Биологический каталог




Биотехнология. Проблемы и перспективы

Автор Н.С. Егоров, В.Д.Самуилов, А.В. Олескин

немалые трудности, связанные с исключительной сложностью организации живого. Любой биообъект — это целостная система, в которой нельзя изменить ни один из элементов, не меняя остальных, нельзя произвольно перекомбинировать их, придавая организму то или иное желаемое свойство, например бактерии — способность к сверхсинтезу требуемой аминокислоты, сельскохозяйственному растению — устойчивость к фитопатоген-ным грибкам. Любое воздействие на объект вызывает не только желаемые, но и побочные эффекты; перестройка генома сказывается сразу на многих признаках организма. У человека существуют гены, отвечающие за злокачественное перерождение клеток. Высказывалось немало идей о необходимости превентивных генетических операций, пока не было установлено, что эти гены необходимы и для нормального роста. Помимо этого, экосистема также представляет собой целостную систему и изменения каждого из ее компонентов сказываются на остальных компонентах. Не исключено, что плазмида, с помощью которой трансплантирован желаемый ген культурному растению, будет далее передаваться сорнякам. Не будет ли в результате генных манипуляций превращаться в сорняк само культурное растение (Н. Hauptli, 1984)?

Успехи, достигнутые в области генетической и клеточной инженерии на простейших биологических системах, прокариот-ных организмах, вселяют уверенность в преодолимость рассмотренных трудностей. Что касается более сложных систем, а именно эукариотных организмов, то здесь делаются лишь первые шаги, идет накопление фундаментальных знаний.

Глава

ПОДГОТОВКА

БИОЛОГИЧЕСКИХ

ОБЪЕКТОВ

§ 1. Подбор объектов

Главным звеном биотехнологического процесса, определяющим его сущность, является клетка. Именно в ней синтезируется целевой продукт. По образному выражению Ю. А. Овчинникова (1985), клетка представляет собой миниатюрный химический завод, работающий с колоссальной производительностью, с предельной согласованностью и по заданной программе. ? ней ежеминутно синтезируются сотни сложнейших соединений, включая гигантские биополимеры, в первую очередь белки.

Основа современного биотехнологического производства — микробиологический синтез, т. е. синтез различных веществ с помощью микроорганизмов. Объекты растительного и животного происхождения еще не нашли широкого применения вследствие их высокой требовательности к условиям культивирования, в значительной степени удорожающей производство.

Независимо от природы объекта, начальным этапом биотехнологической разработки является получение чистых культур клеток и тканей (рис. 1). Дальнейшие этапы манипуляции с этими культурами характеризуются единообразием подходов, основанных на классических методах микробиологии. В этом смысле культуры клеток и тканей растений и животных уподобляются культурам микроорганизмов.

Велик и многообразен мир микробов. К ним относятся все прокариоты — бактерии,, актиномицеты, риккетсии и часть эука-риот — дрожжи, нитчатые грибы, простейшие и водоросли. Их общее свойство — малые размеры, вследствие чего они видимы лишь в микроскоп. В настоящее время известно более 100 тыс. различных видов микроорганизмов. Многих еще предстоит выявить. При столь большом разнообразии микроорганизмов как провести правильный подбор именно тех форм, продукция которых нас интересует? Как отобрать продуцентов витамина В12 или треонина, эритромицина или декстрана, холестериноксидазы или метана?

Рис. 1. Получение культур клеток микроорганизмов, клеток и тканей растений и животных

(по М. В. Гусеву, 1985»)

Для решения подобных задач проводится выделение микроорганизмов. Отбираются пробы из мест, где обитание того или иного продуцента наиболее вероятно. Применительно к углево-дородокисляющим микроорганизмам т^ким местом может быть почва возле бензоколонок, винные дрожжи обильно встречаются на винограде, анаэробные целлюлозоразлагающие и метанобра-зующие микроорганизмы в больших количествах обитают в рубце жвачных животных. Образцы проб вносят в жидкие питательные среды специального состава. Эти среды называют элективными: в них путем варьирования различных факторов создаются избирательные условия для преимущественного развития интересующего нас продуцента. К этим факторам относятся источники энергии, углерода, азота, значения рН, температура, осмотическое давление и т. д. Для накопления продуцента холесте-риноксидазы используют среды с холестерином в качестве единственного источника углерода; углеводородокисляющих микроорганизмов — среды с парафинами; продуцентов протеолитических или липолитических ферментов — среды, содержащие белки или липиды. Так получают накопительные культуры микроорганизмов.

Следующий этап — выделение чистых культур. Для этого используют плотные питательные среды, на которые засевают образцы проб из накопительных культур. Отдельные клетки микроорганизмов на плотных питательных средах образуют изолированные колонии, при их последующем пересеве получаются чистые культуры продуцента, состоящие из популяций клеток одного вида.

Существует

страница 3
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Скачать книгу "Биотехнология. Проблемы и перспективы" (4.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(23.10.2017)