Historien om forholdet mellem mennesket og naturen er den evige historie om menneskets forsøg på at ændre genomet af planter og dyr i den retning, det har brug for. Selv når en person ikke havde den mindste idé om eksistensen af ​​arvelige faktorer, ændrede han intuitivt gennem hybridisering og udvælgelse af organismer med de ønskede egenskaber arveligheden af ​​husdyr og dyrkede planter.

Alle sorter af frugttræer og bærafgrøder, grøntsager og korn har et ændret genom, det vil sige, at de ikke længere har den samme genotype, som deres vilde forfædre havde. Næsten alle planter, som folk bruger til mad, er polyploider. I flere århundreder har folk brugt interspecifikke hybrider, såsom muldyr, i deres landbrug.

Indtil begyndelsen af ​​det 20. århundrede. opdrættere var simpelthen nødt til at vente på det øjeblik, hvor en tilfældig kombination af gener ville producere organismer med gavnlige egenskaber, udvælge sådanne organismer og fiksere disse kombinationer af gener i afkommet. I midten af ​​det 20. århundrede. Der dukkede metoder op, der gjorde det muligt kunstigt at opnå et stort antal tilfældige mutationer, for eksempel ved hjælp af radioaktiv bestråling eller virkningen af ​​kemiske mutagener, for derefter at udvælge organismer med værdifulde egenskaber blandt dem. Moderne genetiske teknologier er gået endnu længere. De giver dig mulighed for at opnå det ønskede resultat meget hurtigere og undgår samtidig at opnå mange mellemliggende og unødvendige former, da moderne videnskab og bioteknologi er i stand til at ændre genomet målrettet. Dette er muligt takket være gensplejsningsmetoder (fig. 78), ved hjælp af hvilke det er muligt at tage visse strukturelle gener fra genomet af en art og indføre dem i det genetiske apparat af en anden art, og dermed forårsage syntesen af ønsket protein i den nye organisme.

Bioteknologi- en disciplin, der studerer mulighederne for at bruge levende organismer til at løse teknologiske problemer. Hun bruger metoder og viden om genetik, molekylærbiologi, biokemi, embryologi og cellebiologi samt anvendte discipliner - kemiske, fysiske og informationsteknologier, robotteknologi.

Udtrykket bioteknologi blev foreslået i 1917 af den ungarske ingeniør K. Ereki, da han beskrev processen med at producere svinekød ved hjælp af sukkerroer som svinefoder.

Bioteknologi er en metode til at bruge biologiske objekter til at løse teknologiske problemer.Materiale fra siden

Moderne bioteknologi gør det muligt at gribe ind i det genetiske apparat og konstruere nye kombinationer af gener. Sådan opnås genetisk modificerede og transgene organismer.

Genetiske modifikationer skabt for at tilføje gavnlige egenskaber til organismer.

Transgene organismer bruges i farmakologi, landbrug og industri.

En af metoderne genteknologi er genterapi, som giver dig mulighed for at behandle patologier i det genetiske apparat ved at plante sundere gener.

kemisk bionik.

Bionics- er brugen af ​​den levende naturs hemmeligheder for at skabe mere avancerede tekniske enheder. I bred forstand bioteknologi – er brugen af ​​levende organismer og biologiske processer i produktionen, dvs. produktion af stoffer, der er nødvendige for mennesker ved hjælp af resultaterne af mikrobiologi, biokemi og teknologi.

Bioteknologi bruger bakterier, mikroorganismer og celler fra forskellige væv I mikrobiologiske fabrikker dyrkes mikroorganismer i enorme mængder i maskiner. fermenteringsbeholdere» – cylinder, beholder af rustfrit stål. Et sterilt næringsmedium tilføres til fermentoren, hvori en mikroorganismekultur (f.eks. gær) indføres. Indholdet blandes intensivt, der tilføres ilt, og den optimale temperatur for cellevækst opretholdes. Specielle sensorer giver maskinerne mulighed for at overvåge miljøets pH, indhold af kemikalier, temperatur mv. Efter fermenteringsprocessen er afsluttet, adskilles cellerne fra væsken ved hjælp af udstyr og bruges til at isolere de nødvendige stoffer.

I øjeblikket kan perioden med udvikling af bioteknologi karakteriseres af følgende funktioner:

1) I stigende grad anvendes mikrobielle celler og enzymer isoleret fra dem.

For eksempel et disaccharid laktose– mælkesukker er sundt for de fleste, men nogle voksne kan slet ikke drikke mælk på grund af, at den laktose, det indeholder, ikke nedbrydes på grund af mangel på et enzym b-galactosidase.I Afrika lider hele stammer af denne sygdom. Laktosefri mælk kan fremstilles ved hjælp af enzymet laktase. Produktionen af ​​sådan mælk er f.eks. etableret i Italien.

2) Det andet område er udvidelsen af ​​bioteknologiske aktiviteter.

I dag bruges bioteknologiske metoder til at producere ikke kun fødevarer, men også vitaminer, antibiotika, hormoner, en række andre lægemidler samt essentielle aminosyrer. Mennesket kan for eksempel ikke eksistere uden tryptofan, phenylalanin, lysin, threonin, valin, methionin, leucin Og isoleucin. Børn har brug for og arginin

I de senere år er en ny kilde til mad dukket op - proteincellet, som er opnået fra mikroorganismer. Det kan bruges som husdyrfoder i stedet for mad.

Bioteknologi har gjort indhug i metalproduktion. Vores land har udviklet en bakterie-teknisk metode til at udvinde guld og sølv fra sten fattige på disse metaller. Biometallurgi er økonomisk fordelagtig og eliminerer miljøforurening.

Et særligt område inden for bioteknologi er medicin. For eksempel, et væksthormon udskilles af den forreste hypofyse. Med mangel på hormoner - dværgvækst. Tidligere blev dette hormon opnået fra hypofysen på lig, men nu fås det fra E. coli og med hensyn til biologisk aktivitet er dette hormon ikke ringere end hypofysehormonet. Et lægemiddel blev opnået fra ufuldkomne svampe cyclosporin, som bruges ved organtransplantation for at undertrykke immunreaktioner (vævsafstødning).

3) Det tredje område er genteknologi.

De ønskede stammer af mikroorganismer opnås ikke kun ved at udvælge tilfældigt forekommende mutationer, men også ved at indsætte plasmider med de tilsvarende gener. Bioteknologi har gjort det muligt at opnå bakterier med hidtil hidtil usete egenskaber. En af resultaterne af genteknologi er overførslen af ​​gener, der koder for syntesen insulin hos mennesker, ind i bakterieceller. Tidligere blev dette hormon opnået fra bugspytkirtlen hos dyr, oftest grise. I øjeblikket er insulin blevet produceret ved hjælp af Escherichia coli - dette er det første gensplejsede protein.

Det var også muligt at overføre genet til bakterieceller interferon, som dannes som reaktion på en virusinfektion. Det er muligt, at gær kunne bruges i stedet for bakterier.

Siden 30'erne begyndte forskere at isolere naturlige stoffer fra bakterier og svampe med antibiotiske egenskaber, det vil sige i stand til enten at undertrykke væksten eller fuldstændigt dræbe andre mikrober. Den rigeste kilde til antibiotika er organismer, der lever i jorden. 1500 antibiotika kan fås fra svampebakterinomyceter. Over 50 er meget brugt i praksis. Disse omfatter bl.a streptomycin, chloramphenicol Og tetracyclin antibiotikum. I medicin bruges metoden til cellehybridisering - sammensmeltning af forskellige celler til én. For eksempel kræftceller og lymfocytter. Hybriden er i stand til at producere antistoffer og formere sig hurtigt. Anvendes som serum i test og behandling.

Genteknologi.

et sæt metoder, der gør det muligt at overføre genetisk information fra en organisme til en anden in vitro. Genoverførsel gør det muligt at overvinde barrierer mellem arter og overføre individuelle arvelige egenskaber fra en organisme til en anden. MÅL: få celler til at producere nogle proteiner i industriel skala.

1. Plasmider.

Den mest almindelige metode til gensplejsning er metoden til fremstilling af rekombinante (indeholdende et fremmed gen) plasmider, som er cirkulære, dobbeltstrengede DNA-molekyler bestående af flere par nukleotider. Hver bakterie kan, udover det primære DNA-molekyle (5*106 nukleotidpar), der ikke forlader cellen, indeholde flere forskellige plasmider, som den udveksler med andre bakterier. Plasmider er autonome genetiske elementer, der replikerer i bakteriecellen på et andet tidspunkt end hoved-DNA-molekylet. Plasmider bærer gener, der er vigtige for bakterier, såsom lægemiddelresistensgener. Forskellige plasmider indeholder forskellige gener for resistens over for antibakterielle lægemidler.

De fleste af disse lægemidler (antibiotika) bruges som lægemidler til behandling af sygdomme hos mennesker og husdyr. En bakterie, der har forskellige plasmider, bliver resistent over for antibiotika og tungmetalsalte. Når bakterieceller udsættes for et bestemt antibiotikum, spredes plasmider, der giver resistens til det, sig hurtigt blandt bakterierne og holder dem i live.

Et stærkt element i genteknologi er enzymer opdaget i 1974 - restriktionsendonukleaser eller restriktionsenzymer (restriktion). Bakterieceller producerer restriktionsenzymer for at ødelægge fremmed (fag) DNA, hvilket er nødvendigt for at begrænse virusinfektion. Restriktionsenzymer genkender visse nukleotidsekvenser (sites - genkendelsessteder) og introducerer symmetriske, skråt placerede brud i DNA-strenge i lige store afstande fra midten af ​​stedet. Som et resultat dannes korte enkeltstrengede "haler" i enderne af hvert fragment af begrænset DNA, som kaldes klæbrige ender.

2. Metoder til genteknologi.

For at opnå et rekombinant plasmid spaltes DNA'et fra et af plasmiderne med et udvalgt restriktionsenzym. Genet, der skal indføres i bakteriecellen, spaltes fra DNA'et fra menneskelige kromosomer ved hjælp af et restriktionsenzym, så dets "klæbende" ender er komplementære til nukleotidsekvenserne i enderne af plasmiderne. Enzymet ligase "limer" begge stykker af DNA sammen, hvilket resulterer i et rekombinant cirkulært plasmid, som indføres i bakterien E. coli Alle efterkommere af denne bakterie (kloner) indeholder et fremmed gen i plasmider. Hele denne proces kaldes kloning.

Bioteknologi- en disciplin, der studerer mulighederne for at bruge levende organismer, deres systemer eller produkter af deres vitale aktivitet til at løse teknologiske problemer, samt muligheden for at skabe levende organismer med de nødvendige egenskaber ved hjælp af genteknologi.

Bioteknologi omtales ofte som anvendelsen af ​​gensplejsning i det 21. århundrede, men begrebet refererer også til et bredere sæt af processer til at modificere biologiske organismer for at opfylde menneskelige behov, startende med modifikation af planter og dyr gennem kunstig selektion og hybridisering. Ved hjælp af moderne metoder har traditionel bioteknologisk produktion mulighed for at forbedre kvaliteten af ​​fødevarer og øge produktiviteten af ​​levende organismer.

Før 1971 blev udtrykket "bioteknologi" primært brugt i fødevare- og landbrugsindustrien. Siden 1970'erne har forskere brugt udtrykket til at henvise til laboratorieteknikker, såsom brugen af ​​rekombinant DNA og cellekulturer dyrket in vitro.

Bioteknologi er baseret på genetik, molekylærbiologi, biokemi, embryologi og cellebiologi samt anvendte discipliner - kemiske og informationsteknologier og robotteknologi.

Encyklopædisk YouTube

1 / 5

✪ Alexander Panchin - Muligheder for genteknologi

✪ Kun om genteknologi

✪ Genteknologi. Bioteknologi. Biologiske våben, træk ved påvirkning

✪ Institut for Fødevareteknik og Bioteknologi

✪ 13. Bioteknologi (9. eller 10.-11. klasse) - biologi, forberedelse til Unified State-eksamen og Unified State-eksamen 2018

Undertekster

Bioteknologiens historie

Udtrykket "bioteknologi" blev første gang brugt af den ungarske ingeniør Karl Ereky i 1917.

Brugen af ​​mikroorganismer eller deres enzymer i industriel produktion, som sikrer den teknologiske proces, har været kendt siden oldtiden, men systematisk videnskabelig forskning har markant udvidet arsenalet af metoder og midler til bioteknologi.

Nanomedicin

Overvågning, korrektion, konstruktion og kontrol af menneskelige biologiske systemer på molekylært niveau ved hjælp af nanoenheder og nanostrukturer. En række teknologier til den nanomedicinske industri er allerede blevet skabt i verden. Disse omfatter målrettet levering af lægemidler til syge celler, laboratorier på en chip og nye bakteriedræbende midler.

Biofarmakologi

Bionics

Kunstig udvælgelse

pædagogisk

Hovedartikel: Orange bioteknologi

Orange bioteknologi eller pædagogisk bioteknologi bruges til formidling af bioteknologi og træning på dette område. Hun udvikler tværfaglige materialer og uddannelsesstrategier relateret til bioteknologi (f.eks. rekombinant proteinproduktion), som er tilgængelige for hele samfundet, herunder mennesker med særlige behov såsom hørenedsættelse og/eller synsnedsættelse.

Hybridisering

Processen med at danne eller producere hybrider, som er baseret på kombinationen af ​​genetisk materiale fra forskellige celler i én celle. Det kan udføres inden for en art (intraspecifik hybridisering) og mellem forskellige systematiske grupper (fjernhybridisering, hvor forskellige genomer kombineres). Den første generation af hybrider er ofte karakteriseret ved heterose, som kommer til udtryk i bedre tilpasningsevne, større fertilitet og levedygtighed af organismer. Ved fjernhybridisering er hybriderne ofte sterile.

Genteknologi

Grønt lysende grise er transgene grise opdrættet af en gruppe forskere fra National Taiwan University ved at indføre et grønt fluorescerende proteingen i embryonets DNA, lånt fra en fluorescerende vandmand. Aequorea victoria. Embryonet blev derefter implanteret i livmoderen på en hungris. Smågrise lyser grønt i mørke og har en grønlig farvetone på deres hud og øjne i dagslys. Hovedformålet med at opdrætte sådanne grise er ifølge forskerne evnen til visuelt at overvåge vævsudvikling under stamcelletransplantation.

Moralsk aspekt

Mange moderne religiøse ledere og nogle videnskabsmænd advarer det videnskabelige samfund mod overdreven entusiasme for sådanne bioteknologier (især biomedicinske teknologier) som genteknologi, kloning og forskellige metoder til kunstig reproduktion (såsom IVF).

Mand over for de nyeste biomedicinske teknologier, artikel af seniorforsker V. N. Filyanova:

Problemet med bioteknologi er kun en del af problemet med videnskabelig teknologi, som er forankret i det europæiske menneskes orientering mod transformationen af ​​verden, erobringen af ​​naturen, som begyndte i den moderne æra. Bioteknologier, der hurtigt udvikler sig i de seneste årtier, bringer ved første øjekast en person tættere på realiseringen af ​​en langvarig drøm om at overvinde sygdomme, eliminere fysiske problemer og opnå jordisk udødelighed gennem menneskelig erfaring. Men på den anden side giver de anledning til helt nye og uventede problemer, der ikke er begrænset til konsekvenserne af langvarig brug af genetisk modificerede produkter, forringelsen af ​​den menneskelige genpulje på grund af fødslen af ​​en masse mennesker, der kun er født takket være lægers indgriben og de nyeste teknologier. I fremtiden opstår problemet med at transformere sociale strukturer, spøgelset for "medicinsk fascisme" og eugenik, der blev fordømt ved Nürnberg-processerne, genopstår.

(Dette er et "blankt" for en studerendes rapport om bioteknologi, som bør suppleres og udvides selvstændigt.)

Plan

Definition af begrebet "bioteknologi".

Historisk baggrund for bioteknologi.

Moderne bioteknologis historie.

Grundlæggende bioteknologiske metoder.

Bioteknologisk betydning og perspektiver.

Begrebet "bioteknologi" kan gives mange definitioner, der ligger tæt på hinanden i betydning.

1. Definition af begrebet "bioteknologi"

Varianter af definitioner af begrebet "bioteknologi"

1. (tilhører ingeniøren Ereki, som først formulerede begrebet bioteknologi): Det er alle typer arbejde, hvor visse produkter fremstilles af råmaterialer ved hjælp af levende organismer.
2.: Dette er et sæt industrielle metoder, der bruger levende organismer.
3.: Dette er brugen af ​​levende organismer eller biologiske processer på en industriel måde.
4.: Dette er en anvendt videnskab, der bruger genetiske og celleteknologiske metoder til at producere biologiske produkter industrielt.

5. Bioteknologi er ikke produktion, men forskning inden for industriel produktion af varer og tjenesteydelser med deltagelse af levende organismer, biologiske systemer og processer (B. Glick, J. Pasternak, 2002).

Bioteknologi i bred forstand er en videnskabelig disciplin og praksisområde, der grænser mellem biologi og teknologi, som anvender teknologiske processer i arbejdet med biologiske objekter eller omvendt anvender biologiske objekter i teknologiske processer.

Generelt studerer bioteknologi måder og metoder til at ændre det naturlige miljø omkring mennesker i overensstemmelse med deres behov ved hjælp af biologiske objekter, der indgår i teknologiske processer.

Bioteknologi i snæver forstand er et sæt metoder og teknikker til at opnå produkter, der er nødvendige for mennesker ved brug af biologiske objekter. Bioteknologi omfatter genetisk, cellulær og miljøteknologi.

Bioteknologi, eller bioprocesteknologi er industriel brug af biologiske strukturer til at producere fødevarer og industrielle produkter, samt til at udføre målrettede transformationer.

Biologiske strukturer (biologiske objekter) - det er mikroorganismer, plante- og dyreceller, cellulære komponenter: cellemembraner, ribosomer, mitokondrier, kloroplaster, samt biologiske makromolekyler (DNA, RNA, proteiner - oftest enzymer). Bioteknologi bruger også viralt DNA eller RNA til at overføre fremmede gener til celler.

I traditionel, klassisk forstand bioteknologi er videnskaben om metoder og teknologier til fremstilling af forskellige stoffer og produkter ved hjælp af naturlige biologiske genstande og processer.

Semester "ny" bioteknologi i modsætning til " gammel" bioteknologi bruges til at adskille bioprocesser ved hjælp af genteknologiske metoder, ny bioprocessorteknologi og mere traditionelle former for bioprocesser. Den sædvanlige produktion af alkohol under gæringsprocessen er således "gammel" bioteknologi, men brugen af ​​gær i denne proces, forbedret ved hjælp af gensplejsningsmetoder for at øge udbyttet af alkohol, er "ny" bioteknologi.

Udtrykket "bioteknologi" først foreslået af en ungarsk ingeniør Karl Ereki(1917) når man beskriver produktionen af ​​svinekød (slutprodukt) ved hjælp af sukkerroer (råvare) som svinefoder (biotransformation).

Ved bioteknologi forstod K. Ereki "alle typer arbejde, hvor visse produkter fremstilles af råmaterialer ved hjælp af levende organismer." Alle efterfølgende definitioner af dette koncept er blot variationer af K. Erekis banebrydende og klassiske formulering.

Moderne bioteknologi er videnskaben om genteknologi og cellulære metoder og teknologier til skabelse og brug af genetisk transformerede biologiske objekter til at intensivere produktionen eller opnå nye typer produkter til forskellige formål.

Bioteknologiske metoder kan anvendes på følgende niveauer: molekylært (manipulation af individuelle dele af et gen), gen, kromosomalt, plasmidniveau, cellulært, væv, organisme og population.

Stanley Cohen og Herbert Boyer udviklede sig i 1973 genoverførselsmetode fra en organisme til en anden. Cohen skrev: "...håbet er, at det vil være muligt at indføre i E. coli gener forbundet med metaboliske eller syntetiske funktioner, der findes i andre arter, såsom gener til fotosyntese eller antibiotikaproduktion." Deres arbejde begyndte en ny æra inden for molekylær bioteknologi. Et stort antal teknikker er blevet udviklet til at 1) identificere 2) isolere; 3) give en beskrivelse; 4) brug gener.

I 1978 isolerede medarbejdere hos Genetech (USA) først DNA-sekvenser, der koder for humant insulin og overførte dem til kloningsvektorer, der var i stand til at replikere i Escherichia coli-celler. Dette lægemiddel kan bruges af diabetespatienter, der havde en allergisk reaktion på svineinsulin.

I øjeblikket gør molekylær bioteknologi det muligt at opnå et stort antal produkter: insulin, interferon, "væksthormoner", virale antigener, et stort antal proteiner, lægemidler, lavmolekylære stoffer og makromolekyler.

Anvendelse af celleteknologier til industriel produktion af biologisk aktive stoffer af vegetabilsk oprindelse

Institut for Plantefysiologi opkaldt efter. K.A.Timiryazev RAS, Moskva, 127276

Anvendelsen af ​​biologisk aktive stoffer (BAS) af planteoprindelse er ofte begrænset af tilgængeligheden af ​​planteressourcer og kan udgøre en alvorlig trussel mod sjældne lægeplantearter. Cellekulturer af højere planter kan tjene som en fornyelig kilde til værdifulde sekundære metabolitter, men indtil videre er kun nogle få eksempler på deres kommercielle anvendelse kendt. Hovedårsagerne til denne situation er cellekulturernes utilstrækkelige produktivitet til sekundære metabolitter og de høje dyrkningsomkostninger. Ved hjælp af traditionelle metoder - udvælgelse af produktive stammer, optimering af medier, eliminering, tilsætning af synteseprækursorer - er det muligt at øge produktiviteten af ​​plantecellekulturer med en eller to størrelsesordener. Metaboliske manipulationsmetoder - overekspression eller nedlukning af proteingener, der bestemmer syntesen af ​​målproduktet - kan væsentligt ændre cellernes biosyntetiske evner in vitro. Samtidig er der endnu ikke opnået mange sekundære forbindelser i cellekultur, hvilket kan skyldes specificiteten af ​​en cellekultur - en eksperimentelt skabt population af somatiske celler - som et biologisk system. I disse tilfælde kan brugen af ​​planteorgankulturer eller transformerede rødder (hårede rødder) være effektiv. Der arbejdes på at opnå sekundære plantemetabolitter i gær og bakterier transformeret med plantegener.

Litteratur:

(Angiv den litteratur, der er brugt til at udarbejde denne rapport, herunder internetsider).

Biologiske teknologier (bioteknologier) giver kontrolleret produktion af nyttige produkter til forskellige sfærer af menneskelig aktivitet, baseret på brugen af ​​det katalytiske potentiale af biologiske midler og systemer af varierende grad af organisation og kompleksitet - mikroorganismer, vira, plante- og dyreceller og væv, samt ekstracellulære stoffer og cellekomponenter.

Udviklingen og transformationen af ​​bioteknologi er drevet af dybtgående ændringer, der er sket i biologien i løbet af de sidste 25-30 år. Disse begivenheder var baseret på nye ideer inden for molekylærbiologi og molekylær genetik. Samtidig skal det bemærkes, at udviklingen og resultaterne af bioteknologi er tæt forbundet med videngrundlaget ikke kun for biologiske videnskaber, men også af mange andre.

Udvidelsen af ​​bioteknologiens praktiske sfære skyldes også samfundets socioøkonomiske behov. Sådanne presserende problemer, som menneskeheden står over for på tærsklen til det 21. århundrede, såsom mangel på rent vand og næringsstoffer (især protein), miljøforurening, mangel på råvarer og energiressourcer, behovet for at skaffe nye, miljøvenlige materialer, udvikle nye diagnostiske og behandlingsværktøjer, kan ikke løses med traditionelle metoder. For at sikre menneskelig livsstøtte, forbedre livskvaliteten og dets varighed, bliver det derfor mere og mere nødvendigt at mestre fundamentalt nye metoder og teknologier.

Udviklingen af ​​videnskabelige og teknologiske fremskridt, ledsaget af en stigning i mængden af ​​materiale- og energiressourcer, fører desværre til en ubalance i biosfæreprocesser. Byernes vand- og luftbassiner er forurenet, biosfærens reproduktive funktion reduceres, og på grund af akkumuleringen af ​​blindgydeprodukter fra teknosfæren forstyrres biosfærens globale cirkulationscyklusser.

Det hurtige tempo i menneskehedens moderne videnskabelige og teknologiske fremskridt blev billedligt beskrevet af den schweiziske ingeniør og filosof Eichelberg: ”Det menes, at menneskehedens alder er 600.000 år. Lad os forestille os menneskehedens bevægelse i form af et 60 km maraton, som starter et sted, går mod centrum af en af ​​vores byer, som om mod mål... Det meste af distancen løber ad en meget vanskelig sti - gennem urskove, og vi Det ved vi ikke noget om, for først til allersidst, ved 58-59 km løb, finder vi sammen med primitive redskaber huletegninger som de første tegn på kultur, og først kl. sidste kilometer viser sig tegn på landbrug.

200 m før målstregen fører en vej dækket med stenplader forbi romerske fæstningsværker. 100 meter væk er løberne omgivet af middelalderbybygninger. Der er 50 meter tilbage før målstregen, hvor en mand står og ser på løberne med intelligente og forstående øjne – det er Leonardo da Vinci. Der er 10 m tilbage. De begynder i lyset af fakler og den dårlige belysning af olielamper. Men når man kaster de sidste 5 meter ind, sker der et forbløffende mirakel: lyset oversvømmer nattevejen, vogne uden trækdyr skynder sig forbi, biler larmer i luften, og den forbløffede løber blændes af lyset fra foto- og fjernsynets spotlights. kameraer...”, dvs. på 1 m tager det menneskelige geni et fantastisk spring inden for videnskabelige og teknologiske fremskridt. For at fortsætte dette billede kan vi tilføje, at når løberen nærmer sig målstregen, tæmmes termonuklear fusion, rumskibe opsendes, og den genetiske kode dechifreres.

Bioteknologi er grundlaget for videnskabelige og teknologiske fremskridt og forbedring af menneskets livskvalitet

Bioteknologi som et vidensfelt og en dynamisk udviklende industrisektor er designet til at løse mange nøgleproblemer i vor tid, samtidig med at den sikrer bevarelsen af ​​balancen i systemet af relationer "menneske - natur - samfund", fordi biologiske teknologier (bioteknologier), baseret om brugen af ​​potentialet af levende ting, er per definition rettet mod venlighed og harmoni af en person med verden omkring ham. I øjeblikket er bioteknologi opdelt i flere væsentligste segmenter: disse er "hvid", "grøn", "rød", "grå" og "blå" bioteknologi.

"Hvid" bioteknologi omfatter industriel bioteknologi, der fokuserer på produktion af produkter, der tidligere er produceret af den kemiske industri - alkohol, vitaminer, aminosyrer osv. (under hensyntagen til kravene til ressourcebevarelse og miljøbeskyttelse).

Grøn bioteknologi dækker et område af relevans for landbruget. Det er forskning og teknologier rettet mod at skabe bioteknologiske metoder og præparater til bekæmpelse af skadedyr og patogener fra dyrkede planter og husdyr, skabe biogødning, øge planteproduktiviteten, herunder ved brug af genteknologiske metoder.

Rød (medicinsk) bioteknologi er det vigtigste område inden for moderne bioteknologi. Dette er produktion af diagnostik og lægemidler ved hjælp af bioteknologiske metoder ved hjælp af cellulære og genteknologiske teknologier (grønne vacciner, gendiagnostik, monoklonale antistoffer, vævstekniske designs og produkter osv.).

Grå bioteknologi udvikler teknologier og lægemidler til at beskytte miljøet; disse er jordgenvinding, spildevands- og gasformige emissioner, bortskaffelse af industriaffald og nedbrydning af giftstoffer ved hjælp af biologiske midler og biologiske processer.

Blå bioteknologi er hovedsageligt fokuseret på effektiv udnyttelse af havets ressourcer. Først og fremmest er dette brugen af ​​marine biota til at opnå fødevarer, tekniske, biologisk aktive og medicinske stoffer.

Moderne bioteknologi er et af de prioriterede områder af den nationale økonomi i alle udviklede lande. Vejen til at øge bioteknologiske produkters konkurrenceevne på salgsmarkederne er en af ​​de vigtigste i den overordnede strategi for udvikling af bioteknologi i industrialiserede lande. En stimulerende faktor er særligt vedtagne statslige programmer til fremskyndet udvikling af nye områder inden for bioteknologi.

Statslige programmer giver mulighed for udstedelse af gratis lån til investorer, langfristede lån og skattefritagelser. Da grundforskning og målrettet forskning bliver stadig dyrere, søger mange lande at flytte betydelig forskning ud over nationale grænser.

Som det er kendt, overstiger sandsynligheden for succes for F&U-projekter generelt ikke 12-20%, omkring 60% af projekterne når den tekniske færdiggørelsesfase, 30% - kommerciel udvikling, og kun 12% er rentable.

Funktioner i udviklingen af ​​forskning og kommercialisering af biologiske teknologier i USA, Japan, EU-lande og Rusland

USA. Den førende position inden for bioteknologi med hensyn til industriel produktion af bioteknologiske produkter, salgsmængder, udenrigshandelsomsætning, allokeringer og omfang af F&U er besat af USA, hvor der er stor opmærksomhed på udviklingen af ​​dette område. I 2003 var over 198.300 mennesker beskæftiget i denne sektor.

Tildelinger til denne sektor af videnskab og økonomi i USA er betydelige og beløber sig til over 20 milliarder dollars. USA årligt. Den amerikanske bioteknologiindustris indtægter steg fra $8 mia. i 1992 til 39 milliarder dollars. i 2003

Denne industri er under tæt regeringsbevågenhed. Således i perioden med dannelsen af ​​den nyeste bioteknologi og fremkomsten af ​​dens retninger relateret til manipulation af genetisk materiale, i midten af ​​70'erne. sidste århundrede lagde den amerikanske kongres stor vægt på sikkerheden ved genetisk forskning. Alene i 1977 blev der afholdt 25 særlige høringer, og 16 lovforslag blev vedtaget.

I begyndelsen af ​​90'erne. Fokus er flyttet til at udvikle foranstaltninger til at fremme den praktiske anvendelse af bioteknologi til produktion af nye produkter. Udviklingen af ​​bioteknologi i USA er forbundet med løsningen af ​​mange nøgleproblemer: energi, råvarer, fødevarer og miljøspørgsmål.

Blandt de bioteknologiske områder, der er tæt på praktisk implementering eller er på stadiet af industriel udvikling, er følgende:
- biokonvertering af solenergi;
- anvendelse af mikroorganismer til at øge olieudbyttet og udvaskning af ikke-jernholdige og sjældne metaller;
- design af stammer, der kan erstatte dyre uorganiske katalysatorer og ændre syntesebetingelser for at opnå fundamentalt nye forbindelser;
- brugen af ​​bakterielle plantevækststimulerende midler, ændring af korns genotype og deres tilpasning til modning under ekstreme forhold (uden pløjning, vanding og gødning);
- rettet biosyntese til effektiv produktion af målprodukter (aminosyrer, enzymer, vitaminer, antibiotika, fødevaretilsætningsstoffer, farmakologiske lægemidler;
- fremskaffelse af nye diagnostiske og terapeutiske lægemidler baseret på cellulære og genteknologiske metoder.

Den amerikanske leders rolle skyldes de høje tildelinger af statslig og privat kapital til grundlæggende og anvendt forskning. National Science Foundation (NSF), afdelingerne for sundhed og menneskelige tjenester, landbrug, energi, kemikalier, fødevarer, forsvar, National Aeronautics and Space Administration (NASA) og det indre spiller nøgleroller i bioteknologifinansiering. Tildelinger tildeles på programmålbasis, dvs. Forskningsprojekter er støttet og kontraheret.

Samtidig etablerer store industrivirksomheder forretningsforbindelser med universiteter og forskningscentre. Dette bidrager til dannelsen af ​​komplekser på et eller andet område, lige fra grundforskning til serieproduktion af et produkt og levering til markedet. Dette "deltagelsessystem" sørger for dannelse af specialiserede fonde med passende ekspertråd og tiltrækning af det mest kvalificerede personale.

Ved udvælgelse af projekter med høj kommerciel effekt er det blevet en fordel at bruge den såkaldte "konstraint analyse". Dette giver dig mulighed for betydeligt at reducere projektgennemførelsestiden (i gennemsnit fra 7-10 til 2-4 år) og øge sandsynligheden for succes til 80%. Begrebet "specificerede begrænsninger" omfatter potentialet for succesfuldt salg af produktet og fortjeneste, øget årlig produktion, produktets konkurrenceevne, potentiel risiko set fra et salgsperspektiv, muligheden for at omstrukturere produktionen under hensyntagen til nye resultater mv.

De årlige samlede amerikanske offentlige udgifter til genteknologi og bioteknologisk forskning beløber sig til milliarder af dollars. Investeringer fra private virksomheder overstiger disse tal væsentligt. Adskillige milliarder dollars afsættes årligt alene til oprettelse af diagnostiske og anticancermedicin. Det drejer sig hovedsageligt om følgende områder: DNA-rekombinationsmetoder, produktion af hybrider, produktion og anvendelse af monoklonale antistoffer, væv og cellekultur.

I USA er det blevet almindeligt, at virksomheder, der ikke tidligere har været tilknyttet bioteknologi, begynder at erhverve kapitalandele i eksisterende virksomheder og opbygge deres egne bioteknologiske virksomheder (tabel 1.1). Dette er for eksempel praksis for sådanne kemiske giganter som Philips Petrolium, Monsanto, Dow Chemical. Omkring 250 kemivirksomheder har i dag interesser i bioteknologi. Således har giganten i den amerikanske kemiske industri, De Pont-virksomheden, flere bioteknologiske komplekser til en værdi af 85-150 tusind dollars. med en stab på 700-1.000 mennesker.

Lignende komplekser er blevet skabt inden for Monsanto-strukturen, og i øjeblikket er op til 75% af budgettet (over 750 millioner dollars) allokeret til bioteknologiområdet. Disse virksomheders fokus er produktionen af ​​gensplejset væksthormon, samt en række gensplejsede lægemidler til veterinærmedicin og farmakologi. Derudover underskriver virksomheder sammen med universitetsforskningscentre kontrakter om fælles F&U.

Tabel 1.1. De største amerikanske koncerner og farmaceutiske virksomheder, der producerer medicinsk bioteknologisk medicin

Der er en opfattelse af, at alle de nødvendige betingelser for dannelse og udvikling af bioteknologi i USA er blevet udarbejdet af venturevirksomheden. For store virksomheder og virksomheder er venture-forretning en veletableret teknik, der giver dem mulighed for at opnå nye udviklinger på kortere tid og tiltrække små virksomheder og små teams til dette i stedet for at gøre det på egen hånd.

For eksempel i 80'erne. General Electric begyndte med hjælp fra små firmaer at mestre produktionen af ​​biologisk aktive forbindelser alene i 1981, dets risikoallokeringer inden for bioteknologi beløb sig til 3 millioner dollars. Risikotagning af små virksomheder giver store virksomheder og virksomheder en mekanisme til at udvælge økonomisk levedygtige innovationer med stærke kommercielle udsigter.

PÅ DEN. Voinov, T.G. Volova