| БИОТЕХНОЛОГИЯ - производственное использование биологических агентов (микроорганизмы, растительные клетки, животные клетки, части клеток: клеточные мембраны, рибосомы, митохондрии, хлоропласты) для получения ценных продуктов и осуществления целевых превращений. В биотехнологических процессах также используются такие биологические макромолекулы как рибонуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), белки - чаще всего ферменты. ДНК или РНК необходима для переноса чужеродных генов в клетки.
Люди выступали в роли биотехнологов тысячи лет: пекли хлеб, варили пиво, делали сыр, другие молочнокислые продукты, используя различные микроорганизмы и даже не подозревая об их существовании. Собственно сам термин "биотехнология" появился в нашем языке не так давно, вместо него употреблялись слова "промышленная микробиология", "техническая биохимия" и др. Вероятно, древнейшим биотехнологическим процессом было брожение. В пользу этого свидетельствует описание процесса приготовления пива, обнаруженное в 1981 г. при раскопках Вавилона на дощечке, которая датируется примерно 6-м тысячелетием до н. э. В 3-м тысячелетии до н. э. шумеры изготовляли до двух десятков видов пива. Не менее древними биотехнологическими процессами являются виноделие, хлебопечение и получение молочнокислых продуктов. В традиционном, классическом, понимании биотехнология — это наука о методах и технологиях производства различных веществ и продуктов с использованием природных биологических объектов и процессов.
Термин "новая" биотехнология в противоположность "старой" биотехнологии применяют для разделения биопроцессов, использующих методы генной инженерии, новую биопроцессорную технику, и более традиционные формы. Так, обычное производство спирта в процессе брожения - "старая" биотехнология, но использование в этом процессе дрожжей, улучшенных методами генной инженерии с целью увеличения выхода спирта - "новая" биотехнология.
Программа и содержание курса биотехнологии
Электронный ресур: http//www. biotecnolog.ru/prombt
Полная версия курса подготовлена: www. biotecnolog.ru© 1995-2010 Наталья Кузьмина
ВВЕДЕНИЕ в биотехнологию
Раздел 1. ПРОМЫШЛЕННАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ
Глава "Основные направления биотехнологии":БиоэнергетикаБиотехнология обработки стоков и контроль загрязнения воды тяжелыми металлами Сельскохозяйственная биотехнология БиогеотехнологияБиоэлектроникаБиотехнология в медицинеБиотехнология в пищевой промышленностиБиотехнология молочных продуктов Глава "Основные типы биопроцессов":Производство биомассы Получение спиртов и полиолов Производство вторичных метаболитов Микробные биотрансформации Производство ферментов Аминокислоты, органические кислоты, витамины и другие биопродукты Биоконверсия лигноцеллюлозных отходов Глава "Объекты биотехнологии и их биотехнологические функции":Бактерии и цианобактерииГрибыПростейшиеВодорослиРастения Глава "Перспективы развития биотехнологии" Глава "Основные принципы промышленного осуществления биотехнологических процессов":Стадии биотехнологического производстваТехнология приготовления питательных сред для биосинтезаПоддержание чистой культурыФерментацияОбщие принципы разделения веществМетоды тонкой очистки и разделения препаратовПолучение товарных форм препаратов Глава "Производство белка микроорганизмов":Продуценты белкаСубстраты для получения белка Глава "Технология получения микробных липидов": Глава "Технология ферментных препаратов":Ферменты, получаемые промышленным способом, их применениеГлубинный метод культивирования продуцентов ферментовПоверхностный метод культивирования продуцентов ферментов Глава "Биотехнология препаратов для сельского хозяйства":Бактериальные энтомопатогенные препаратыГрибные энтомопатогенные препаратыВирусные энтомопатогенные препаратыБактериальные удобрения на основе клубеньковых бактерийТехнология получения азотобактеринаТехнология получения фосфобактеринаАнтибиотики для сельского хозяйства Глава "Иммобилизованные ферменты":Общая характеристикаКлассификация носителейМетоды иммобилизацииПрименение иммобилизованных ферментов Глава "Иммобилизованные клетки микроорганизмов": Глава "Биотехнология и экологические проблемы":Биодеградация ксенобиотиковАэробные системы очистки сточных водАнаэробные системы очистки сточных водПоказатели загрязненности сточных водЛитература к разделу 1
Раздел 2. КУЛЬТУРЫ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК
Глава "Культуры клеток высших растений":Использование культуры растительных клетокИстория методаКультуры соматических клетокМорфофизиологическая характеристика каллусных тканейСуспензионные культурыКультивирование отдельных клетокКультуры гаплоидных клеток Глава "Новые экспериментальные системы для изучения синтеза вторичных метаболитов с использованием культуры тканей растений":Иммобилизация растительных клеток: необходимость, основные методыФизиологические основы преимущества иммобилизованных растительных клеток перед традиционными способами культивированияСистемы культивирования иммобилизованных клеток Глава "Протопласты растительных клеток как объект биологического конструирования"Применение изолированных протопластовСпособы получения и культивирования протопластовСпособы слияния протопластовВиды соматических гибридов Глава "Конструирование клеток"
Глава "Клеточная селекция"Методы клеточной селекцииГенетические основы применения культуры клеток растений в селекционных целяхВиды культур растительных клеток, используемые в клеточной селекцииПреимущества метода клеточной селекции Глава "Клональное микроразмножение и оздоровление растений"Преимущества микроклонального размножения перед традиционными способами размножения растений. История методаФакторы, влияющие на процесс микроклонального размноженияЭтапы микроклонального размножения Методы клонального микроразмножения Оздоровление посадочного материала от вирусов Глава "Создание искусственных ассоциаций культивируемых клеток высших растений с микроорганизмами": Цели создания ассоциацийЭндосимбиотические ассоциацииЭкзосимбиотические ассоциацииЦианобактерии в искусственных ассоциациях с растительными клетками Глава "Методы сохранения генофонда" Глава "Бесклеточные системы"Мембраны хлоропластовПолучение фотогальванических элементов с использованием бактериальных мембран Бесклеточные белоксинтезирующие системыЛитература к разделу 2Презентация "Микроклональное размножение растений"
Раздел 3. КУЛЬТУРЫ ЖИВОТНЫХ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ
Глава "Культивирование клеток":История методаВведение клеток в культуру, их происхождениеХарактеристика клеток, культивируемых in vitroПитательные среды и условия культивированияСистемы культивирования клетокИспользование культуры клеток человекаКультивирование клеток и тканей беспозвоночных Глава "Культивирование органов": Глава "Гибридизация животных клеток":История методаМетоды создания экспериментальных химерМеханизм слияния клеток Глава "Моноклональные антитела":Функциональная структура антителПолучение моноклональных антителМетоды анализа на основе моноклональных антителПрименение моноклональных антител Глава "Клонирование животных ":История клонированияМетоды трансплантации ядерКлонирование млекопитающих Глава "Регулирование воспроизводства сельскохозяйственных животных"Литература к разделу 3Презентация о получении химерных мышей
Раздел 4. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Глава "Введение в генетическую инженерию":Возможности генной инженерииГенная инженерия как наука, методыИстория генетической инженерии Глава "Ферменты генетической инженерии":Основные группыРестриктазыПолимеразыОбратная транскриптазаЛигазыИзменяющие структуру концов фрагментов ДНК Глава "Классификация, номенклатура и характеристика рестриктаз":Классификация рестриктазНоменклатура и характеристика рестриктазМеханизм действия рестриктаз Глава "Построение рестрикционных карт" Глава "Конструирование рекомбинантных ДНК" Глава "Определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) ДНК" Глава "Гибридизация как высокочувствительный метод выявления специфических последовательностей нуклеотидов" Глава "Методы клонирования ДНК":Клонирование ДНК in vivo. Геномные библиотеки и библиотеки кДНКПолимеразная цепная реакция (ПЦР)Применение ПЦР
Глава "Введение гена в клетку":Требования к векторной ДНК, ее состав. Гены - маркеры.Регуляция экспрессии генов прокариотРегуляция экспрессии генов эукариотТипы векторов Способы прямого введения геновГенетические манипуляции с бактериальными клетками Глава "Введение генов в клетки млекопитающих":Характеристика векторов для переноса генов в животные клеткиГенетическая транформация соматических клеток млекопитающихГенотерапияПолучение трансгенных животных
Глава "Генная инженерия растений":Трансформация растительного генома - регуляторные элементы Введение генов в растительные клеткиЭкспрессия генетического материала в трансгенных растенияхХарактеристика Ti- и Ri-плазмидГенетическая трансформация растений с помощью Ti- и Ri-плазмидДостижения генной инженерии растенийПроблемы биобезопасности трансгенных растенийЛитература по генной инженерии
Краткая программа курса:
ВВЕДЕНИЕ - история биотехнологии, ее место в системе биологических дисциплин, основные разделы биотехнологии.
Раздел "Промышленная биотехнология"
Основные направления биотехнологии: биоэнергетика, контроль загрязнения окружающей среды, биогеотехнология, сельскохозяйственная биотехнология, биоэлектроника, биотехнологии в нефтяной промышленности, медицине, пищевой промышленности. Объекты биотехнологии. Перспективы биотехнологии. Основные типы биопроцессов. Принципы промышленного осуществления биотехнологических процессов. Организация биотехнологических производств.
Раздел "Культивирование животных клеток и тканей"
Цели и задачи, введение в культуру, особенности питательных сред и режима выращивания. Получение и использование культур клеток человека. Основные способы культивирования животных клеток. Культуры животных тканей и особенности культивирования органов. Гибридизация животных клеток. Методы получения моноклональных антител. Иммуноферментный анализ (ИФА). Получение химер. Клонирование животных. Культивирование органов.
Раздел "Культуры растительных клеток"
Культура клеток высших растений. История развития метода. Применение культуры клеток высших растений. Введение клеток в культуру. Морфофизиологическая характеристика каллуса, методы изучения роста клеточных культур. Суспензионные культуры. Особенности культивирования отдельных клеток.
Способы получения и слияния растительных протопластов. Протопласты растительных клеток в биотехнологии растений. Парасексуальная гибридизация и виды соматических гибридов, их жизнеспособность. Введение органелл в изолированные протопласты - биологическое конструирование клеток. Культуры гаплоидных клеток, способы получения, значение. Использование культур растительных клеток в генетике и селекции.
Создание искусственных ассоциаций культивируемых клеток высших растений с микроорганизмами. Цианобактерии в искусственных ассоциациях. Бесклеточные белок синтезирующие системы.
Микроклональное размножение, его достоинства и недостатки, методы микроклонального размножения растений. Получение безвирусных растений - хемотерапия, термотерапия. Криоконсервация культивируемых клеток растений и животных как метод сохранения генофонда. Способы замедления роста. Иммобилизация растительных клеток
Раздел "Генная инженерия"
Введение. История развития генной инженерии. Молекулярные основы генной инженерии.Методы технологии рекомбинантых ДНК. Основные ферменты рестрикции. Построение рестрикционных карт и способы определения нуклеотидной последовательности.
Конструирование рекомбинантных ДНК и их клонирование. Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Способы введения гена в клетку. Типы векторов. Гены-маркеры, селективные и репортерные гены. Требования к векторной ДНК, ее состав, экспрессия генов.
Генетическая инженерия микроорганизмов. Генетические манипуляции с клетками млекопитающих. Создание трансгенных животных. Генотерапия. Генная инженерия растений. Достижения генной инженерии и проблемы биобезопасности трансгенных организмов
| |
