechi timpuri oferind, dar cercetările sistematice au extinde foarte mult arsenalul metodelor și mijloacelor de biotehnologie.

Deci, în 1814 St. Petersburg Academicianul K. S. Kirhgof (biografie) a descoperit fenomenul catalizei biologice și biocatalitice prin încercarea de a obține de zahăr din materiile prime interne disponibile (până la mijlocul zahărului din secolul al XIX-lea a fost obținut numai din trestie de zahăr). În 1891, japoneză biochimist Dz în Statele Unite. Takamine a primit primul brevet privind utilizarea preparatelor enzimatice în scopuri industriale: om de știință propus să aplice diastazei pentru zaharificarea deșeuri vegetale.

La începutul secolului al XX-a dezvoltat în mod activ industria fermentative și microbiologică. În acești ani, am fost făcut primele încercări de îmbunătățire a producției de antibiotice, concentrate alimentare obținute din fermentarea drojdiei implementa controlul de origine vegetală și animală.

Primul antibiotic - penicilina - poate fi izolat și purificat la un nivel acceptabil în 1940. care a dat noi provocări: găsirea și stabilirea producției industriale de substanțe medicamentoase produse de microorganisme, lucru pe reducerea costurilor și creșterea nivelului de biosiguranță noi medicamente.

selecție artificială

clonarea

hibridizare

ingineria genetică

Substraturi pentru a obține proteina singură celulă pentru diferite clase de microorganisme

In ciuda faptului ca primele experimente de succes pe transformarea ADN-ului exogen a celulelor au fost plasate înapoi în 1940 Avery. McLeod și McCarthy, primul preparat comercial de insulină umană recombinantă a fost obținută numai în 1970 an. Introducere gene străine pentru celula genomului bacterian produs folosind r. N. ADN-ul vector. cum ar fi plasmide. prezente în celulele bacteriene, precum bacteriofagi și alte elemente genetice mobile pot fi folosite ca vectori pentru transferul de ADN exogen într-un recipient.

Ia-o nouă genă poate fi:

Excizarea-l din ADN-ul genomic gazdă cu endonucleaze de restricție, folosind legături fosfodiesterice decalaj catalizare între anumite baze azotate in ADN-ul la site-uri cu secvență de nucleotide specifice;
Chimică și sinteza enzimatică;
Sinteza cDNA bazate pe celula selectată din ARN mesager utilizând enzima revers transcriptaza și ADN polimerază. în care gena izolată care nu conține secvențe forțând și capabilă să fie exprimată în condiții de selecție a unei secvențe promotor adecvat în sistemele procariote fără modificări ulterioare, care de multe ori este necesar, atunci când transforma sistemele procariote gene eucariote care conțin introni și exoni.

Ulterior tratate molecula de ADN vector cu o enzimă de restricție pentru a forma o pauză dublu catenară și care rezultă „gaură“ se face prin gene „lipire“ în vectorul folosind enzima ADN ligază. iar apoi aceste molecule recombinante sunt transformate celule receptor, de exemplu celule de Escherichia coli. Cu transformarea folosind un vector, cum ar fi ADN plasmidic, este necesar ca celulele sunt competente pentru penetrarea ADN exogen în celulă, care este utilizat de exemplu celule receptor electroporare. După penetrarea cu succes in celula incepe sa se replice ADN exogen și exprimat într-o celulă.

plante transgenice

Plante transgenice - acele plante care au fost „transplantat“ gene ale altor organisme.

rezistent la gândacul de Colorado de cartofi a fost creat prin introducerea unei gene izolate din genomul Thuringian bacillus sol Bacillus thuringiensis. Cry generatoare de proteine. care este o protoxină în intestinul insectelor, proteina este dizolvat și activat pentru efect dăunător toxina adevărat asupra larvelor și adulți insecte, oameni și alte transformări similare protoxină animalele cu sânge cald nu este posibilă și, prin urmare proteina este non-toxic si sigur pentru oameni. Pulverizarea spori de Bacillus thuringiensis a fost folosit pentru protecția plantelor și pentru a produce o primă plantă transgenică, dar cu eficiență scăzută, produsele endotoxina in tesuturile vegetale au crescut în mod semnificativ eficacitatea protecției precum și eficiența economică a crescut, deoarece planta însăși producerea proteinei de protecție superioară. Prin transformarea plantelor de cartof folosind Agrobacterium tumefaciens au fost produse plante care sintetizează această proteină din mezofil de frunze și alte țesuturi ale plantei și în mod corespunzător a gândacului neafectat de cartofi Colorado. Această abordare este folosită pentru crearea altor plante de cultură care sunt rezistente la diferite tipuri de insecte.

animale transgenice

Porcii sunt cel mai frecvent utilizate ca un animal transgenic. De exemplu, un porc cu gene umane - au fost luate ca donatori de organe umane.

inginerii genetice japoneze au intrat in genomul genei hog spanac. Fad2 care produce o enzimă capabilă de a converti grași saturați acid linoleic - acid gras nesaturat. Am modificat porci pentru mai mult de 1/5 din acizi grași nesaturați decât în mod normal. [1]

porci luminoase verzi - porci transgenice derivate dintr-un grup de cercetători de la Universitatea Națională din Taiwan, prin introducerea în ADN-ul genei proteinei fluorescente embrion verde. împrumutat de la un fluorescent victoria meduza Aequorea. Apoi, embrionul este implantat în uterul unei femele de porc. Porcii strălucire verde în întuneric și au o tentă verzuie a pielii și ochilor la lumina zilei. Scopul principal al acestor porci de reproducție, potrivit cercetatorilor, - posibilitatea de observare vizuală a dezvoltării țesuturilor în transplantul de celule stem.

Bioinginerie

Bioinginerie și Inginerie biomedicală - o disciplină care avansează cunoștințe în inginerie, biologie și medicină și îmbunătățește sănătatea umană prin activități interdisciplinare care integrează ingineria cu știința biomedicale si practica clinica. Bioinginerie / Inginerie biomedicală - este aplicarea unor abordări tehnice pentru a rezolva probleme medicale, în scopul de a îmbunătăți sănătatea. Această disciplină de inginerie axat pe utilizarea de cunoștințe și experiență pentru a găsi și de a rezolva probleme în biologie și medicină. Bioengineers lucrează pentru binele omenirii, care se ocupă cu sistemele vii și aplică tehnologii avansate pentru a rezolva probleme medicale. Specialiștii în inginerie biomedicala pot participa la crearea de instrumente și echipamente, dezvoltarea de noi tratamente bazate pe cunoștințe interdisciplinare, de cercetare care vizează obținerea de noi informații pentru a face față noilor provocări. Printre realizările importante ale Bioinginerie includ dezvoltarea de articulații artificiale, imagistica prin rezonanta magnetica, un stimulator cardiac, artroscopie, angioplastie, proteze de piele biomodificati, dializa renala, inima-masina pulmonare. Pentru mai multe informații cu privire la specialitatea „Bioinginerie“ sunt disponibile pe web-site-ul Sloan Cariera Cornerstone Center din secțiunea Bioinginerie.