Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
40
Глава 12
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Например инсулин, гормон роста человека, соматотропин, устойчивость к пестицидам, устойчивость к гербицидам, трансгенные животные, трансгенные растения, переработка нефти, вакцины и т. д.
ФЕРМЕНТЕРЫ
• Создание и использование ферментеров и другого производственного оборудования
ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ И НАПИТКИ | (новые и традиционные)
• Белок одноклеточных
• Молочные продукты
• Пекарное производство
• Производство пива
РАЗРАБОТКА НЕДР • Получение металлов методом биовыщелачивания
ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ
• Бумажные отходы
• Нефтяные разливы
• Нефтяные отходы
• Обработка сточных вод
• Отходы горных разработок
• Домашний мусор
• Токсичные отходы
• Сельскохозяйственные отходы
I ФЕРМЕНТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
• Биологические стиральные порошки
• Пектиназы в фруктовых соках
• Сычуг
• Биосенсоры I • Многое другое
МЕДИКАМЕНТЫ
. Гормоны, например инсулин
соматотропин,
гормон роста человека
• Лекарства •Антибиотики,
например пенициллин
• Моноклональные антитела
• Вакцины
ТОПЛИВО
• Биогаз (метан
• Газохол (смесь этанола и бензина)
ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
• Этиловый спирт
• Ацетон
• Бутиловый спирт
• Полимеры
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
• Устойчивые к пестицидам сорта, созданные с помощью генной инженерии
• Устойчивые к гербицидам сорта, созданные с помощью генной инженерии
• Трансгенные животные
• Трансгенные растения
• Силос
• Азотфиксация
• Клонирование растений из культуры ткани
Рис. 12.1. Возможности использования биотехнологии. Представленная классификация условна, различные направления могут перекрываться. Важным методом биотехнологии является генная инженерия. Ее применяют, если нужно «улучшить» микроорганизмы, растения или животных. Роль генной инженерии существенно возрастет в XXIe.
В данной главе мы рассмотрим основные принципы широкомасштабного микробиологического производсва и остановимся на некоторых примерах. Новые технологии будут изменять наше общество, так же как в свое время из-
менили его старые. По мере их появления будут возникать спорные вопросы, как социальные, так и этические: некоторые из них обсуждаются в конце гл. 25 в разделе, касающемся проблем прикладной генетики.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
12.1. Потребности для роста
Впервые ученые попробовали выращивать бактерии и грибы в контролируемых условиях в середине девятнадцатого века. Основоположниками работ с бактериями были Луи Пастер — в Париже и Роберт Кох — в Берлине. Ученые прекрасно понимали, насколько важно уметь выращивать чистые культуры изучаемых организмов. Для этого требовалось разработать методы, с помощью которых различные микроорганизмы можно было бы отделять друг от друга. Для выращивания некоторых микроорганизмов, в особенности тех, которые вызывают болезни и ведут паразитический образ жизни, нужны сложные питательные среды, тогда как потребности других микроорганизмов относительно просты.
12.1.1. Необходимые
питательные вещества
Для роста, поддержания жизнедеятельности и размножения требуются самые разные вещества. Кроме того, нужен источник энергии. Для выращивания микроорганизмов используют так называемую питательную среду, обогащенную питательными веществами. Любая питательная среда должна содержать:
1. Источник углерода. Большинство бактерий, все грибы и простейшие являются гетеротрофами, т. е. они нуждаются в органическом источнике углерода (см. разд. 2.5.4 и табл. 2.3). Обычно таким источником являются глюкоза или соль органической кислоты, например ацетат натрия. Однако в целом бактерии могут использовать в качестве источника углерода широкий спектр органических веществ, включая жирные кислоты, спирты, белки, углеводы и метан. Некоторые почвенные бактерии и грибы, а также ряд бактерий, живущих в кишечнике травоядных (например, жвачных) животных, могут усваивать целлюлозу и используют ее в качестве источника углерода. Все болезнетворные бактерии являются гетеротрофами.
Водоросли и некоторые бактерии, например цианобактерии (сине-зеленые водоросли), являются автотрофами, т. е. источником углерода для них является ди-
_Микробиология и биотехнология 41
оксид углерода. Водоросли относятся к фотосинтезирующим организмам, тогда как среди бактерий встречаются как фо-тосинтезирующие, так и хемосинте-зирующие (табл. 2.3).
2. Источник азота может быть органического происхождения, к примеру аминокислоты, пептиды и белки, или неорганического, например соли аммония или нитраты. Аминокислоты обычно добавляют в виде растворов частично переваренных белков, так называемых пептонов.
3. Факторы роста, или витамины, иногда необходимы для выращивания микроорганизмов. Факторы роста равнозначны витаминам, которые необходимы животным, и многие из них действительно являются витаминами. Это органические вещества, которые важны для роста и требуются в очень небольших количествах. К ним относятся некоторые витамины группы В (тиамин, или Bi; рибофлавин, или B2; ниацин, или B3 и Вб), а также фолиевая кислота и парааминобензойная кислота. Для нормального роста требуются лишь следовые количества витаминов. Кроме того, могут потребоваться и другие органические вещества, такие как пурины и пиримидины.
