Клеточная технология

Таблица 6.4 Клеточные технологии в селекции растений (по Р.Г.Бутенко, 1999)

Главы данной книги отличаются своеобразием по целям, содержанию и форме, однако если сравнить отправные положения, лежащие в основе манипулирования с клетками и изолированными протопластами растений и клетками животных, то несомненно, здесь можно обнаружить как общность биологических основ, так и методических приемов, используемых для создания конкретных клеточных технологий. [c.6]

В настоящее время многие важнейшие направления развития химической технологии и биологии связаны с изучением и использованием высокомолекулярных соединений, которые, в частности, играют решающую роль в формировании структуры тканей живых организмов, а также многих синтетических материалов. Ярким примером этому могут служить искусственные полупроницаемые мембраны, используемые для технических целей, и биомембраны — важнейшая часть всех клеточных систем живых организмов и растений. [c.8]

Технология рекомбинантных ДНК оказала существенное воздействие на всю клеточную биологию, позволяя решать такие за- [c.106]

Ускорение и облегчение селекционного процесса, а также создание растений с новыми качествами — это направления, которые достаточно успешно развиваются с помощью технологий клеточной инженерии, культуры клеток и тканей. [c.184]

Особенности производства и потребления готовой продукции. Дрожжевое производство основано на способности дрожжевых клеток (микроорганизмов) расти и размножаться. В основе технологии хлебопекарных дрожжей на дрожжевых заводах лежат биохимические процессы, связанные с превращением питательных веществ культуральной среды при активной аэрации в клеточное вещество дрожжей. При аэрации дрожжи окисляют сахар питательной среды до воды и диоксида углерода (аэробное дыхание). Вьщелившаяся при этом тепловая энергия используется дрожжами для синтеза клеточного вещества и обменных процессов. В аэробных условиях в субстрате накапливаются значительно большие биомассы, чем при анаэробном дыхании. [c.85]

На опытной или промышленной стадии зеленый клеточный сок обрабатывают по разным технологиям, часть которых показана на схеме применительно к люцерне [63]. [c.247]

Этот аспект изучения взаимодействий между липидами и белками мало затрагивался в сфере технологии. Важное значение этих взаимодействий для структуры и функции клеточных мембран и плазматических липопротеинов послужило стимулом многочисленных исследовательских работ на модельных системах. Эти работы позволили приобрести хорошие общие знания о молекулярных ассоциациях. Таким образом, здесь приводятся последние сведения о видах взаимодействий между липидами и белками, полученные в результате модельных исследований. Большинство биологических систем находится в водных средах, и во многих технологических процессах вода наиболее часто используется в качестве растворителя. Кроме того, вследствие особой структуры липидов белки больше взаимодействуют с липидными фазами, чем с изолированными молекулами. Здесь будут показаны структура липидных фаз в гидратированной сре- [c.306]

Получение сырья перед выработкой из него растительных белковых продуктов требует особого внимания, которое не всегда полностью оправдано в отношении кормов или животных, но обязательно предполагает тщательность и хорошие условия выполнения операций при производстве пищевых продуктов для человека. В данном разделе в первую очередь будут рассмотрены технологии обработки по сухому методу, такие, как шелушение, измельчение (помол, дробление), просеивание и т. п., которые позволяют либо удалять малоценные, малоиспользуемые компоненты ввиду очень низкого содержания в них белков и большого количества клетчатки (обычно периферийные части семян), либо придать сырью такую форму, которая в наибольшей степени совместима с конечной обработкой (например, величина частиц, разрыв клеточных оболочек). [c.363]

В научных исследованиях, а также в биохимической технологии часто необходимо разрушить клеточную стенку. Для этих целей используют механические дезинтеграторы, ультразвук, ли-тические ферменты. Полученную после такой обработки массу, содержащую активные ферменты и неразрушенные структурные элементы клетки, называют клеточным гомогенатом. [c.15]

Сосочковидные клетки не прикрыты кожицей, душистые вещества в них отделены от окружающей среды только клеточной оболочкой и поэтому легко испаряются. Эта особенность строения эфирномасличных вместилищ используется при извлечении летучих веществ способом динамической сорбции. В цветках жасмина продолжается накопление душистых веществ после сбора, при определенных условиях оно может протекать в течение 24 ч. В связи с этим выход душистых веществ зависит от технологии переработки цветков. [c.68]

Во второй части учебника изложены основные представления о биотехнологии, базирующейся на использовании биообъектов микробного, растительного и животного происхождения. В сравнительном плане можно подчеркнуть следующие особенности таких биотехнологий во-первых, имеется много аналогий при реализации биотехнологических процессов, в которых биообъекты используются на молекулярном и клеточном уровнях во-вторых, только некоторые виду биотехнологий, осуществляемые с применением клеток, могут быть подведены под рубрику технологий на организменном уровне" (микробная биотехнология) в-третьих, лишь при использовании в биотехнологии микроскопических организмов необходимо специальное аппаратурное оформление процессов, тогда как в случаях выращивания макроорганизмов (растений и животных) в естественных, или природных условиях этого делать не требуется, и, следовательно, посевы и сборы урожаев, выращивание сельскохозяйственных животных в целях получения [c.373]

Ферментационные процессы получения антибиотиков еще не достигли того совершенства, которое могло бы быть обеспечено благодаря компьютерной технике и пониманию физиологии продуцентов. Своеобразным тормозом совершенствования технологии выступают сами клеточные популяции микроорганизмов, которые изменяются качественно и количественно в теч ение всего продуктивного цикла. Поэтому не удается получать полностью идентичных результатов даже в двух смежных ферментациях, равно как и весь технологический процесс удается сравнительно хорошо проводить лишь в периодическом режиме. [c.441]

Управление автолитическими процессами, основанное на выявленных закономерностях их клеточной регуляции, открывает широкие перспективы для ряда биотехнологических направлений. Их применение очень перспективно при разработке новых высокоэффективных технологий микробного синтеза для контроля и интенсификации роста микробных культур сокраш ения лаг-фазы за счет ускорения прорастания покоящихся форм инокулята быстрого получения спорового материала развития состояния компетентности клеток с целью получения генетически измененных продуцентов. [c.88]

Большинство типов сточных вод, содержащих органические вещества, обрабатывается путем превращения органических веществ в бактериальные клеточные ткани. При тщательном соблюдении технологии устройства для биологической конверсии и работающие в комплексе с ним осветлители могут снизить общую концентрацию веществ, обусловливающих БПК, в сточных водах до значения БПК 20-50 мг/л. Хотя обычно сточные воды после такой обработки тлеют высокое качество, иногда возникает необходимость в их еще более высокой очистке. В этих случаях может потребоваться дополнительная очистка стоков. Для обработки сточных вод, содержащих органические вещества, или для повышения степени очистки стоков, предварительно обработанных другими методами, можно тем ипи иным образом использовать действующие под давлением мембранные системы. Выбор мембранного оборудования и техноло- [c.284]

Современная технология производства растительных масел основана на необходимости максимального разрушения клеток — вскрытия клеточной структуры. [c.18]

Имеются еще два свойства ферментов, которые при их успешном моделировании могли бы открыть новые возможности для техники и, в частности, для химической технологии. Первое из них—способность связываться в системы, действуя при этом строго согласованно. В этих системах имеется, как мы знаем, механизм регулирования, причем специфические вещества могут интенсивно влиять на их активность скорость процессов управляется за счет саморегулирования системы по типу обратной связи. Второе свойство, наглядно выявляемое в живой клетке, определяют словами динамичность структуры этих катализаторов. Здесь имеют в виду то, что они непрерывно распадаются и затем вновь возникают (клеточный биосинтез). Активность катализаторов, как это давно известно, часто повышается одновременно со снижением их устойчивости однако в технике это могло бы быть выгодным — лучше иметь непрочный катализатор, но очень быстро и точно выполняющий свои функции. В клетке, благодаря тонкой системе регулирования, после распада сразу возникнут новые порции фермента (катализатора) взамен разрушившихся, и таким образом система в целом будет вполне устойчивой и притом работающей наиболее эффективно. Любой фактор, уничтожающий фермент, может быть нейтрализован за счет процесса быстрого образования новых молекул катализатора. [c.331]

Существует еще одна область, в которую биотехнологические методы могут внести свой вклад, — это цена продукции. Большинство вирусов производится на живых насекомых, немногие могут расти на культуре клеток насекомых-—техника, обеспечивающая большее единообразие, но не самая дешевая. Усовершенствование технологии клеточных культур насекомых, отбор или создание высокопродуктивных вирусов или даже производство эукариотических вирусов в прокариотах может повлиять на конкурентоспособность вирусных пестицидов по сравнению с химическими веществами. [c.316]

Пропитка древесины — более сложный процесс, обусловленный ее клеточным строением, и требующий использования вакуумной технологии для обеспечения более глубокого проникновения. По- [c.372]

Роль культуры изолированных клеток и тканей в биотехнологии следует рассматривать в трех направлениях. Первое связано со способностью изолированных растительных клеток продуцировать ценные для медицины, парфюмерии, косметики и других отраслей промышленности вещества вторичного синтеза алкалоиды, стероиды, гликозиды, гормоны, эфирные масла и др. Как правило, вторичные вещества получают из каллусной ткани, выращенной на твердой (агаризованной) или жидкой (суспензионная культура) питательной среде. На основе клеточных технологий получают такие медицинские препараты, как диосгенин из клеток диоскореи, аймолин из клеток раувольфии змеиной, тонизирующие вещества из клеток женьшеня, используемые в медицине и парфюмерии. Продуктивность культивируемых клеток в результате клеточной селекции может значительно превышать продуктивность целых растений. Преимуществом такого способа получения веществ вторичного синтеза является также возможность использовать для этой цели растения, не произрастающие в наших природных условиях, и получать продукцию круглый год. [c.77]

Одно из направлений клеточных технологий — это использование их в селекции, которое облегчает и ускоряет традиционный селекционный процесс в создании новых форм и сортов растений. Существующие методы культивирования изолированных клеток и тканей in vitro условно можно разделить на две группы. [c.132]

Учитывая сложность и большую наукоемкость генно-инженерных работ на первом этапе развития биотехнологии в научных учреждениях сельскохозяйственного профиля, основное внимание было уделено проблемам клеточных технологий, позволивших создать большое разнообразие сомаклональных вариантов растений пшеницы, ячменя, клевера, люцерны, картофеля, сахарной свеклы, томатов, плодовых и других культур. В этих целях использовались гаплоидные, автодигаплоидные варианты пыльниковой и пыльцевой культуры регенеранты из эмбриоидов, сформировавшиеся в каллусных тканях, полученных из незрелых зародышей и других органов растений. [c.425]

Несмотря на значительный прогресс фундаментальной и прикладной науки в создании новых лекарственных препаратов и технологий их производства, в медицине остаются актуальные и нерешенные проблемы направленной доставки лекарства непосредственно в патологический очаг организма больного токсичности и побочного действия, продолжительности действия и устойчивости препарата в физиологических условиях. Установлено, что лекарственные препараты, применяемые в обычных формах, ограниченно и медленно преодолевают барьер клеточных биологических мембран многие препараты, после введения, довольно быстро подвергаются деструкции под воздействием различных защитных систем организма, что сводит к минимуму необходимый терапевтический эффект. Эти факторы нередко затрудняют или делают невозможным медицинское применение ряда высокоактивных соединений и препаратов на их основе. В настоящее время при поиске природных и синтетических органических веществ со специфической биологической активностью, необходимой для конструирования новых лекарственных средств, все большое внимание исследователей привлекают подходы, основанные на придании препаратам способности к биоспецифическому направленному транспорту через клеточные мембраны и концентрированию в клетках-мишенях. Один из таких подходов основан на использовании липидных везикул нанодиапазона, получивших название липосомы, в качестве средства для направленной внутриклеточной транспортировки лекарственных субстанций при этом существенно понижается токсичность препарата (в сравнении со степенью токсичности препарата в обычной форме). [c.10]

Исследователи — физико-химики используют черные углеводородные пленки для изучения устойчивости и других свойств эмульсий, так как модельные пленки отражают практически все свойства жидких слоев, разделяюш их капельки воды в устойчивых обратных эмульсиях, широко распространенных в химической технологии. С позиций молекулярной физики черные углеводородные пленки представляют самостоятельный интерес как удобный инструмент для экспериментальной проверки и дальнейшего развития теорий дальнодействующего молекулярного взаимодействия в тонких слоях жидкостей и как модель жидкокристаллического состояния вещества (смектической фазы). Как модель основного структурного элемента клеточных мембран (бимолекулярного липидного слоя) черные углеводородные пленки приобрели огромную популярность при исследовании разнообразных биофизических и биохимических процесов, протекающих в биологических мембранах и в особенности при изучении индуцированного ионного транспорта. В качестве самостоятельной перспективной области исследования черных углеводородных пленок намечается направление, связанное с возможностью использования пленок и толстых слоев жидкостей, содержащих мембраноактивные ком-плексоны, для создания особого класса ионоселективных электродов. [c.3]

Главные процессы, из которых состоит технология спирта, следующие 1) разваривание зерна и картофеля с водой с целью нарушения клеточной структуры и растворения крахмала, 2) охлаждение разваренной массы и осахаривание крахмала ферментами голода (пророщенного зерна) или культур плесневых грибов, 3) сбраживание сахаров дрожжами в спирт, 4) отгонка спирта из бражки и его ректификация. [c.3]

В книге изложены традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях генной и клеточной инженерии. Рассмотрены прогрессивные методы биотехнологии, такие, как получение рекомбинантной ДНК, трансгенных растений и животных, культивирование клеток и тканей, клонирование, обеспечение сверхпродукгивности объектов. Значительное внимание уделено вопросам использования биотехнологических процессов для решения актуальных социально-экономических проблем — энергетических, сырьевых, медицинских, экологических, сельскохозяйственных. Обобщены главные достижения биотехнологии в современном производстве во многих разделах обсуждаются прогнозы ее развития. [c.3]

Технология рекомбинантных ДНК включает набор как новых методов, так и заимствованных из других дисциплин, в частности из генетики микроорганизмов. Эти методы существенно расширяют возможности генетических исследований. Используя технологию рекомбинантных ДНК, получают даже минорные клеточные белки в больших количествах и проводят тонкие биохимические исследования структуры и функций белков, а также осуществляют детальный химический анализ генетического материала. К наиболее важньпм методам биотехнологии рекомбинантных ДНК следует отнести следующие [c.106]

Для получения интерферона используются клеточные линии лейкоцитов, фибро-бластов, побуждаемые к синтезу и выделению интерферона вирусной инфекцией или такими индукторами, как поли(1 0. DEAE-декстран и GMP-аскорбиновая кислота. Так как в данном процессе выход нужного белка в высшей степени незначителен, особое внимание уделяется генной технологии. Однако в этом случае может образовываться лишь чисто белковый компонент интерфероид. [c.431]

Доля белков, содержащихся в зеленом клеточном соке, непосредственно связана с эффективностью прессования. В этой области наблюдается прогресс, соверщенствуется технология. [c.260]

Среди новых видов материалов, создаваемых ДJ я современной медицины, следует выделить биокомпозиты, соединяющие в одно целое живую и неживую природу. Прогресс в разработке биоматериалов зависит как от уровня технологии, так и от развития таких направлений медицины как физиология, иммунология, клеточная биология и др. [c.172]

В последнее время, кроме биоинертных веществ, в качестве ВВ стали щироко применяться вещества со специфическими качествами, ранее не использовавшимися в технологии готовьн лекарственных средств, нанример корригирующие вкус и занах ПАВы, влияющие на проницаемость клеточных мембран антибактериальные вещества — консерванты ускоряющие всасьгеаемость (например, диметилсульфоксид) про- [c.320]

Капитальные вложения на создание такого завода ожидаются в размере 63 млн долл. Экономический анализ показьшает, что себестоимость этанола составит 42 цент/л, включая 4,5 цент/л на получение и доставку субстрата. Получение фермента — наиболее значительный вклад (38%), за этим идет производство этанола (22%), предобработка (18%), субстрат (11%) и гидролиз (11%). Данная себестоимость существенно выше, чем процесс Галф Ойл (18,5 цент/л), однако, если использовать непрогидролизованный остаток целлюлозы как топливо, а клеточную биомассу как корм или удобрение (по цене 200 долл./т), то себестоимость этанола по данной технологии может снизиться до 32 цент/л. Дальнейшее масштабирование процесса в Армейском центре предполагается осуществить в три этапа. Первый этап — создание пилотного завода мощностью 1-2 т/день, который будет работать 4-6 мес для уточнения данных. Второй этап — строительство демонстрационного завода мощностью 50 т/день и выполнение двухлетней программы его эксплуатации. Третий этап — строительство крупного завода [18]. [c.202]

Виноградные ягоды, а также сусло и вина содержат малоизученные ГМЦ. Они оказывают определенное влияние на качество и технологию произаодства вин. Среди ГМЦ наиболее изучены водорастворимые полисахариды. В их состав входят разнообразные монозы галактоза, глюкоза, манноза, арабиноза, ксилоза, глюкуроновая кислота [59, 60]. В составе клеточных стенок виноградной ягоды найдены арабиногалактан и маннан. Молекулярная масса первого иосле фракционирования колеблется в широком диапазоне — от 7760 до 12 300,второго составляет величину порядка 46 200. Макромолекула этого маннана отличается линейностью строения, состоит из остатков а-О- и р-Д-маннозы. Предиоложено, что основная цепь включает участки, в которых остатки маннозы соединены (1-связями (1—>-3) и (1—>-6), а боковые сформированы. из остатков а-/)-маннозы, соединенных с маниоииранозами основной цепи связью (1— -б). Изучена [59] динамика изменения ГМЦ. в процессе созревания винограда и производства различных вин. [c.113]

Второе издание учебника по биологической химии, как и первое, написано по материалам лекций, которые авторы на протяжении ряда лет читают на биологическом и химическом отделениях факультета естественных наук Новосибирского государственного университета. Хотя с момента вы.хода первого издания прошло не очень много времени, учебник потребовал некоторой доработки в связи с бурным развитием ряда областей биохимии и смежных дисциплин. Достаточно упомянуть такие понятия, как рибозимы — ферменты, построенные из молекул РНК и не содержащие белка, как селекция нуклеиновых кислот in vitro, превратившаяся в могучий инструмент исследования взаимодействий нуклеиновых кислот между собой и с другими лигандами, как интенсивное развитие анти-смысловой технологии в качестве наиболее направленного подхода к борьбе с вирусными и онкологическими заболеваниями, понятие об апаптбзе — запрограммированной клеточной смерти, по-виДимому, являющейся важным путем регуляции клеточных делений и, в частности, предотвращения малигнизации клеток. Без представления этих понятий и ознакомления с новыми революционизирующими исследования методами невозможно полноценное биохимическое образование. [c.6]

В ряде других случаев, наоборот, требуется ускорение процессов пропитывания, например при варке древесины, когда процесс в значительной степени лимитируется скоростью пропитывания ее варочной жидкостью. Этот вопрос играет особую роль в связи с методом высокотемпературной варки сульфитной целлюлозы, предложенным проф. Л. П. Жере-бовым. При этом период заварки исключается, процесс же пропитывания должен быть весьма интенсивным и проводиться всегда в максимально короткий срок при температуре, которая еще не вызывает заметную кислотную конденсацию лигнина. В данном случае технология глубокой пропитки щепы растворами активных реагентов в основном решает успех варочного процесса при высокой температуре. Неоднородность строения древесной ткани и характер локализации лигнина и других спутников целлюлозы в клетках древесины весьма усложняют вопрос о том, в какой мере возможно свести к минимуму неблагоприятное влияние гетерогенности структуры древесины при использовании метода ускоренной варки. С помощью тех способов пропитывания древесины, которые обычно используются на производстве в процессе сульфитной варки, очень трудно быстро подвести все необходимое количество основания и ЗОг к внутренним областям клеточных стенок и к наиболее лигнифицированным первичным оболочкам трахеид. Учет природных факторов выдвигает задачу специального исследования условий предварительного пропитывания, определяющего в значительной степени скорость процесса варки. [c.362]

Научные работы относятся к химии природных соединений. Выделила, установила строение н синтезировала многие природные физиологически активные соединения, изучила зависимость между их структурой и биологической функцией. Синтезировала ряд алкалоидов изохннолинового и ин-дольного рядов. Рассчитала электронную структуру природных порфиринов и установила ее корреляцию с физико-химическими свойствами этих соединений. Синтезировала природные порфирины и их металлические комплексы. Осуществила синтез гемпептидных и ретинилиденпептидных фрагментов природных хромопротеидов. Создала методы синтеза основных классов липидов и их структурных компонентов, входящих в состав головного и спинного мозга и клеточных мембран. Разработала технологию получения витаминов Е и К1 и предшественников простагландинов. [c.183]

Один из основателей молекулярной биологии в СССР. В ходе изучения закономерностей нревраще-ния фосфорных соединений в процессах клеточного обмена веществ обнаружил (1931) связь клеточного дыхания и фосфорилирования. Открыл (1939) аденозинтри-фосфатазпую активность миозина. Объяснил (1949) механизм сопряжения процессов брожения и дыхания (эффект Пастера). Осуществлял систематические исследования по химии и технологии производства витаминов и аденозинтрифосфорной кислоты. Изучает (с 1960) структуру и функции нуклеиновых кислот и ферментов биосинтеза белков. Организовал (1972—1973) исследование по обратной транскрипции — проект Ревертаза . Много внимания уделяет методическим и философским проблемам молекулярной и теоретической биологии. [c.596]

Органические кислоты. Значения pH клубней картофеля составляют 5,6—6,2. Кислотность клеточного сока обусловлена наличием в клубнях значительного количества органических кислот. В клубнях картофеля содержится лимонная, изолимон-ная, яблочная, щавелевая, молочная, пировиноградная, винная, янтарная и некоторые другие кислоты. Особенно много в клубнях лимонной кислоты (до 0,4—0,8%). В настоящее время разработана технология получения чистой лимонной кислоты из картофеля при переработке на крахмал каждой тонны клубней дополнительно получают не менее 1 кг лимонной кислоты. Количество яблочной кислоты составляет обычно несколько десятых долей процента, а других кислот меньше. Содержание органических кислот в картофеле в сильной степени изменяется в зависимости от формы азотных удобрений. При внесении под картофель нитратов количество органических кислот в клубнях обычно значительно выше, чем при удобрении аммиачными формами азота. [c.419]

Значение биоорганической химии не ограничивается ее ролью в познании явления жизни. Знания в области химии высокоэффективных и высокоселективных биологических процессов могут быть использованы для создания новых биохимических производств, для разработки принципиально новых основ химической технологии путем моделирования клеточных пpi)цe oв. [c.504]

Таким образом получается, что именно этими препаратами исчерпывается значение элемента № 16 для сельского хозяйства. Специалистов по минеральным удобрениям сера (ее недостаток или избыток) прежде абсолютно не волновала, хотя давно известно, что этот элемент жизненно важен и для растений, и для высших организмов. Оп входит в состав белков и ферментов, его соединения обнаружили в растительных тканях, в клеточном соке бобовых. Установили, что потребность растений в этом элементе немногим меньше их потребности в фосфоре. Знали, что ещё в XVIII веке одним из соединений этого элемента — веществом очень распространенным и дешевым — удобряли посевы клевера и получали большой урожай. Но лишь в таблице Менделеева этот элемент стоит неподалеку от трех китов агрохимии — N, Р, К, тогда как в агрохимических справочниках он числится во второстепенных. Более того, целые коллективы исследователей и технологов годами трудились, чтобы предельно уменьшить содержание этого элемента в новых удобрениях. Вредным для растений его никто пе объявлял — просто обозвали балластом. [c.259]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология