Презентация на тему "ВВЕДЕНИЕ В СОВРЕМЕННУЮ БИОТЕХНОЛОГИЮ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Введение в современную биотехнологию.

  «нет ничего более практичного, чем хорошая теория» кто-то из великих физиков Планк или Эйнштейн. 2-е место по инвестиционной привлекательности после информационных технологий

• 
  Слайд 2

  Биотехнология (БТ) - научно-практический приоритет 21 века

  постгеномные  технологии: геномика, протеомика, биоинформатика, метоболомика нанобиотехнологии.   проект «Антропогеномика» - создание  генетических паспортов для спортсменов и др. пилотных групп населения. проекты по биоразнообразию, биобезопасности и биокатализу Медицинские БТ создание жизненно важных ЛП (гормоны, цитокины, биодженерики, терапевтические МАТ, вакцины нового поколения), развитие технологий стволовых клеток. В  сельском хозяйстве - развитие трансгенных растительных и животных культур. В пищевой БТ - разработки для функционального, сбалансированного питания, в т.ч. отдельный проект по биотехнологии  морепродуктов. В экологической БТ - восстановление агроландшафтов и создание экологически чистого жилья. Проект «Биочипы» - создание оригинальных биочипов для исследований в геномике и протеомике и диагностике.

• 
  Слайд 3

  Взаимосвязь технологии и живого

  Микробиообъекты: клетки растений и животных, микроорганизмы и их инженерные модификации, биомолекулы с информационной и функциональной активностью. Технология –воспроизведениеестественных процессов, в искусственных условиях. биокаталитические биосинтетические в живых клетках про- и эукариот биореактор Производство внедрение научных идей и разработок. биообъект – основа биотехнологии Макробиообъекты: человек, животные, растения Производство внедрение научных идей и разработок. биореактор

• 
  Слайд 4

  Классификационные подходы:

  Макробиообъекты животного происхождения: Человек (донор) Человек (объект иммунизации, донор) Млекопитающие, рептилии, птицы, рыбы, насекомые, членистоногие, морские беспозвоночные Биообъекты растительного происхождения: Растения (дикорастущие и плантационно культивируемые) Водорсли Культуры растительных клеток и тканей Биообъекты – Микроорганизмы: Эукариоты (простейшие, грибы, дрожжи) Прокариоты(актиномицеты, эубактерии) вирусы,

• 
  Слайд 5

  Фундаментальные научные основы биотехнологии

  достижения микробиологии, биохимии, биофизики. молекулярной биологии, генетики, «биотехнология» - способы получения разнообразных необходимых человеку продуктов из живых клеток различного происхождения.

• 
  Слайд 6

  Термин

  Карл Эреки 1917 – (процесс промышленного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы). Биотехнология – это все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты. описание процессов промышленной ферментации, область, именуемая сейчас эргономикой. Биотехнология– это направление научно-технического прогресса, использующее биологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу, а также в интересах промышленного получения полезных для человека продуктов, в том числе и лекарственных препаратов.

• 
  Слайд 7

  Биотехнологические продукты

  Вакцины и сыворотки Антибиотики Ферменты и антиферменты Гормоны и их антагонисты Витамины (В12 ) Аминокислоты Кровезаменители Алкалоиды Иммуномодуляторы Биорадиопротекторы Иммунные диагностикумы и биосенсоры

• 
  Слайд 8
  

  История биотехнологии I Эмпирический период– ок. 6000 лет до Р.Х. и до средины Х1Х в.

  воспроизведение естественных процессов в искусственных условиях: хлебопечение, выделка кожи, получение льна, натурального шелка, силосование кормов для скота, изготовление кисломолочных продуктов, сыров, квашенной капусты, Виноделие Пивоварение биотехнологические приемы Фармации и медицины : Яды животных и растений, Желчь и другие биожидкости, настойка из коры хинного дерева для купирования лихорадочных приступов при малярии, гирудотерапия, апитерапия растительные опиаты и алкалоиды, профилактика натуральной оспы содержимым пустул телят, больных коровьей оспой и мн. др. в основе современной профилактической и клинической медицины.

• 
  Слайд 9

  II – Научно-практический период (1856-1933 годы)

  Л. Пастер – основоположник научной микробиологии и ее дисциплин (промышленной, медицинской, химической и санитарной микробиологии). -установил микробную природу процессов брожения, -доказал анаэробный путь метаболизма и возможности жизни в бескислородных условиях, - научные основы вакцинопрофилактики и вакцинотерапии (иммунология), - метод стерилизации (Пастеризация). де Бари – основоположник микологии, основа современных классификационных схем макро и микромицетов. Д.И. Ивановский - 1892 г вирус табачной мозаики, после открыты другие вирусы = вирусология Важнейшие достижения: доказана видовая индивидуальность микробов Микроорганизмы выделены в чистых культурах и размножены и выращены на питательных средах для воспроизведения природных процессов (брожения, окисления и пр.) начато изготовление пищевых прессованных дрожжей, Получены бактериальные метаболиты (ацетон, бутанол, лимонная и молочная кислоты). созданы биоустановки для микробиологической очистки сточных вод.

• 
  Слайд 10

  III – Биотехнический период 1933-1972 гг

  «Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов» (А. Клюйвер, Л.Х.Ц. Перкин) начало промышленной биотехнологии: технические приемы внедрения в производство крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечивающего проведение процессов в стерильных условиях. методические подходы к оценке и интерпретации получаемых результатов при глубинном культивировании грибов. 1939-1945 гг становление и развитие производства антибиотиков. За 40 лет решены основные задачи по конструированию, созданию и внедрению в практику промышленного оборудования в том числе биореакторов.

• 
  Слайд 11

  Производ-ство пени-цил-лина

• 
  Слайд 12

  IV – молекулярный или генотехническийпериод

  1972 г - первая рекомбинантная молекула ДНК ( П. Берг с сотрудниками,США). 1982 г коммерческий генноинженерный человеческий инсулин. Другие генноинженерные препараты: интерфероны, фактор некроза опухоли (TNF), интерлейкин-2, соматотропный гормон человека.

• 
  Слайд 13

  Основные направления биотехнологии

  Биотопливные элементы превращают химическую энергию субстратов в другие виды энергии получение источников энергии – биогаза, углеводов. производство водорода, с помощью хемотрофных и цианобактерий, водорослей, некоторых простейших Биосенсоры –высокочувствительные искусственные элементы биологической природы, способные распознавать микроколичества веществ в любом агрегатном состоянии . биологические молекулы избирательно взаимодействуют с микроколичествами химических веществ, изменения которых регистрируются и визуализируются электронной аппаратурой. датчики аналитических приборов в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, охране окружающей среды для выявления углеводов, мочевины, лактата, креатинина, этанола, аминокислот и др. веществ. Биоэнерготехнология

• 
  Слайд 14
  

  Космическая биотехнология – Невесомость - изменение течения физико-химических процессов: снижение конвекции, исключение седиментации, силы поверхностного натяжения больше гравитационных, исключение пристеночных явлений (протекание процессов без емкостей). легче создать условия для кристаллизации белков в чистом виде для различных целей и для рентгеноструктурного анализа. легче инкапсулировать клетки в полупроницаемые мембраны, например клетки поджелудочной железы животных, для последующей имплантации больным сахарным диабетом, где они будут синтезировать инсулин, инкапсуллированные клетки печени можно использовать для создания искусственных органов для очистки крови.

• 
  Слайд 15
  

  Инженерная энзимология – использование каталитических функций ферментов в изолированном состоянии или в составе клеток для получения разнообразных продуктов. Биогеотехнология – использование микроорганизмов для добычи полезных ископаемых, получение редкоземельных металлов, удаление метана в шахтах и т.п. Медицинская биотехнология – создание средств или/и веществ медицинского назначения, препаратов крови, трансплантантов и биопротезов. Биотехнология лекарственных средств – из более 1000 наименований лекарственных средств, минимум треть производится или может быть произведено биотехнологически. Иммунобиотехнология – производство вакцин, иммуноглобулинов крови, иммуномодуляторов, моноклональных антител и т.п.

• 
  Слайд 16

  Возможности

  точная и ранняя диагностика, профилактика и лечение инфекционных и генетических заболеваний; повышение урожайности сельхоз. культур путем создания растений устойчивых к вредителям, болезням и неблагоприятным условиям окружающей среды; создание микроорганизмов продуцирующих различные БАС (антибиотики, полимеры, аминокислоты, ферменты); создание пород сельхоз животных с улучшенными наследуемыми признаками; переработка токсичных отходов – загрязнителей окружающей среды

• 
  Слайд 17

  Опасения и этические аспекты

  вредное воздействие генноинженерных организмов на другие организмы или окружающую среду; уменьшение природного генетического разнообразия при создании рекомбинантных организмов; Изменение генетической природы человека с помощью генноинженерных методов; нарушение права человека на неприкосновенность частной жизни при применении новых диагностических методов; патентование генноинженерных животных; доступность только богатым с целью получения прибыли; Экономический ущерб традиционному сельскому хозяйству; вытеснение биотехнологическими подходами к лечению, традиционных эффективных методов лечения; борьба за приоритеты мешает свободному обмену мыслями между учеными.