WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 48 |

«БИОТЕХНОЛОГИЯ Астана - 2011 УДК 663.1 БКК 30.16 А 51 Д.б.н., проф. Абиев С.А. Рецензенты : д.б.н., проф. Бисенова Н.М. Д 51 Биотехнология. К.Х. Алмагэмбетов.-Астана, ...»

-- [ Страница 1 ] --

АЛМАГАМБЕТОВ K.X.

БИОТЕХНОЛОГИЯ

Астана - 2011

УДК 663.1

БКК 30.16

А 51

Д.б.н., проф. Абиев С.А.

Рецензенты :

д.б.н., проф. Бисенова Н.М.

Д 51 Биотехнология. К.Х. Алмагэмбетов.-Астана, 2011.*270 с.

ISBN 978-601-06-1438-3

В книге изложены материалы по современным биомедицинским

технологиям, применяемым в клинике. Это ДНК-технологии, клеточны е технологии, рекомбинантные белки, технологические процессы и оборудование.

Рекомендуется в качестве дополнительного учебного материала по медицинской биотехнологии.

удК 663.1 ббк 30. /у © Алмагамбетов м 4-’ ^ © Республиканская коллекция микроорганизмо

ВВЕДЕНИЕ

Биологические технологии все более глубоко проникают в разные области человеческой деятельности, связанные с экономическим и социальным развитием общества. Начиналось биотехнологическое производство с промышленного микробиологического синтеза (про­ изводство антибиотиков, ферментов, аминокислот, витаминов и др.) и фарминдустрии лекарственных растений (от настоев и экстрактов до очищенных субстанций лекарственных растений). В этот период био­ технология как прикладная наука, как бизнес-технология была более освоена и востребована в агропромышленном комплексе, сельском хозяйстве, животноводстве и в решении проблем экологического харак­ тера. В настоящее время биотехнология, оснащенная методами моле­ кулярной биологии и генной инженерии широко шагнула в медицину (гено- и клеточная терапия, применение стволовых клеток, медицински значимые рекомбинантные белки - гормоны и цитокины, химерные и мини-антитела).

Медицинская биотехнология - это дисциплина, раскрывающая роль биологических объектов в разработке и использовании техноло­ гий диагностики, лечения и профилактики заболеваний, а также мони­ торинга и поддержания качества здоровья человека. В историческом аспекте медицинскую биотехнологию возможно подразделить на классическую и современную; подобное деление основано на приме­ нении в медицинской практике уже устоявшихся, ставших рутинными и современных, порой только внедряемых в клиническую практику биомедицинских технологий. В биомедицинских технологиях, как и в общей биотехнологии используются три биообъекта —растительные и животные организмы и клетки, микроорганизмы.

Лекарства растительного происхождения являются основой тра­ диционной медицины. Галеновые препараты, получаемые настаива­ нием и экстрагированием органическими растворителями имеют мно­ говековую историю в лечебной практике. Это классика применения лекарств растительного происхождения в медицине. Современные фитопрепараты и индивидуальные биологически активные соедине­ ния растительного происхождения получают, используя специальное технологическое оборудование для поэтапной тонкой очистки и стабилизации целевого продукта.

Столь же длительна история применения в лечебной практике суспензии тканевых клеток, органопрепаратов с целью замещения и стимуляции функций клеток и тканей организма. В гематологической практике широко используются технологии по заготовке и перелива­ нию крови и ее компонентов (эритроцитарной массы, плазмы и др.), трансплантации костного мозга. Современные биологические техно­ логии с использованием животных клеток и тканей, стволовых клеток человека лежат в основе тканевой инженерии и клеточной терапии.

Получены трансгенные животные, продуцирующие человеческие тера­ певтические белки.

С середины прошлого столетия, благодаря развитию микробио­ логической промышленности активно стали применяться с целью лечения и профилактики биопрепараты микробного происхождения.

Это производство вакцин, диагностикумов, пробиотиков, антибиоти­ ков, ферментов, аминокислот, витаминов, основанное на традицион­ ном биотехнологическом процессе, с использованием биореакторов, сепараторов, колоночной хроматографии и др.

Технологии рекомбинантной ДНК позволили при помощи генети­ чески модифицированных микроорганизмов получать человеческие гормоны и цитокины (инсулин, интерфероны, интерлейкины и др.), раз­ рабатывать ДНК-вакцины.

В лечение и диагностику онкозаболеваний и моногенной наслед­ ственной патологии внедряются технологии, основанные на исполь­ зовании наночастиц и биочипов.

Достижения в области геномики и протеомики позволяют при помощи современных биотехнологий проводить мониторинг и поддер­ живать здоровье, качество жизни человека. Это генетическая паспор­ тизация и генодиагностика, позволяющие прогнозировать и предупре­ ждать предрасположенность к наследственной и иной патологии; фар­ макогеномика, позволяющая повысить эффективность, индивидуали­ зировать лекарственную терапию пациента.

Медицинская биотехнология междисциплинарна, базируется она на фундаментальных и прикладных знаниях в области биологических наук и на инженерно-технологических разработках.

Если классическая биотехнология (микробиологический син­ тез, фармтехнологии) является предметом обучения на медико­ биологическом и фармфакультетах медицинских вузов, то современ­ ная биотехнология, как образовательная дисциплина востребована и на общемедицинском факультете. В лечебной практике востребо­ ваны технология получения и применения стволовых клеток, клеточ­ ная терапия и тканевая инженерия, генотерапия и генодиагностика, биопрепараты на основе рекомбинантных белков и пептидов (гормоны и цитокины), тест-системы на основе одноцепочечных и гуманизиро­ ванных антител. Именно современные биомедицинские технологии способствуют более эффективной диагностике, лечению и профилак­ тике особо актуальных заболеваний наследственного, опухолевого и инфекционного генеза, тяжелой соматической патологии.



I. ЖИВЫЕ ОБЪЕКТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В

БИОМЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЯХ

К биологическим объектам, используемым в биомедицинских тех­ нологиях относятся микроорганизмы, клетки и ткани растительного и животного происхождения, их структурные компоненты и метаболиты.

Микроорганизмы применяются в биопроизводстве как продуценты антибиотиков, аминокислот, ферментов, витаминов, рекомбинантных белков; из них изготавливаются вакцины и пробиотики; они использу­ ются как биокомпоненты при разработке диагностических тест-систем (биочипы, ПЦР, ИФА).

Клетки и ткани лекарственных растений, наряду с приготовле­ нием настоек и экстрактов, используются как продуценты биологиче­ ски активных веществ лечебно-профилактического действия, терапев­ тических белков и съедобных вакцин.

Клетки и ткани животного происхождения давно известны в меди­ цине в качестве органопрепаратов и биостимуляторов. Стволовые клетки человека применяются в клеточной терапии и тканевой инже­ нерии. Половые клетки востребованы в технологии экстракорпораль­ ного оплодотворения. Гибридомные клетки хорошо известны как про­ дуценты моноклональных антител, применяемых в диагностики и терапии.

ДНК человека в современной медицине используется как лечеб­ ная вакцина при онко- и иммунопатологии, в генотерапии наследствен­ ных и иных заболеваний.

Микроорганизмы - продуценты медицинских биопрепаратов, основа вакцин и пробиотиков Во второй половине XIX века развитие общей микробиологии (микробиота почвы, роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе и др.), затем медицинской (необходимость выделения и изу­ чения микроорганизмов, вызывающих инфекционные болезни), при­ вело к созданию методов выделения, культивирования, изучения био­ логических свойств и хранения микроорганизмов in vitro. Благодаря этим технологиям, а позже методам молекулярной биологии и ген­ ной инженерии началась разработка промышленных микроорганиз­ мов, используемых в производстве биопрепаратов, в том числе меди­ цинского назначения. Широкое использование микроорганизмов в раз­ личных отраслях биотехнологии основано на процессах биосинтеза (производство биопрепаратов) и брожения (кисло-молочное и спиртовое производство), способности к быстрому росту и размножению как в аэробных, так и в анаэробных условиях, на многообразие метаболи­ ческих путей. Благодаря высокой ферментативной активности они спо­ собны как расщеплять различные органические вещества и ксеноби­ отики, так и синтезировать из неорганических веществ органические соединения. Они легче адаптируются к технологии культивирования в биореакторах, гораздо быстрее нарабатывается их биомасса, методи­ чески проще выделение из микробных клеток вторичных метаболитов в сравнении с растительными и животными клетками.

В биомедицинских технологиях промышленные микроорганизмы востребованы в качестве вакцин и пробиотиков, являются продуцен­ тами антибиотиков, витаминов, ферментов и аминокислот. Разработаны и используются в производстве генно-модифицированные штаммы, продуцирующие рекомбинантные белки человека.

Микроорганизмы - продуценты ферментов Различные группы микроорганизмов (бактерии, грибы, дрожжи и актиномицеты) способны синтезировать ферменты, подразделяемые по химическому строению на 6 классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лигазы или синтетазы, лиазы и изомеразы. В лечеб­ ной практике чаще применяются гидролазы, обладающие высокой протеолитической активностью.

Продуценты протеолитических ферментов обнаружены среди самых различных групп микроорганизмов: бактерии родов - Bacillus, Micrococcus, Pseudomonas; микромицеты - Aspergillus, Rhizopus, Penicillium', актиномицеты - Streptomyces и Actinomyces. Так, Asp.

terricola - продуцент тромболитической протеиназы. Подобной актив­ ностью характеризуется стрептокиназа, продуцируемая Streptococcus hemoliticus. Некоторые микроорганизмы продуцируют несколько протеиназ (карбоксипептидазы и сериновые протеиназы, гидролизующие казеин, эластин, обладающие трипсиновой и химотрипсиновой актив­ ностями).

Ферменты микробного происхождения, особенно амилазы наи­ более широко применяются в пищевой отрасли. Продуценты амилаз:

мицелиальные грибы родов Aspergillius (Asp.niger, Asp.orizae, Asp.

Awamori), Rhizopus (Rh.niveus, Rh.japonicum), Neurospora и Mucor; дрожжи и дрожжеподобные грибы родов Saccharomyces, Candida, Endomycopsis и Endomyces; бактерии рода Bacillus (Bac.subtilis, Bac.diastaticus, Вас.

mesentericus, Bac.polymyxa) и др.

Разработаны генно-модифицированные микроорганизмыпродуценты пищеварительных ферментов. Например, рекомбинант­ ные штаммы Escherichia coli, Kluyveromyces lactis и Aspergillus awamori продуцируют фермент химозин животного происхождения.

Микроорганизмы - продуценты антибиотиков К самой большой группе препаратов, получаемых путем микро­ биологического синтеза (наряду с полусинтетическими и синтетиче­ скими препаратами), относятся антибиотики. По разнообразию и пока­ заниям к применению они занимают ведущее место среди фармпрепа­ ратов. К основным группам микроорганизмов-продуцентов антибио­ тиков относятся:

- грибы - Penicillium chrysogenum и Aeromonium (Cephalosporinum) chrysogenum - пенициллины и цефалоспорины;

- актиномицеты - Streptomyces spp. и Micromonospora spp. - проду­ центы большинства применяемых антибиотиков (стрептомицин, тетра­ циклин, неомицин и др.). Только один вид Streptomyces griseus проду­ цирует около 50 различных антибиотиков;

- бактерии - Bacillus polymixae, В.brevis, B.subtilis, Streptococcus lactis и др. (полимиксин В, грамицидин С, субтилин, низин и др.).

Микроорганизмы - продуценты витаминов Витамины микробного и растительного происхождения широко при­ меняются в медицинской практике. Это витамины: В12 - антианемический, А - антисклерофтальмический, В1 - антиневротический, В2 - вита­ мин роста, В6 - антидерматический, С- иммуностимулирующий, Д - антирахитический, Е - антиоксидантный, К - антигеморрагический.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 48 |
 



Похожие работы:

«УДК 002.001, 664.002.3 АКТУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТУДЕНТОВ И АСПИРАНТОВ В ОБЛАСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Материалы XLI научной конференции – конкурса научных докладов Студенческая весна – 2011 20 апреля 2011 года г. Хабаровск Сборник статей Хабаровск, 2011 Актуальные исследования студентов и аспирантов в области естественных и технических наук : Материалы XLI научной конференции – конкурса научных докладов Студенческая весна – 2011, 20 апреля, 2011 / ХГАЭП – Хабаровск, 2011. – 95 с..:...»

«РУКОВОДСТВО по проведению биологической очистки почвы,   загрязненной нефтепродуктами,   в Арктических условиях   ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. 1 Назначение и область применения.. 3 2 Общие положения.. 3 3 Выбор способа биологической рекультивации нефтезагрязненных почв с применением биопрепаратов.. 4 4 Наиболее значимые компоненты экосистем и их чувствительность к нефтяным загрязнениям.. 5 5 Планирование и конструктивные требовании к площадке под полигон. Оборудование полигона.. 5 6 Технология применения...»

«Н. М. Ковблюк, О. В. Кукушкин, В. А. Гнелица, А. А. Надольный КРАТКИЙ АТЛАС ПАУКОВ (ARACHNIDA, ARANEI) КАРАДАГСКОГО ПРИРОДНОГО ЗАПОВЕДНИКА Симферополь 2008 УДК 595.44 (477.75) Печатается по решению Научно-технического совета ББК 28 Карадагского природного заповедника НАН Украины К 56 (протокол № 9 от 30 сентября 2008 г.) Рецензенты: С.Л. Есюнин, доктор биологических наук, профессор кафедры Зоологии беспозвоночных и водной экологии Пермского государственного университета (Пермь, Россия) Ю.М....»

«БЮЛЛЕТЕНЬ № 7 по вопросам воздухоохранной деятельности (I квартал 2009 г) г. Санкт-Петербург 2009 г Содержание I. Новые нормативные и методические документы в области воздухоохранной деятельности.2 II. Отчеты о семинарах, конференциях и международных мероприятиях III. Ответы специалистов ФГУП “НИИ Атмосфера” на вопросы в области воздухоохраной деятельности IV. Информация о предстоящих мероприятиях.20 1 I. Новые нормативные и методические документы в области воздухоохранной деятельности В I...»

«Scan, OCR, spellcheck, создание документа — TaKir, 2009 http://epaper.ru.googlepages.com/home Окунцов Л.П. Думает ли собака? (путешествие по этологии, общая дрессировка в домашних условиях).: Симбирская книга; Ульяновск; 1999 Аннотация Книга кандидата биологических наук, доктора ветеринарных наук, профессора Окунцова Людвига Пахомовича о моральной ответственности человека перед четвероногими друзьями, собаками, которых приручили, воспитываем, подчас любим, но не всегда относимся одинаково. В...»

«Федеральное государственное научное учреждение Научная педагогическая библиотека имени К.Д. Ушинского Российской академии образования ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ № 5 | 2013 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Н.Д. Никандров, доктор педагогических наук, профессор, академик РАО В.А. Болотов, доктор педагогических наук, профессор, академик РАО М.В. Богуславский, доктор педагогических наук, профессор, член-корреспондент РАО, заведующий лабораторией истории педагогики и образования ИТИП РАО П.Е. Дедик,...»

«Преамбула Прикаспийские государства: Азербайджанская Республика, Исламская Республика Иран, Республика Казахстан, Российская Федерация, Туркменистан, именуемые далее Договаривающимися Сторонами, являясь Сторонами Рамочной конвенции по защите морской среды Каспийского моря, совершенной 4 ноября 2003 года в Тегеране, Исламская Республика Иран, далее именуемой Конвенцией, преисполненные решимости выполнять Конвенцию, и в частности ее статьи 7 и 11 пункт 1, принимая во внимание Стратегическую...»

«Кафедра Геологии и природопользования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ГЕОЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ Основной образовательной программы по специальности 130301.65 Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых, для очной и заочной в сокращенные сроки форм обучения Составитель: Кезина Т.В., д.г.-м.н., профессор Факультет Инженерно-физический Кафедра Геологии и природопользования Благовещенск 2012 1 2 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ...»

«www.vertyanov.ru С. Ю. Вертьянов Под редакцией академика РАН Ю. П. Алтухова Учебник для 10—11 классов общеобразовательных учреждений 3е издание, дополненное СвятоТроицкая Сергиева Лавра 2012 УДК 373.167.1:57 ББК 28.0я72 О28 Автор Вертьянов Сергей Юрьевич (еmail: sergijv@yandex.ru) Под редакцией академика РАН Алтухова Юрия Петровича Научные редакторы: раздел I — к.б.н. В. М. Глазер, к.б.н. Н. А. Лунина разделы II и III — к.б.н. В. М. Глазер, д.б.н. А. С. Карягина, к.б.н. Н. А. Лунина раздел IV —...»

«ТРУДЫ ОРЕНБУРГСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РЭО ВЫПУСК 1 ОРЕНБУРГ 2011 Труды Оренбургского отделения РЭО. Вып. 1. 2011 УДК 592 (с 173) Шаповалов А.М., Немков В.А., Русаков А.В. ОХРАНЯЕМЫЕ ЖЕСТКОКРЫЛЫЕ (INSECTA, COLEOPTERA) ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ Введение С момента выхода Красной книги Оренбургской области [1998] прошло 13 лет. За этот период появилась масса новых данных по распространению, биологии и численности жесткокрылых внеснных в списки охраняемых ви­ дов и в Приложение 2 (список видов нуждающихся в...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.