ОБЪЕКТЫ БИОТЕХНОЛОГИИ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Экологическая биотехнология.
- Давно известны и широко применяются микробиологические способы очистки сточных вод и переработки отходов. Перспектива – использование микроорганизмов с ранее известными или искусственно созданными катаболическими способами.
- Биодатчики для мониторинга и контроля окружающей сферы.
Таблица 2 - Экономические и коммерческие аспекты биотехнологии. Оценка спроса на мировом рынке в 2005 году на различные продукты «новой» биотехнологии
| Продукты «новой» биотехнологии | Оценка спроса |
| Химические вещества | |
| Энергия | |
| Пищевые продукты | |
| Медицина | |
| Прочие (выщелачивание руд, пластмассы, контроль за окружающей средой и т.д.) | |
| Итого: |
Это в 6 раз больше, чем дает сейчас бродильная промышленность.
Связь микробиологии с химическими технологиями дала результаты, с внедрением биотехнологии в промышленность произойдет переход от тяжелой индустрии к высоким технологиям. Внедрение биотехнологии в практику изменяет соотношение в системе: человек- производство- природа, повышает производительность труда. Широкое использование биотехнологических процессов способствует стиранию грани между промышленным и сельским производством, поскольку продукты питания, корма и другие сельскохозяйственные продукты вырабатываются в индустриальных условиях. В настоящее время достижения биотехнологии перспективно использовать в следующих отраслях:
- в промышленности (химическая, нефтяная, фармацевтическая, пищевая);
- в экологии;
- в энергетике;
- в сельском хозяйстве;
- в медицине.
Биотехнология - межотраслевая дисциплина и ее развитие невозможно без открытий в других отраслях и дисциплинах. Бурное развитие современной молекулярной биологии и генетики, опирающихся на достижения химии и физики, позволяет использовать потенциал живых организмов в интересах хозяйственной деятельности человека (т.е. они изучают жизненные явления на клеточном и молекулярном уровне). Клеточная и генная инженерия позволяет получать новые штаммы-продуценты.
Основным объектом биотехнологии является микробная клетка. По организации клеток, их генетическому аппарату они подразделяются на прокариот и эукариот.
К прокариотам относятся бактерии и сине – зеленые водоросли. Прокариоты имеют простое строение, в клетке нет обособленного ядра, отделённого от цитоплазмы собственной мембраной, отсутствуют цитоплазматические органеллы, прокариотические клетки рибосомы имеют малые размеры, и они рассеяны по всей цитоплазме.
К эукариотам относятся: водоросли, грибы, лишайники, простейшие.
Эукариоты имеют оформленное ядро. В эукариотической клетке имеется хорошо развитая система клеточных мембран (эндоплазматическая сеть), митохондрии, лизосомы, цитоплазма, рибосомы, аппарат Гольжи. В эукариотической клетке рибосомы крупнее и расположены преимущественно на поверхности мембран эндоплазматической сети.
Микробный мир включает в себя вирусы, бактерии, грибы, водоросли, лишайники и простейшие организмы.
Вирусы были описаны в 1892 г. русским исследователем Ивановским. Вирусы относятся к доклеточным организмам, не имеют клеточного строения, способны жить и размножаться только в живых клетках других организмов. Каждая вирусная частица состоит из небольшого количества ДНК или РНК, покрытого плотной белковой оболочкой.
Бактерии покрыты плотной углеводной оболочкой. ДНК расположена в одной хромосоме, имеющий вид кольца, она размещается в цитоплазме. Они делятся на четыре отдела: грациоликуты, фирмикуты, тенерикуты, мендосикуты.
Большинство бактерии относятся к первым двум отделам. Бактерии весьма разнообразны по форме и численности:
- шаровидные (диплококки, стрептококки, тетракокки, стафилококки);
- палочковидные (диплобактерии, стрептобактерии);
- извитые.
- по методу окраски (по Грамму) бактерии бывают: грамм - положительные, и грамм - отрицательные;
- по методу дыхания: аэробы (группа организмов, которая нуждается для своей жизнедеятельности в воздушной среде) и анаэробы (группа организмов, для которых воздух является токсичным);
- по способности вызывать заболевания: патогенные и сапрофиты.
Грибы - это эукариоты, их существует свыше 100 тыс. видов, бывают: макромицеты (шляпочные) и микромицеты (дрожжи). Их отличительный признак: образование нитей (гифы), которые образуют грибницу. Бывают: одноклеточные и многоклеточные.
Основные признаки характерные для грибов:
- отсутствие пигментов;
- наличие хитинок в оболочке;
- в качестве запасного вещества, в клетках грибов накапливается животный крахмал – гликоген.
Классификация грибов: Chutriotomycetes, Oomycetez, Zygomucetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, Fungi imperfecte.
Водоросли обитают обычно в морских, пресных и океанических водах, подразделяются на: золотистые водоросли, жёлто- зеленые водоросли, диатомовые водоросли, эвгленовые водоросли, красные водоросли, бурые водоросли, зеленые водоросли. В целом к каждому отделу водорослей относится до 100 тыс. видов.