Биотехнология

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Биотехнология қазіргі кездегі ғылымның жаңа салаларының бірі болып саналады. Биотехнологияға анықтама барынша толық көлемде 1978 жылы құрылған Еуропалық биотехнологиялық федерацияда берілді. Бұл анықтама бойынша биотехнология - бұл микробиология, биохимия, генетика, гендік инженерия, иммунология, химиялық технология, приборо- және машина жасау салаларында қолданылады немесе адамдар мен жануарларға тиімді өнеркәсіптік өндірістерде пайдаланылатын ғылым. «Биотехнология» термині қабылданбай тұрып, биологиямен тығыз байланысты болған әр түрлі технологияларды - ферменттер технологиясы, биоинженерия сияқты атаулармен аталды. Биотехнологияда ғылыми жетістіктерді қолдану қазіргі ғылымда жоғары дәрежеде қолданылады. Тек биотехнологияда ғана арзан өнімдерден әр түрлі заттар мен қосылыстар алуға мүмкіндік туғызады. Табиғи заттар, қосылыстармен салыстырғанда жасанды синтезделетін заттар мен қосылыстар көп капитал қажет етеді, және жануарлар мен адам организмімен нашар қабылданады. Бағасы да өте жоғары, Биотехнологияда микроорганизмдер мен вирустар қолданылады. Олар өздірінің тіршілік ету процесінде бізге қажетті заттарды табиғи түрде шығарады. Олар - дәрумендер, ферменттер, амин қышқылдары, органикалық қышқылдар, спирттер, антибиотиктер және басқа да биологиялық активті қосылыстар. Тірі клетка өзінің ұйымдасқан құрылымымен, нәтижесінің нақтылығымен экономдылығы және рационалдылығымен кез келген зауыттан асып түседі. Қазіргі уақытта микроорганизмдер үш негізгі биотехнологиялық процестерде қолданылады:

Биомасса өндірісі үшін;
Метаболизм өнімдерін алу үшін; (мыс, этанол, антибиотиктер, органикалық қышқылдар, т. б. )
Органикалқы және органикалық емес қосылыстарды табиғи сияқтандырып қайта өңдеу;

Қазіргі уақытта биотехнологиялық өндіріс болып табылатын бір процестің алдына қойыған мақсаты - ауылшаруашылық жануарлар мен құстар жемі белогының ликвидация дефициті, өсімдік текті белоктардың аминқышқыл дефициті. Екінші топтың биотехнологиялық процестерінің негізгі бағыты қазіргі уақытта әр түрлі өндірістердің қалдығын пайдаланып, микроб синтезі өнімдерін алу. Мұның ішіне: тамақ, мұнайлы және ағаш қайта өңдеу өнеркәсібі және тағы басқа қосылады. Түрлі химиялық қосылыстарды биотехнологиялық қайта өңдеу бағыты табиғатта - экологиялық тепе-теңдікті сақтауда адамзат өнімдерінің қалдығын қайта өңдеуде және табиғатқа антропогенді негативті әсерін максималды төмендетуге бағытталады.

Өнеркәсіптік масштабта биотехнология индустрияны көрсетеді. Бұл жерде келесі салаларды бөліп көрсетуге болады:

Текстилдік өндіріс үшін шикізат және полимер өндірісі;
Этанол, метанол, биогаз, сутегі алуда және оларды энергетикада және химиялық өнеркәсіпте қолданылады;
Ауылшаруашылық өсімдіктер мен жануарлар өнімділігін арттыру;
Гербициттер және биоинсектицидтерді алу.

Биотехнология дамуының тарихы.

Соңғы жиырма жылда биотехнология өзінің спецификалық артықшылығының арқасында басқа ғылымдардың арасында өнеркәсіптік деңгейге дейін көтерілді. Биотехнология адам қоғамының дамуымен қатар қалыптасты. Оның пайда болуы, қалыптасуы және дамуын төрт кезеңге бөлуге болады:

1) Империялық кезең (грек тілінен «empericos» - тәжірибелі) немесе тарихқа дейінгі - ең ұзақ, шамамен 8 мың жылды қамтиды, біздің эрамызға дейінгі 2 мың жыл шамасында. Сол кезде ертедегі адамдар нанның, сыра және кейбір өнімдердің қазір біз биотехнологияға жатқызатын жасау әдістерін білді. Шумерлер - Месопотамияның алғашқы тұрғындары сол кездегі гүлденген өркениетті қалыптастырғаны белгілі. Олар қышқыл қамырдан нан пісіріп, сыра жасау әдісін білді. Бұл әдістер ұрпақтан ұрпаққа беріліп, көршіліс елдер арасында танылды (ассириялықтар, вавилондықтар, мысрлықтар және ежелгі үндістер) . Бірнеше мыңжылдықтар бойына уксус белгілі. Ол үй жағдайында жасалатын болған. Шарап жасауда ең бірінші дестиляция 12-ші ғасырда; астық өнімдерінен арақ алу 16-шы ғасырда; шампан 18- ші ғасырда пайда болды. Империялық кезеңге қышқыл сүт өнімдерін алу, алкогольді сусындар алу жатады. Осылайша ертедегі халықтар микроорганизмдер туралы ештеңе білмей-ақ биотехнологиялық процестерді практикада қолданды. Империзмге сонымен қатар пайдалы өсімдіктер мен жануарларды тәюірибеде қолдану тән болды. 1796 жылы биологияда өте маңызды оқиға болды - Э. Дженнер адамға алғашқы сиыр оспасы прививкасын қолданды.

2) Этиологиялық кезең (грек тілінен «aitia» - себеп) биотехнологияның дамуында 19- шы ғасырдың екінші жартысын қамтиды. Ол француздың атақты ғалымы Луи Пастермен (1822-1895 жж) байланысты - микробтардың негізін салушы. Луи Пастер микроб ашуының табиғатын ашты; оттексіз жағдайда тіршіліктің болатындығын дәлелдеді; вакцина профилактикасының ғылыми негізін жасады. 1859 жылы Луи Пастер сұйық қоректік ортаны дайындады. Р. Кох 1881 жылы «бактерия культивациясы» әдісін картоптың стерильді бөлігіне және агаризденген қоректік ортаға қолданды. Осының себептерінен микробтардың бірегейлігі және олардың таза культурасын алу дәленденді. Екінші кезеңнің айрықша жетістіктерін атап өтсек:

1856 жыл чех монахы Г. Мендель «доминанттылық» заңын ашып, атадан балаға берілетін бірліктің дискретті факторы жайлы түсініктер енгізді.
1869 жыл - Ф. Миллер лейкоциттерден «нуклеин» бөліп алды.
1883 жыл - И. Мечников клеткалық иммунологиялық теориясын жасап шығарды.
1984 жылы Ф. Леффлер дифтерия қоздырушысын изолирледі және культивирледі.
1892 жылы Д. Ивановский вирусты ашты.
1893 жылы В. Оствальд ферменттердің катализдік қызметін анықтады.
1902 жылы Г. Хаберланд өсімдік клеткасын культивирлеу қоректік ерітіндіде мүмкін екендігін көрсетті.
1912 жылы Ц. Нейберг ашу процесінің механизмін ашты.
1913 жылы Л. Михаэлис және М. Ментен ферментативтік реакциялардың генетикасын жасап шығарды.
1926 жылы Х. Морган тұқым қаулаушылықтың хромосомдық теориясын қалыптастырды.
1928 жылы Ф. Гриффит бактериялардағы «трансформация» құбылысын ашты.
1932 жылы М. Кнолль және Э. Руска электрондық микроскоп ойлап тапты.

3) Биотехнологиялық кезең - 1933 жылдан басталып, 1972 жылға дейін созылды. Өндірістік биотехнологиялық құралдардың дамуына ерекше түрткі болған, ол антибиотик өндірісінің қалыптасуы мен даму кезеңі. Биотехнологиялық және техникалық прогресс сол кездегі мақсатқа жеткен биотехнологиямен өзінің мынадай бейнесін тапты:

1938 жылы А. Тизелиус электрофорес теориясын ашты.
1942 жылы М. Дельбрюк және Т. Андерсон бірінші болып вирустарды электрондық микроскоп арқылы көрді.
1943 жылы пенициллин өндірістік масштабта өндірілді.
1949 жылы Дж. Ледерберг E. coli-ден коньюгация процесін ашты.
1952 жылы У. Хейс плазмиданы тұқым қуалаудың хромосомадан тыс факторы ретінде көрсетті.
1953 жылы Ф. Крик және Уотсон ДНҚ-ның құрылымын анықтады.
1959 жылы жапон оқымыстылары дезентерия бактерияларының плазмидасын антибиотикке тұрақтылығын ашты.
1961 жыл - М. Ниренберг финилаланин аминқышқылының генетикалық кодының бастапқы үш әрпін оқыды.
1962 жылы Х. Корана химиялық әдіспен функционалдық генді синтездеді.
1969 жылы М. Беквит және С. Шапиро E. coli-ден lac-оперон генін бөліп алды.
1970 жыл - рестриктаза ферменті бөліп алынды.

4) Геннотехникалық кезең (грек тілінен «genesis» - пайда болу, туылу) 1972 жылдан басталды6 сол кезеңдерде Г. Берг ДНҚ молекуласының 1-рекомбинизациясын жасап шығарды. Әрине, Крик пен Уотсонның ДНҚ құрылымын анықтау жұмысынсыз биотехнологияның қазіргі жетістіктеріне жету мүмкін емес еді. Жаңа әдістердің пайда болуы биотехнологиядағы төрт кезеңнің дамуында қажетті болды:

1975 жылы Г. Келлер және Ц. Мильштейн «Nature» журналына мақала жариялады. Ол «Гибрид клеткаларының» ұзақ өмір сүруші культуралары, секреттегіш антиденелердің анықталған, «спецификасы», мұнда моноклонды антидене алу әдісі жазылған.
1981 жылы АҚШ-та 1-диагностикалық моноклонды антидене жиынтығын қолдануға рұқсат берілді.
1982 жылы адам инсулині сатыла бастады.
1986 жылы К. Мюллис полимеразалық тізбек реакциясының әдісін шығарды.
1988 жылы құралдарды және диагностикалық жиынтықтарды кең масштабта шығару басталды.
1997 жылы бірінші сүтқоректі «Долли» қозысы дифференцирленген соматикалық клеткадан клондалды.

Атақты оқымыстылар Л. С. Ценковский, С. Н. Вышелесский, М. В. Лихачев, Н. Н. Гинзбург, С. Т. Колесов, Я. Р. Коляков, Р. В. Петров, В. В. Кафаров және тағы басқалары биотехнологияның дамуына баға жетпес еңбектер атқарды. Биотехнологияның өз алдына ғылым болып қалыптасуы және «биотехнология» терминінің қолданылуы гендік инженерияның пайда болуымен байланысты 1970 жылдың ортасынан басталды.

Биотехнология - адам өміріне маңызды әр түрлі қажетті өнімдерді микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың клеткаларының қатысуымен алудың технологиясын өңдеумен айналысатын ғылым. Биотехнология - өнеркәсіптік микробиология, техникалық биохимия, биохимиялық және ген инженерия, инженерлік энзимология, химиялық технология тағы басқа салалармен тығыз байланысты.

1987 жылы Амстердамда болған биотехнологияның 4-ші конгресінде «Микроорганизмдердің физиологиясы - биотехнологияны қалаушы кірпіші» - деп микроорганизмнің биотехнологиядағы орнын ерекше атап көрсетті.

Биотехнологиялық процестер тамақ өнімдерін өндіру, ауылшарушылық дақылдардың өнімділігін арттыруда, фармацептік өнеркәсіпте және қоршаған ортаны қорғау мен тазалауда кеңінен қолданды. Экологиялық жағдайларға қатысты мәселелермен биотехнологияның экологиялық биотехнология саласы айналысады. Экологиялық биотехнология - өнеркәсіптік және әр түрлі қалдықтарды қайта өңдеу, қоршаған орта объектілерін әр түрлі ластағыштырдан тазарту сияқты, қоршаған орта мәселелерін шешуде биотехнологиялық әдістер мен биологиялық емес технологияны біріктіре отырып, биотехнологияны қолдану болып табылады.

Экономистердің болжауы бойынша дүниежүзінде 2000 жылдары биотехнологиялық өндірістің өнімдері 40 млрд АҚШ доллары көлемінде өндірілетін болады.

Биотехнология дамуының алғашқы қадамынан бастап-ақ іргелі зерттеулермен айналысты. Мәселен, қазіргі уақытта АҚШ-тың «Ely Lilly», «Genetech», «Biogen», «DNA x Ltd», «Genetic institute», «Monsanto», Жапонның «Suntory», «BIDEC», Францияның «Bio-France», «Paridas», Швецияның «Kabi vitrum», Германияның «Bioferon», «Invitron» тағы басқа көптеген ген инженерлік және биотехнологиялық фирмалары немесе компаниялары осы салаға жүздеген миллион доллар жұмсап, өздерінің ғылыми-зерттеу жұмысын жүргізіп отыр. Бір ғана АҚШ-тың өзінде биотехнологиялық фирмалар саны 300-ге жуық.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.