Технологии и биотехнологии

Технология — это способы и приемы, используемые для получения из исходного материала (сырья) некоторого продукта. Очень часто для получения одного продукта требуется не один, а несколько источников сырья, не один способ или прием, а последовательность нескольких. Все многообразие технологий можно подразделить на три основных класса:

  • — физико-механические технологии;
  • — химические технологии;
  • — биотехнологии.

В физико-механических технологиях исходный материал (сырье) в процессе получения продукта меняет форму или агрегатное состояние без изменения своего химического состава (например, технология переработки древесины для производства деревянной мебели, различные методы получения металлических изделий: гвоздей, деталей машин и др.).

В химических технологиях в процессе получения продукта сырье претерпевает изменения химического состава (например, получение полиэтилена из природного газа, спирта — из природного газа или древесины, синтетического каучука — из природного газа).

Биотехнология — это целенаправленное получение ценных для народного хозяйства и человека продуктов за счет биохимической деятельности микроорганизмов, изолированных клеток или их компонентов.

Следовательно, биотехнология предполагает использование таких культур бактерий, клеток животных и растений, метаболизм и биологические возможности которых обеспечивают выработку специфических веществ. Например, в фармацевтической промышленности она охватывает разработку вакцин, синтез гормонов, ферментов, интерферонов, антибиотиков, аминокислот, витаминов, алкалоидов, полисахаридов и других биологически активных веществ (БАВ).

Цель биотехнологических исследований — повышение эффективности производства и поиск биологических систем, с помощью которых можно получить целевой продукт. Однако при использовании природных микробных штаммов выход конечного продукта часто оказывается существенно ниже оптимального.

Возможности биотехнологии значительно изменились с развитием технологии рекомбинантных ДНК. В 1973 г. американские ученые С. Коэн и Г. Бойер разработали стратегию переноса гена из одного организма в другой. Стало возможным не просто отбирать высокопродуктивные штаммы микроорганизмов и эукариотических клеток, но и создавать принципиально новые виды, используя их в качестве «биологических фабрик» по производству различных продуктов: инсулина, интерферонов, интерлейкинов, гормона роста, вирусных антигенов и множества других белков. Это быстродействующий, эффективный, мощный инструмент, обеспечивающий создание организмов с заранее заданными генетическими характеристиками. Технология рекомбинантных ДНК позволяет получать в промышленных масштабах ценные низкомолекулярные вещества и макромолекулы, которые в естественных условиях образуются в минимальных количествах.

Биотехнология дает возможность воспроизводить нужные продукты в неограниченных количествах, применяя новые технологии, позволяющие переносить гены в клетки-продуценты или в целый организм (трансгенные животные и растения), синтезировать пептиды, создавать искусственные вакцины.

Научные основы и продукты биотехнологии (по Б. Глику и Дж. Пастернаку, 2002)

Рис. 1.1. Научные основы и продукты биотехнологии (по Б. Глику и Дж. Пастернаку, 2002)

Все эти основные биотехнологические процессы реализуются на уровне клетки или с участием отдельных клеточных структур. В промышленном масштабе биотехнология представляет собой биоиндустрию (рис. 1.1).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >