Федеральное агентство по образованию бийский технологический институт (филиал)

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 19

История развития биотехнологических процессов

III тыс. до Р.Х.	– использование дрожжей для получения хлеба, пива, вина;
1857 г.	– Луи Пастер установил, что микроорганизмы играют ключевую роль в процессах брожения, и показал, что в образовании разных продуктов участвуют разные микроорганизмы;
1865 г.	– Грегор Мендель открыл законы наследственности;
1875 г.	– Роберт Кох разработал метод чистых культур, гарантирую-щий, что в посевном материале будут содержаться только клетки определенного вида;
1925 г.	– Надсон Г.А., Филиппович Г.С. установили возможность искусственного мутагенеза микроорганизмов (грибов) под влиянием рентгеновского облучения;
1940 г.	– Флеминг, Флори, Чейни организовали промышленное производство антибиотиков;
1953 г.	– Джеймс Уотсон и Фредерик Крик открыли структуру ДНК в виде двойной спирали;
1963 г.	– Ниренберг расшифровал генетический код, который оказался одинаковым и для бактерий, и для человека;
1972 г.	– Берг разработал технологию рекомбинантных ДНК;
1977 г.	– Гилберт У., Максам А. опубликовали метод быстрого определения последовательности ДНК;
1980 г.	– Гордон Дж. получил первую трансгенную мышь (был введен ген тимидинкиназы вируса герпеса);
1997 г.	– Вильмут Я. клонировал первое млекопитающее – овцу Долли.
Исследования генома человека:
1977 г.	– секвенирован первый ген человека (ген, кодирующий белок хорионный соматотропин);
1988 г.	– создание международного проекта «Геном человека», поставившего своей целью полное секвенирование ДНК человека, в СССР научный совет по геномной программе возглавил академик А.А. Баев;
1990 г.	– международную организацию «Геном человека» возглавил российский академик А.Д. Мирзабеков;
2004 г.	– британские ученые заявили о клонировании человека;
2005 г.	– полностью расшифрован геном человека.

1.3 Микроорганизмы, используемые в биотехнологических

процессах

Из более чем 100 тыс. известных микроорганизмов в промышленности применяются всего несколько сотен видов, так как промышленный штамм должен отвечать ряду строгих требований:

1) расти на дешевых субстратах;

2) обладать высокой скоростью роста или давать высокий выход продукта за короткое время;

3) проявлять синтетическую активность в сторону желаемого про-дукта; образование побочных продуктов должно быть низким;

4) быть стабильным в отношении продуктивности и к требованиям условий культивирования;

5) быть устойчивым к фаговым и другим типам инфекций;

6) быть безвредным для людей и окружающей среды;

7) желательны термофильные, ацидофильные (или алкофильные) штаммы, поскольку с ними легче поддерживать стерильность в производстве;

8) интерес представляют анаэробные штаммы, так как аэробные создают трудности при культивировании – требуют аэрирования;

9) образуемый продукт должен иметь экономическую ценность и легко выделяться.

На практике применяются штаммы четырех групп микроорганизмов:

– дрожжи;

– мицелиальные грибы (плесени);

– бактерии;

– аскомицеты.

Термин «дрожжи» в строгом смысле не имеет таксономического значения. Это одноклеточные эукариоты, относящиеся к трем классам: Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes.

К аскомицетам относят, прежде всего, Saccharomyces cerevisiae, определенные штаммы которого используются в пивоварении, виноделии, производстве хлеба, этилового спирта.

Аскомицеты Saccharomyces lipolytica деградируют углеводороды нефти и употребляются для получения белковой массы.

Дейтеромицет Candida utilis используют как источник белка и витаминов и выращивают на непищевом сырье: сульфитных щелоках, гидролизатах древесины и жидких углеводородах.

Дейтеромицет Trichosporon cutaneum окисляет многие органические соединения, в том числе токсичные (например, фенол), и используется при переработке стоков.

Мицелиальные грибы используют:

– в получении органических кислот: лимонной (Aspergillus niger), глюконовой (Aspergillus niger), итаконовой (Aspergillus terreus), фурмаровой (Rhizopus chrysogenum);

– в получении антибиотиков (пенициллина и цефаллоспорина);

– в производстве специальных видов сыров: камамбера (Penicillium camamberti), рокфора (Penicillium roqueforti);

– вызывают гидролиз в твёрдых средах: в рисовом крахмале при получении сакэ, в соевых бобах при получении темпеха, мисо.

Полезные бактерии относятся к эубактериям.

Промышленное применение с давних времен имеют молочнокислые бактерии родов Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus.

Уксуснокисные бактерии родов Acetobater, Gluconobacter превращают этанол в уксусную кислоту.

Бактерии рода Bacillus используются для производства вредных для насекомых токсинов, а также для синтеза антибиотиков и аминокислот.

Бактерии рода Corynebacterium используются для производства аминокислот.

Из актиномицетов наиболее представительными являются рода Streptomyces и Micromonospora, используемые в качестве продуцентов антибиотиков. При росте на твердых средах актиномицеты образуют тонкий мицелий с воздушными гифами, которые дифференцируются в цепочки конидиоспор.

В настоящее время с помощью микроорганизмов синтезируют следующие соединения:

– алкалоиды,

– аминокислоты,

– антибиотики,

– антиметаболиты,

– антиоксиданты,

– белки,

– витамины,

– гербициды,

– ингибиторы ферментов,

– инсектициды,

– ионофоры,

– коферменты,

– липиды,

– нуклеиновые кислоты,

– нуклеотиды и нуклеозиды,

– окислители,

– органические кислоты,

– пигменты,

– поверхностно-активные вещества,

– полисахариды,

– противоглистные агенты,

– противоопухолевые агенты,

– растворители,

– ростовые гормоны растений,

– сахара,

– стерины и превращенные вещества,

– факторы транспорта железа,

– фармакологические вещества,

– ферменты,

– эмульгаторы.

2 ПРОИЗВОДСТВО БЕЛКОВ ОДНОКЛЕТОЧНЫХ

ОРГАНИЗМОВ

Blog

Федеральное агентство по образованию бийский технологический институт (филиал)

История развития биотехнологических процессов

1.3 Микроорганизмы, используемые в биотехнологических

процессах