Клеточная биотехнология

Главное, чего добиваются клеточные биотехнологи,— получение комплексно устойчивых генотипов сельскохозяйственных растений. Распространение неустойчивых к вредным организмам и абиотическим факторам среды сортов и гибридов сельскохозяйственных растений может привести к большим потерям урожая. В этой связи лабораторный и полевой контроль за полученными клеточными регенерантами растений является крайне важным, с точки зрения экологической безопасности, при их использовании в производстве. Система государственного испытания и регистрации сортов и гибридов при ее строгом соблюдении позволяет значительно снизить такую опасность. [c.404]

Книга содержит методики проведения исследований и практических работ по цитологии растений, многие из которых используют в клеточной биотехнологии. В четвертом издании (3-е вышло в 1980 г.) дополнены приемы дифференциального окрашивания хромосом, расширена методика флуоресцентной микроскопии, обновлены марки оптических приборов, даны методики изучения грибов, новые способы приготовления препаратов зародышевых мешков и др. [c.2]

Биотехнология. Заметный прогресс в понимании основных принципов, определяющих структуру биомолекул (ДНК, белков) и их функционирование в биологических системах, был достигнут молекулярными биологами и биохимиками. Сейчас создается промышленность, использующая новые биотехнологии, являющиеся результатом успехов генной инженерии - способности контролировать на клеточном уровне химические процессы в организмах. [c.540]

БИОТЕХНОЛОГИЯ — использование культур клеток микроорганизмов, растений и животных в научно-практических целях включает в себя генную и клеточную инженерию. [c.398]

КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ — часть биотехнологии (см ), культивирование изолированных растительных клеток и тканей с научно-практическими целями (в основном — для получения веществ, необходимых техносфере). [c.401]

В технологической схеме БТС осуществляются последовательно процессы подготовки питательного субстрата и среды для культивирования микроорганизмов, собственно процесс ферментации, обеспечивающий получение биомассы или биологически активных продуктов метаболизма клеток, процессы выделения клеток или клеточных компонентов и получения готового продукта микробиологического синтеза. Часть типовых процессов биотехнологии аналогичны по своим рабочим характеристикам и аппаратурному оформлению процессам химических производств, однако во многих случаях особенности физико-химических и биохимических свойств питательных сред и биологически активных веществ определяют характер технологического и аппаратурного оформления биотехнологических схем. Рассмотрим некоторые из них. [c.45]

Достижения Б. широко используются в медицине, с. х-ве (животноводстве, растениеводстве), микробиологии, вирусологии, способствуют становлению новых отраслей науки, напр, генетической инженерии и клеточной инженерии, а также пром-сти, напр, биотехнологии. В совр. обществе высокий уровень развития Б,-необходимое условие научно-технич. прогресса, неотъемлемый элемент общей культуры, материального благосостояния и здоровья человека. [c.292]

Клеточная инженерия — одно из наиболее важных направлений в биотехнологии. Она основана на использовании принципиально нового объекта — изолированной культуры клеток или тканей эукариотических организмов, а также на тотипотентности — уникальном свойстве растительных клеток. Применение этого объекта раскрыло большие возможности в решении глобальных теоретических и практических задач. В области фундаментальных наук стало осуществимым исследование таких сложных проблем, как взаимодействие клеток в тканях, клеточная дифференцировка, морфогенез, реализация тотипотентности клеток, механизмы появления раковых клеток и др. При решении практических задач основное внимание уделяется вопросам селекции, получения значительных количеств биологически ценных метаболитов растительного происхождения, в частности более дешевых лекарств, а также выращивания оздоровленных безвирусных растений, их клонального размножения и др. [c.158]

В последние годы, благодаря быстрому развитию биотехнологии клеточных культур, стало возможным использовать иммобилизованные монослои клеток-мишеней в биотестах — высокочувствительных специфических системах, предназначенных для количественного определения ряда биологически активных веществ. Основные принципы, лежащие в основе метода биотестирования, иллюстрирует рис. 10.1. [c.318]

Многолетний опыт преподавания биологической химии для студентов биотехнологического и фармацевтического факультетов в Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии дал авторам возможность в учебнике, предназначенном для биотехнологов, представить информацию, весьма полезную также для провизоров. Учитывая тот факт, что аминокислоты, белки, ферменты, витамины и гормоны являются целевыми продуктами биотехнологии, разделы, посвященные этим структурам, представлены достаточно подробно и по возможности профилированы по каждой из этих специальностей (главы 2—13). Авторы считали важным ознакомить студентов с такими прикладными аспектами молекулярной биологии, как биохимия иммунитета, клеточная и генетическая инженерия (главы 30—31). В ряд разделов введен материал, который подчеркивает практическое значение биохимии для будущей профессиональной деятельности. [c.3]

Успехи современной биохимии. Биологическая химия изучает различные структуры, свойственные живым организмам, и химические реакции, протекающие на клеточном и организменном уровнях. Основой жизни является совокупность химических реакций, обеспечивающих обмен веществ. Таким образом, биохимию можно считать основным языком всех биологических наук. В настоящее время как биологические структуры, так и обменные процессы, благодаря применению эффективных методов, изучены достаточно хорошо. Многие разделы биохимии в последние годы развивались столь интенсивно, что выросли в самостоятельные научные направления и дисциплины. Прежде всего можно отметить биотехнологию, генную инженерию, биохимическую генетику, экологическую биохимию, квантовую и космическую биохимию и т. д. Велика роль биохимии в понимании сути патологических процессов и молекулярных механизмов действия лекарственных веществ. [c.5]

Среди названных в таблице 31 представителей многие нашли применение в биотехнологии (аэробные и Анаэробные виды), а ряд из них относится к числу перспективных для практического использования (метанобразующие бактерии, клеточные культуры лекарственных растений и животных) [c.275]

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]

Развитие состояний автолиза и анабиоза, также как и состояние активного метаболизма имеет свои закономерности клеточной и (подчеркнем) межклеточной регуляции. Знание этих закономерностей используется для направленной интенсификации процессов в соответствующих биотехнологиях микробного синтеза, получения автолизатов или микробных препаратов. [c.74]

В современной биотехнологии производятся и перерабатываются разнообразные микроорганизмы, являющиеся сырьем для получения ценных продуктов — ферментов, антибиотиков, белковых паст. Как правило, в процессе культивирования получают седиментационно и агрегативно устойчивые дисперсии микроорганизмов, стабильность которых определяется одновременным действием ряда факторов (электрических сил отталкивания, сольватационного и структурно-механических факторов устойчивости). Получение продуктов микробиологического синтеза неизбежно связано с необходимостью концентрирования клеточной суспен- [c.155]

Аэробная переработка стоков —это самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии. Она включает следующие стадии 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности 2) расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами 3) поглощение растворенных веществ клетками 4) рост и эндогенное дыхание 5) высвобождение экскретируемых продуктов 6) выедание первичной популяции организмов вторичными потребителями. В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. Эффективность переработки пропорциональна количеству биомассы и времени контактирования ее с отходами. [c.249]

Клеточная биотехнология, основанная на уникальном свойстве клеток— их тотипотентности, способности к регенерации целого организма, а также продуцированию ими важнейших соединений вторичного синтеза, обеспечила ускоренное получение новых ценных форм и линий сельскохозяйственных растений, используемых в селекции на устойчивость, продуктивность и качество размножение ценных генотипов оздоровление растений от вирусов и вироидов получение биологически активных препаратов пищевого, кормового и медицинского назначения. В этой области также возникло много трудностей, главными из которых являются недостаточная частота регенерации клеток.и нарушение нормального онтогенеза организмов, узкий спектр самоклонапьных вариаций, слабая экспрессия генов, контролирующих важнейшие хозяйственно-ценные признаки организмов и вторичный метаболизм веществ. [c.16]

Клеточная биотехнология базируется на способности клеток к существовании и размножении in vitro, их тотипотентности и регенерации. Метод культивирования изолированных тканей на искусственных питательных средах в стерильных условиях (in vitro) используют в биотехнологии для сохранения и размножения ценных генотипов, эмбриогенезе, оздоровлении посадочного материала и т. д. [c.77]

Существующие методы субкультивирования изолированных клеток в условиях in vitro, позволяют использовать их как для фундаментальных исследований, так и для практического применения. Особый интерес представляет способность изолированных клеток, тканей и органов синтезировать вещества вторичного метаболизма, которые широко используются в медицине, защите растений, ветеринарии, кормопроизводстве, пищевой промышленности, парфюмерии и др. Такой интерес исследователей к этому направлению работ неслучаен, так как клеточная биотехнология для получения физиологически активных веществ имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием традиционного растительного сырья 1) получение биомассы клеток не зависит от сезона, климатических и почвенных условий 2) возможность оптимизировать условия культивирования суспензии клеток, позволяющих синтезировать в нео б-ходимом количестве нужные вещества 3) автоматизация процесса. [c.103]

М, б. имеет болыпое практич. значение как теоретич. основа южных разделов медицины (вирусологии, иммунологии, 0НКОЛО1ИИ и др.), с. х-ва (направленное и контролируемое изменение наследств, аппарата животных и растений для по. гучения высокопродуктивных пород и сортов) и совр. биотехнологии (генная инженерия, клеточная инженерия и т. п.). [c.347]

Г-н. стала основой развития молекулярной генетики. Благодаря возможности клонирования чужеродных генов в бактериях, животных и растит, клетках (выделеньг клоны мн. генов рибосомной РНК, гистонов, интерферона и гормонов человека и животных и т. п.), Г. и. имеет прикладное значение. Она составляет, наряду с клеточной инженерией, основу совр. биотехнологии. С помощью методов Г. и. получены мн. иовые, иногда неожиданные данные, открыто, напр., мозаичное строение генов у высших организмов, изучены транспозоны бактерий и мобильные диспергированные элементы высших организмов, открыты онкогены и т.п. (см. Мигрирующие генетические элементы). [c.518]

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]

При получении ряда аминокислот химико-ферментативными способами используют энзимы, принадлежащие к разным классам. Эти процессы могут бьггь как одностадийными (конверсии), так и многостадийными. Источником ферментов для большинства процессов служат энзимы микроорганизмов — как индивидуальные, так и их природные смеси, содержащиеся в интактных (не растущих), высушенных и лизированных клетках, клеточных экстрактах и, наконец, в препаратах иммобилизованных клеток и ферментов. Использование иммобилизованных ферментов в биотехнологии будет рассмотрено в гл. 4. [c.51]

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]

Клеточные суспензии играют значительную роль в биотехнологии. Они могут бьггь использованы для получения изолированных протопластов, которые применяют для клеточной селекции, при введении чужеродных ДНК и других процессах. Клеточные суспензии культивируют в больших количествах для получения вторичных метаболитов, выявления новых веществ, для выращивания клеточной биомассы. Однако увеличение клеточной биомассы в результате деления клеток и синтез вторичных метаболитов разобщены во времени. Поэтому необходимо хорошо знать физиологию, свойства клеток в суспензионных культурах, чтобы получить максимальный выход продукта. Состояние клеточных суспензий характеризуется плотностью клеточной популяции. За 14—16 дней (средняя длительность пассажа) плотность обычно повышается от 5- Ю до 5-10 кл/мл. Качество суспензии определяется степенью агреги-рованности. Агрегаты должны содержать не более 10 — 12 клеток. [c.167]

Весть о клонировании генов, осуществленном Коэном и Бойером, облетела весь мир. Многие исследователи немедленно оценили все преимущества этой стратегии и создали огромное количество методик, следуя которым, можно было с высокой эффективностью и относительно просто идентифицировать, выделять, охарактеризовы-вать и использовать гены. Эти технологические разработки внесли значительный вклад в развитие практически всех биологических дисциплин, включая науку о поведении животных, биологию развития, молекулярную эволюцию, клеточную биологию и генетику человека, однако наиболее глубокие изменения произошли в области биотехнологии. [c.16]

Часто некоторые клетки перевиваемых первичных клеточных культур претерпевают генетические изменения, в результате которых ускоряется их рост. Культуры клеток, которые при этом приобретают селективные преимущества, оказываются способными к неофаниченному росту in vitro и называются устойчивыми клеточными линиями. Одни клеточные линии сохраняют основные биохимические свойства исходных клеток, другие нет. У больщинства клеток, способных к неофаниченному росту, имеются значительные хромосомные изменения, в частности отмечается увеличение числа одних хромосом и потеря других. В молекулярной биотехнологии устойчивые клеточные линии иногда используют для размножения вирусов и для выявления белков, которые кодируются клонированными последовательностями ДНК. Кроме того, они применяются для крупномасиггабного производства вакцин и рекомбинантных белков. [c.28]

Какие же основные цели и задачи стоят перед биотехнологами Во-первых, подд,ержание и активация путей обмена клеток, ведущих к накоплению целевых продуктов при заметном подавлении других реакций обмена у культивируемого организма, во-вторых, получение клеток или их составных частей (преимущественно — ферментов) для направленного изменения сложных молекул (например, рестриктазы, изомеразы и т д), в-третьих, углубление и совершенствование рДНК-биотехнологии и клеточной инженерии на предмет получения особо ценных результатов в фундаментальных и прикладных разработках, в-четвертых, создание безотходных и экологически безопасных биотехнологических процессов, в-пятых, совершенствование и оптимизация аппаратурного оформления биотехнологических процессов с целью достижения максимальных выходов ксжечных продуктов при культивировании естественных видов с измененной наследственностью методами клеточной и генной инженерии, в-шестых, повышение техникоэкономических показателей биотехнологических процессов по сравнению с существующими [c.21]

Однако даже в случае реализации генно-инженерных разработок измененная наследственная информация на уровне молекул инкорпорируется затем в клетках, с которыми и приходится иметь дело в биотехнологическом процессе Из этого можно вывести представление об уровнях биотехнологии клеточном и молекулярном Тот и другой определяются биообъектами В первом случае дело имеют с клетками, например, актиномицетов при получении антибиотиков, микромицетов при получении лимонной кислоты, животных при изготовлении вирусных вакцин, человека при изготовлении интерферона Во втором случае дело имеют с молекулами, например, с нуклеиновыми кислотами в так называемой"ре-комбинантной ДНК-биотехнологии" (рДНК-биотехнология), базирующейся на генной инженерии и составляющей сущность предмета "Молекулярная биотехнология", или на использовании отдельных ферментов (ферментных систем), например, протеаз в моющих средствах, липаз для модификации вкуса молочных продуктов и т д Однако необходимо помнить, что в начальной или конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный Так, ферменты продуцируются клетками, а при генно-инженерных разработках реципиентом новой генетической информации становится также клетка [c.42]

Некоторые функциональные особенности клеток и клеточных систем Биотехнология базируется на практической реализации метаболической активности клеток, выделенных из природных субстратов или экспериментально созданных в лабораторных условиях В зависимости от целевого продзгк-та, получаемого при реализации биотехнологического процесса, поддерживают соответствующий уровень метаболической активности биообъекта Если речь идет о каком-либо метаболите, тогда задают такие параметры культивирования, которые обеспечивают максимальный выход данного вещества Если же конечным продзгктом является биомасса клеток [c.138]

Амплификация — это образование дополнительных копий хромосомных последовательностей Обычно в биотехнологии применяют малые плазмиды длиной около 3 мкм в разомкнутом состоянии Такие плазмиды не передаются при конъюгации, например, прокариотических клеток Эти плазмиды называют нетрансмиссибельными Однако они могут быть переданы методом трансформации В результате амплификации на одну клетку нередко приходится 10-30 копий нетрансмиссибель-ных плазмид, что существенно повышает клеточную продуктивность применительно к целевому продукту (белку) Схематично амплификация представлена на рис 70 [c.203]

Владея техникой клеточно-инженерного эксперимента, можно искусственно получать гомо-, гетеро- и синкариотические особи. Это нашло воплощение, например, в иммунобиотехнологии. Иммунобиотехнология является составной частью биотехнологии и связана с получением и производством иммунопрепаратов, обладающих свойствами антигенов или антител. Теоретической базой ее является учение об иммунитете, практической базой — иммунная система макроорганизма. [c.563]

Рассмотрены коллоидно-химические основы концентрирования клеточных суспензий с использованием высокомолекулярных флоку-лянтов - как синтетических, так и природного происхождения. Дана сравнителы1ая характеристика различных методов концентрирования биологических суспензий. Приведены сведения о флокулянтах, применении их в биотехнологии, для очистки сточных вод микробиологических производств. [c.2]

Фильтрационные методы концентрирования, основанные на отделении твердых частиц от культуральной жидкости слоем фильтрующиего материала, издавна широко используются в микробиологической промышленности. Ряд положительных отличий фильтрационных процессов разделения от центрифужных обуславливают их широкое практическое использование в биотехнологии. Среди них возможность проведения процесса в мягких, щадящих , условиях, предотвращающих повреждение клеточного материала возможность промывки и дополнительного уплотнения осадка меньшая зависимость эффективности работы от концентрации биологической суспензии. [c.33]