Макробиообъекты животного происхождения. Биообъекты растительного происхождения. Биообъекты - микроорганизмы. Биообъекты - макромолекулы с ферментативной активностью.

Макробиообъекты животного происхождения: Человек как донор и объект иммунизации Млекопитающие, рептилии, птицы, рыбы, насекомые, членистоногие, морские беспозвоночные Биообъекты растительного происхождения: Растения (дикорастущие и плантационное культивируемые) Водоросли Культуры растительных клеток и тканей Биообъекты – Микроорганизмы: Эукариоты (простейшие, грибы, дрожжи) Прокариоты(актиномицеты, эубактерии) Вирусы. Биообъекты – макромолекулы с ферментативной активностью: Промышленные катализаторы на основе индивидуальных ферментов и мульти ферментных комплексов

Грибы Грибы нашли в биотехнологии широкое и разнообразное применение. В первую очередь это продуценты антибиотиков – актиномицеты (Streptomyces, Micromonospora) и пенициллы.

Источниками пищевого белка могут быть биомасса грибов. Многие исследователи считают, что в будущем выращивание мицелия макромицетов обеспечит решение проблемы белка в масштабах всей планеты. Дрожжи давно заняли свою нишу в пищевой промышленности. Это производство спиртных напитков и хлеба (Saccharomyces cerevisiae), пищевой белок (Saccharomycopsis lipolytica). Также немыслима пищевая промышленность и без плесневых грибов. Сыры с плесенью. Плесневые грибы сбраживают сою, рис, солод, пшеницу, производя соевый соус (Aspergillus oryzae), саке, ферментированные бобы. Получают из них и органические кислоты, и промышленные ферменты (амилаза, пектиназа).

Простейшие Простейшие пришли в биотехнологию недавно. Сначала их использовали только для очистки сточных вод. Затем стали выращивать на кормовой белок. И лишь в последнее время в них увидели источник биологически активных веществ. Так, возбудитель южноамериканского трипаносомоза - Trypanosoma стала продуцентом противоопухолевого средства трипанозы (круцина). Из жгутиконосца Astasia longa получили противоинфекционный препарат астализид и стимулятор иммунной системы парамилон. Эвглениды также производят парамилон, а еще глюканы для медицинской, пищевой и текстильной промышленности.

Вирусы В настоящее время существует такой способ лечения заболеваний, как генная терапия. Для этого в клетки больного надо доставить определенные гены, которые исправляют генетические нарушения. Вирусы могут проникать в клетку и внедрять в нее чужеродный генетический материал. Такие вирусы называются векторами.

Растения В биотехнологии используют как одноклеточные, так и многоклеточные растения. Из одноклеточных особенно удобны для выращивания сине-зеленые водоросли: хлорелла, спирулина, анабена. Применяют их обычно как источник белка для людей и животных. Кроме того, водоросль анабена в симбиозе с водным папоротником азоллой способна накапливать азот. Поэтому анабену- азолу выращивают в качестве азотного удобрения на рисовых полях. Многоклеточные растения выращивают в виде культур клеток, например суспензионных культур, а также протопластов. Также с помощью растительных гормонов можно получить каллус – неорганизованную массу делящихся клеток. Каллус используют для промышленного производства растений.

Водоросли Водоросли широко используются в сельском хозяйстве. Это и кормовой белок, и витаминные добавки к кормам для коров и птицы, и удобрения. В качестве кормовых добавок особенно перспективны хлорелла и сценедесмус. Зеленая водоросль сценедесмум нашла применение также в медицине и косметике – как источник белковых гидролизатов. Из другой одноклеточной водоросли – дуналиелла – получают глицерол и бета- каротин. Загустители и гелеобразователи добывают из красных и бурых водорослей. Это не только широко известный агар и его производные, но и каррагенаны и альгинаты. В пищевой промышленности водоросли ценятся не только как источник белка, но и маннита – шестиатомного спирта, получаемого из бурых водорослей. Маннит востребован также в фармацевтике и производстве бумаги. Еще одно перспективное направление – получение из бурых водорослей биогаза. Выращивание спирулины

Животные Ткани животных также можно выращивать в виде культуры клеток. Расщепляют их на отдельные клетки протеолитическими ферментами. Помещенные в питательную среду, клетки начинают делиться и образуют клеточный монослой. Культура клеток, способная к неограниченному росту in vitro, называется устойчивой клеточной линией. Она может расти и делиться в течение поколений. Эти искусственно выращенные клетки сохраняют некоторые свойства исходной ткани. Поэтому их можно использовать как для исследований (изучать свойства тканей, их взаимодействие с вирусами), но и в промышленности – для производства вакцин и рекомбинантных белков.

Бактерии Существует три направления использования бактерий в биотехнологии: источники генов, продуценты полезных веществ и объекты исследования. Объекты исследования Самый распространенный объект научных исследований – кишечная палочка Escherichia coli. Это один из наиболее изученных организмов. Она размножается простым делением и нетребовательна к средам: для роста ей достаточно микроэлементов и глюкозы. Среди эукариот таким же «подопытным кроликом» являются дрожжи Saccharomyces cerevisiae. На них изучают всех эукариот, в том числе человека. Источники генов Из бактерий-термофилов получают гены, кодирующие термостабильные ферменты. Это ферменты, устойчивые к высоким температурам, ценные для научных исследований и промышленности. Например, термостабильная ДНК-полимераза используется в полимеразой цепной реакции (ПЦР). С помощью бактерий создают геномные клонотеки. Агробактерии используются для введения генов в растительные клетки. Thermus aquaticus

Преобразование веществ Органические кислоты и спирты: уксуснокислые бактерии Gluconobacter и Acetobacter – уксусная кислота, молочнокислые бактерии Leuconostoc, Streptococcus и Lactobacillus – молочная кислота, этанол. Микробные инсектициды: Bacillus thuringiensis. Белок: бактерии Methylomonas и азотфиксирующие цианобактерии – восток, анабена, спирулина, триходесмиум. Витамины: Clostridium – рибофлавин. Растворители: Clostridium acetobutylicum - ацетон, этанол, изопропанол и n-бутанол. Аминокислоты: Corynebacterium glutamicum – лизин. Acetobacteraceae

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.