Методы биотехнологии

Биотехнология – наука, которая занимается изучением перспектив использования живых организмов, продуктов их жизнедеятельности для возможного выполнения технологических заданий. Кроме того, биотехнология изучает вопросы создания живых организмов с необходимым набором качеств, используя методы генной инженерии.

Многие отождествляют биотехнологию с генной инженерией. Однако биотехнология понятие более широкое по смыслу, охватывающее процессы модификации биологических организмов для удовлетворения потребностей человека. Это касается как растений, так и животных.

Основные и традиционные методы исследования, используемые в биотехнологии

До того как возникла биотехнология, широко применялась селекция. Она была известна еще тысячи лет назад. Тогда это был шанс человека хоть немного приблизиться к решению вопроса «как подчинить природу». Скрещивая овощи и фрукты разных сортов, люди могли в результате получить улучшенный вкус или повышенную урожайность, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям. Селекция постепенно развивалась, поэтому не потеряла актуальность и по сей день. Ученые-селекционеры до сих пор путем скрещивания пытаются улучшить особенности растений, создать более урожайные сорта и новые породы домашнего скота.

Сам селекционный процесс состоит в том, что предварительно необходимо сосредоточить внимание на отборе полезных животных и растений. Далее, происходит процесс скрещивания, после которого новый биологический организм наделен свойствами родительских генов. Недостатком селекционного метода можно считать неточность и большой период, необходимый для фиксации полученного результата.

Селекционер в своей работе часто полагается на случай, поскольку эксперимент может оказаться как удачным, так и иметь совершенно противоположный эффект. Все дело в том, что селекция не имеет отношения к генам и клеткам, то есть не вмешивается настолько глубоко и основательно. В процессе скрещивания новый организм может получить как полезные качества, так и абсолютно бесполезные.

Современные и новейшие методы биотехнологии

Генная и клеточная инженерия являются главными современными методами биотехнологии. В основе клеточной инженерии – создание и модификация клеток. Ученые постоянно занимаются исследованиями, чтобы в результате получать новые клетки из уже существующих. Для этого в лабораториях проводятся многочисленные опыты. Чаще всего в ходе экспериментов соединяются свойства разных клеток для получения новой.

Генная инженерия действует на генетическом уровне. Генные инженеры стараются найти новые комбинации генов, которых нет в природе.

В целом процесс можно описать следующим образом:

  • из определенных клеток собирают гены для считывания некоего вещества;
  • далее, проводится процесс адаптации для более плавного и гармоничного внедрения гена в чужеродную клетку;
  • в итоге получается измененная генетически ДНК, которая запрограммирована на выработку исходных веществ.

Измененные генетически растения и животные называют трансгенными. Сейчас большинство товаров, которые находятся в супермаркетах и на рынках, получают из трансгенных продуктов.

Достижения биотехнологии и этические аспекты ее исследований

Биотехнология – дисциплина, которая занимается исследованиями в сфере возможного использования живых организмов в промышленных целях. На данном этапе развития науки активно внедряется микробиологический синтез ферментов, аминокислот, витаминных комплексов, антибиотиков. С помощью современных методов генной инженерии можно в перспективе произвести гормональные препараты, которые бы повысили иммунитет.

Постепенно совершенствуясь, биотехнология в дальнейшем сможет решить проблему нехватки продовольственных товаров, минеральных ресурсов, улучшить состояние системы здравоохранения.

Медицина также рассчитывает на достижения в биотехнологии, поскольку с помощью новейших методов дисциплины можно создавать лекарственные препараты, направленные на лечение неизлечимых заболеваний.

В сельском хозяйстве многих стран, используя методы генной инженерии, создаются сорта растений, которые не боятся вредителей и гербицидов.

Такие достижения в биотехнологии, прежде всего, соотносятся с успешными исследованиями в смежных дисциплинах:

  • биохимии;
  • цитологии;
  • фармакологии;
  • экологии;
  • генетики;
  • вирусологии;
  • микробиологии;
  • паразитологии.

Этические аспекты исследований в биотехнологии связывают с попытками клонирования человека и искусственным созданием эмбрионов для лечения. Многие полагают, что вмешиваться в естественный поток вещей в природе непоправимо.

Методы биотехнологии растений

В основе биотехнологии растений – метод клонального микроразмножения. Его активируют разными способами, среди которых:

  • активация пазушных меристем;
  • соматический эмбриогенез в каллусной ткани;
  • возникновение адвентивных побегов в каллусе.

Активация уже имеющихся меристем в растении – это основа клонального микроразможения.

Биотехнология микроорганизмов

Биологические методы часто используются при борьбе с загрязнениями окружающей среды.

Среди достижений биотехнологии выделяют:

  • использование иммобилизированных ферментов;
  • синтез искусственных вакцин.

Широко распространены гибродомы и синтезируемые ими антитела, которые в дальнейшем используются как диагностические и лечебные препараты.

Микроорганизмы играют не последнюю роль в жизнедеятельности человека. Они участвуют в очистке воздуха и сточных вод, уничтожении отходов. Некоторые бактерии способствуют очищению водоемов.

Этические аспекты исследований в биотехнологии

Этика в биотехнологии чаще всего относится к проблеме идентификации эмбриона как человека. Ученые рассматривают метод терапевтического клонирования как источник клеток, которые будут использоваться в дальнейшем лечении. Но противники этого метода заявляют, что человеческий эмбрион – это маленький человек с уникальными способностями и характером в будущем. Поэтому такие кардинальные методы биотехнологии до сих пор находятся на стадии разработки.

Биотехнологические компании

Среди наиболее развивающихся компаний можно рассмотреть следующие:

  • «GENENTECH». Один из лидеров на рынке биотехнологии. Входит в группу швейцарской фармацевтической компании. Специализируется на исследованиях и разработке в областях онкологии, офтальмологии.
  • «NOVARTIS». Швейцарская корпорация, специализирующаяся на производстве инновационных лекарственных средств, вакцин. Занимается исследованиями в области кардиологии, дерматологии, онкологии, иммунологии, неврологии.
  • «MERCK&CO.». Американская компания, которая реализует препараты в терапевтических целях. Также занимается производством безрецептурных вакцин, чтобы предотвратить распространение редких заболеваний.