CATEGORII DOCUMENTE
Afaceri Calculatoare Casa masina Didactica pedagogie Diverse Educatie Finante Geografie Istorie & politica Legislatie Limba Management Sanatate Tehnologie

Bulgara	Ceha slovaca	Croata	Engleza	Estona	Finlandeza	Franceza
Germana	Italiana	Letona	Lituaniana	Maghiara	Olandeza	Poloneza
Sarba	Slovena	Spaniola	Suedeza	Turca	Ucraineana

įstatymai	įvairių	Apskaitos	Architektūra	Biografija	Biologija	Botanika	Chemija
Ekologija	Ekonomika	Elektra	Finansai	Fizinis	Geografija	Istorija	Karjeros
Kompiuteriai	Kultūra	Literatūra	Matematika	Medicina	Politika	Prekyba	Psichologija
Receptus	Sociologija	Technika	Teisė	Turizmas	Valdymas	vietimas

Biotechnologija

biologija

+ Font mai mare | - Font mai mic


DOCUMENTE SIMILARE

Biotechnologija

Biotechnologija, tai mokslas apie manipuliavimą biologiniais organizmais tikslu

u˛tikrinti ir palengvinti ˛mogaus gyvenimą. Tradiciniu medicininiu technologijų,

˛emdirbystes ir tradicinis grūdiniu kultūrų auginimas nepripa˛įstama kaip

biotechnologija.Biotechnologija apima tokias įvairias sritis kaip maisto pramonė, atliekų

perdirbimą, kalnakasybą (metalų gavybą), mediciną ir kt.Pirmą kartą, jeigu taip galima vadinti, biotechnologija buvo panaudota maistogaminimui 6000 metų prie mūsų erą, kai alaus darymui buvo panaudotos mielės. Jau 4000 metų prie mūsų erą egiptiečiai atrado kaip mielių pagalba gauti raugintą duoną.Taip pat manoma kad Kinijoje tuo metu jau buvo panaudojami ir kiti fermentacijos procesai. Viena i seniausių iuo metu auginamų kultūrų yra kukurūzai. Jie ir iandien,kaip ir prie 5000 metų p.m.e. Meksikoje, yra auginami maistui. Kadangi pradinio augalo i kurio isivystė kukurūzai nerasta tai parodo kad turbūt tai buvo labiausiai pavykęs agrokultūrinis eksperimentas antikoje.iuolaikines biotechnologijos era prasideda 1953 metais kai Amerikos

biochemikas James Watson ir anglų biofizikas Francis Crick pasiūlė dvigrandės,

komplementarių spiralių, DNR modelį. Tais pačiais metais William Hayes atranda kad

galimas plazmidinių DNR perkėlimas i vienos ląstelės (bakterijos) į kitą.

1960-asiais veicaru mikrobiologas Werner Arber's bakterijoje atrado specifinius

fermentus, vadinamus restrikcijos endonukleazėmis (restriktazėmis). ie fermentai kerpa (skelia) visu ˛inomų organizmų DNR grandinę specifinėse vietose.

1973 metais Amerikos genetikas Stanley Cohen ir Amerikos biochemikas Herbert

Boyer panaudojant DNR restrikcijos endonukleazes perkėlė specifinį geną i vienos

bakterijos į kitą bakteriją. is įvykis pradėjo rekombinantinės DNR technologijos erą,

bendrai vadinama genetine in˛inerija. 1977 metais genai i auktesniųjų organizmų buvo perneti į bakteriją. ie pasiekimai pagaliau įgalino pirma ˛mogaus hormono geno

įterpimą į bakteriją Escherichia coli. Gauta transgeninė bakterija negali naudoti ˛mogaus hormono, ji tik gamina ji kartu su savo, įprastais, cheminiais junginiais.

Molekulinė biotechnologija tai patraukli, moksliniu po˛iūriu revoliucinė disciplina, pagrįsta mokslininkų sugebėjimais perneti specifinę genetinę informaciją i vienų organizmų į kitus. Da˛niausiai ios rekombinantinės technologijos tikslas yra komercinių produktų sukūrimas. “Gententech” kompanijoje besispecializuojančioje rekombinantinės DNR technologijoje, genetinėje in˛inerijoje, genų transplantacijoje bei genų klonavime,

sėkmingai buvo iskirtas insuliną koduojantis genas ir pernetas į genetinį elementą

(klonavimo vektorių) kuris gali būti palaikomas bakterijoje Escherichia coli ląstelėje. ios

bakterijos ląsteles veikia kaip biologijos fabrikas gaminant dvi ˛mogaus insulino

polipeptidines grandines, kurios po to igryninamos ir panaudojamos diabetu sergančių

˛monių gydymui.Ankstyvaisiais 1970-aisiais metais tradicinė biotechnologija nebuvo plačiai ˛inoma disciplina. Plačiu po˛iūriu biotechnologija yra susijusi su mikroorganizmų gaminamų metabolitinių produktų komercinių technologijų kūrimu ir jų produktų panaudojimu.Formaliau biotechnologija gali būti apibrė˛ta kaip mokslinių in˛inerinių principų taikymas tikslu iskirti ir panaudoti biologinių organizmų gaminamas med˛iagas.iandien biotechnologija taikoma įvairiose srityse, kaip pavyzd˛iui atliekų

perdirbime, biotechnologija panaudojama sukuriant įvairias biodegradacines med˛iagas.Viena i tokių med˛iagų gaminama i pieno rūgties gaunamos fermentuojant (imetamus,likusius po derliaus nuėmimo) kviečių stiebus. Individualios pieno rūgties molekulės yra chemikai sujungiamos tuo pačiu susidarant polimerui, pasi˛yminčiam plastiko savybėmis bet yra tuo pačiu biodegraduojama, kas labai svarbu atliekų perdirbime. iuo metu tokio plastiko gamyba yra brangi tačiau tikimasi kad ateityje tokio plastiko gamyba taps rentabili.Pramoninis biotechnologijos procesas naudojantis mikroorganizmus komercinių produktų gamyboje vyksta pagal tokią schemą:

ˇaliava

Pirminis ˛aliavos apdorojimas

Fermentacija ir transformacija

Antrinis ˛aliavos apdorojimas

varus produktas

1. Pirminis apdorojimas: ˛aliavos paruoimas taip kad ją mikroorganizmai galėtų panaudoti kaip pirminį maisto altinį.

2. Fermentacija ir transformacija: tikslinių mikroorganizmų, gaminančių reikalingas

med˛iagas, auginimas dideliuose bioreaktoriuse. Tai gali būti antibiotikai, amino rūgtys,įvairūs baltymai. Transformacijos efektyvumo didinimas tai viena i sunkiausiai

optimizuojamų stadijų.

3. Antrinis apdirbimas: reikalingų med˛iagų, antibiotikų, amino rūgčių, įvairių baltymų, i ląstelių terpės ar biomasės gryninimas.Biotechnologijos mokslo pastangos pagrinde yra nukreiptos kiekvienos i ių pakopų

efektyvumo didinimą.Isivysčius rekombinantinės DNR technologijai, pagrindinė biotechnologijos kryptis buvo stipriai pakeista.iuo metu biotechnologija vystos iomis kryptimis:

- Įvairių ligų diagnostikos pagerinimas bei vaistų įvairioms infekcinėms bei genetinėms

ligoms sukūrimas.

- Grūdinių kultūrų derliaus padidinimas, sukuriant augalus atsparius augalų kenkėjams,

grybams ir virusinėms ligoms, aplinkos stresams tokiems kaip trumpalaikės sausros ar

ilgalaikiai karčiai.

- Mikroorganizmų gaminančių (produkuojančių) vaistus, antibiotikus, polimerus, amino

rūgtis, fermentus ir įvairius maisto priedus sukūrimas.

- Įvairių mikroorganizmų, gyvūnų genetinis pakeitimas taip kad jie pasi˛ymėtų reikiamomis savybėmis.

-Technologijų sukūrimas teralų ir atliekų paalinimui i aplinkos.

Biologinės sistemos naudojamos biotechnologijoje.

Biotechnologijoje naudojamas labai platus biologinių sistemų spektras: įskaitant

mikroorganizmų, vabzd˛ių, augalų ir ˛induolių ląstelių linijas, vabzd˛ių augalų ir ˛induolių virusus, o taip pat daugialąstelinius organizmus tokius kaip augalai, pelės ir kt. Biologinės sistemos yra labai svarbios biotechnologijos proceso biotransformacijos fazėje. Daugeliu atveju genetikai modifikuotas besidauginantis biologinis vienetas (ar tai butu mikroorganizmas ar virusas ar augalas ar gyvūnas) faktikai tai yra komercinis produktas(Escherichia coli, mieles, įvairios augalų ar ląstelių linijos).

Prokariotiniai ir eukariotiniai organizmai.

Visi organizmai auga atitinkamose temperatūros ribose. Auktose temperatūrose prasideda ląstelės baltymų denatūracija ir kitų svarbių ląstelės sistemų bei komponentų irimo procesai vedantys į ląstelės ˛uvimą. ˇemose temperatūrose gyvybikai svarbūs ląstelės procesai dėl ląstelės baltymų struktūrinių pokyčių taip pat sustoja. Pagal optimalią augimo ir temperatūrą ląstelės yra klasifikuojamos į: termofilus (45->90 C), mezofilus (nuo 10 iki 47 C) ir psichrofilus (-5 - -35 C). Mikroorganizmai augantys skirtingose temperatūrose naudojami specifinių biotechnologijos tikslų pasiekimui. Pavyzd˛iui: termofilai da˛niausiai naudojami kaip genų produktų stabilių auktose temperatūrose naudojamų pramonėje ir laboratorijose gavimui, tuo tarpu kai psichrofilai paprastai yra genetikai pakeičiami kai kurių specifinių tikslų pasiekimui, pvz.: toksinių teralų altuose vandenyse biodegradacijai.Gyvieji organizmai yra skirstomi į dvi pagrindines grupes: prokariotus ir eukariotus įskirstimą nusako daugelis ių organizmų struktūrinių savybių.Prokariotiniese ląstelėse tokiose kaip bakterijos, chromosominė DNR ląstelėje randasi tiesioginiame kontakte su citoplazma. Kieta ląstelės sienelė sudaryta i peptidoglikanų, taip pat jie neturi sublastelinių citoplazminių organelių.Eukariotinėse ląstelėse chromosomine DNR yra apsupta membranos susidarant taip vadinamam branduoliui. Ląstelės sieneles sudarytos i chitino arba celiuliozės, bet niekada i peptidoglikanų taip pat jos citoplazmoje turi subląstelines organeles tokias kaip mitohondrijas, Gold˛io aparato daleles ar augalai turi chloroplastus.Plačiausiai biotechnologijoje naudojama bakterija aptinkama ˛mogaus ˛arnyne tai Escherichia coli

Escherichia coli

Tai labiausiai tyrinėjamas bei naudojamas mikroorganizmas pasaulyje. Per pastaruosius 50 metų t.y. nuo tada kai is mikroorganizmas pradėtas tyrinėti buvo gautas didelis kiekis informacijos apie genetiką, molekulinę biologiją, fiziologiją ir apie bendrąją biologiją. Tai gram-neigiama, nepatogeninė, pailgos formos, ma˛esnė negu 1 mikrometras ilgio,aptinkamas ˛mogaus ˛arnyne, bet natūraliai, dirvoje ar vandenyje, neaptinkamas mikroorganizmas. Jos sugebėjimas daugintis dalijimusi (dvigubėjimas ar skilimas) laboratorinėmis sąlygomis naudojant paprastą (nesudėtingą) auginimo terpę susidedančią i nedidelių kiekių mineralinių druskų (Na , K , Mg , Ca , NH , Cl , HPO

, ir SO ) ir gliukozės kaip anglies altinio padarė ią bakteriją labai patrauklią tyrinėjimams.Turtingesnėje terpėje, turinčioje nedidelius kiekius amino rūgčių, vitaminų, druskų ir anglies altinį ių ląstelių dauginimosi laikas esant 37 oC, logaritminėje augimo fazėje yra apie 22 minutes.E.coli yra visapusikas mikroorganizmas galintis augti tiek esant deguoniui (aerobikai) tiek

jam nesant (anaerobikai). Tačiau paprastai siekiant gauti optimalią reikiamų produktų

ieigą E.coli yra auginama aerobinėse sąlygose.Biotechnologijos tikslams be E.coli naudojama visa eilė mikroorganizmų. Visi ie mikroorganizmai gali buti skirstomi į tokias specifines grupes: tie kurie tiekia genus reikalingus specifinių funkcijų atlikimui, ir tie kurie specifinių tikslų efektyviam pasiekimui yra genetikai keičiami.

Mielės (Saccharomyces cerevisiae).

Vienos i labiausiai biotechnologijoje naudojamų ląstelių tai mielės (S.cerevisiae). Tai

beveik E.coli ląstelės eukariotinė versija. Mielių kaip ir E.coli auginimui naudojama

paprasta terpė. Mielių sugebėjimas perdirbti cukrus susidarant alkoholiui ir CO nuo

senovės naudojama alkoholinių gėrimų bei duonos gamybai. iandien kasmet pasaulyje

sunaudojama daugiau kaip milijonas tonų S.cerevisiae. Mielių svarba yra ne tiek pramonėje bet ir mokslo srityje t.y. jos naudojamos kaip modelinė sistema procesams vykstantiems eukariotinėje ląstelėje tyrinėti. Pvz.: jų genų dauginimosi ciklas yra panaus į ˛mogaus ląstelės ir tai leido charakterizuoti ir iskirti ˛mogaus genus atsakingus u˛ vė˛inių ląstelių vystimąsi.Da˛niausiai, eukariotinėse ląstelėse baltymai po sintezės yra modifikuojami., pridedant ma˛o molekulinio svorio komponentus kurie reikalingi tiksliam baltymų ląstelėje veikimui.Skirtingai nuo E.coli ar kitu prokariotų kuriose nevyksta baltymų modifikacijos ar jos skirtingos nuo modifikacijų eukariotinėse ląstelėse. Mieles taip pat plačiai naudojamos įvairių rekombinantinių baltymų sintezei (ekspresijai).

Biotechnologijos metodai

Technologija

Sveikatos

apsauga ir vet.

preparatai

ˇemės ūkio ir

Maisto

produktai

ˇemės

ūkis

Energetika

Chemijos

pramonė

Rauginimas

Antibiotikai,

vitaminai,

fermentai,

amino rūgtys,

nukleotidai,

steroidai,

alkaloidai

Citrinos

rūgtis, amino

rūgtys,

nukleotidai,

fermentai,

biopolimerai

Biopestici

dai

Etanolis,

acetonobutanolio

miinys,

biodujos

Etanolio

chemija,

etilenas, acto

aldechidas

acetones,

butanolis,

butadienas

Enzimologin

ė in˛inerija

Fruktozogliuko

zės sirupas,

glikozės

Etanolis

Genų

in˛inerija,

arba DNR

rekombinacij

os technika

Interferonai,

hormonai,

vakcinos

Genetikai

modifikuotas

maistas

Genetikai

modifikuoti

organizmai

Aplinkos

u˛terimo

chemijos ir

naftos

produktais

Ląstelių

kultūros

Interferonai,

vakcinos,

kraujo

komponentai,

monokloniniai

Vienaląsčių

baltymai

(paariniai

baltymai)

Kluonai

(augalų

veislės)

1. Rauginimas

Rūgimas tai organinių junginių, daugiausia angliavandenių, biologinis kitimas,

sukeliamas raugų mikroorganizmų iskiriamais fermentais. is kitimas vyksta aerobinėmis, kai procese dalyvauja gyvybei palaikyti reikalingas deguonis, ir anaerobinėmis, kai deguonis nereikalingas, sąlygomis. Raugų mikroflora patekusi į rauginamą substratą, tinkamomis sąlygomis greitai dauginasi ir sukelia rūgtinį ar alkoholinį rūgimą. Ir prieingai – į netinkamą substratą patekusi ir netinkamomis sąlygomis daugindamasi, netinkamai parinkta raugų mikroflora gali sukelti nepageidaujamus substrato pokyčius. Raugų savybes arba rūgimo pobūdį sąlygoja jų

mikroorganizmų rūių visumos ir substrato savybes.Natūralaus pieno ar raugų bakterijų, mielių ar pelėsinių grybų iskiriamas fermentas betagalaktazė (laktazė) kanalizuoja disacharido laktozės hidrolizę ir i suskyla į du monosacharidus gliukozę ir galaktozę. Tolimesniame rūgimo procese dalyvauja tik monosacharidas gliukozė Monosacharidas galaktozė nerūgsta. Veikiamas fermento galaktokinazės monosacharidas galaktozė

pereina į galaktozės 1-fosfatą. Veikiant fermentui 4-epimerazei, i UDP- galaktozės susidaro UDP–gliukozė.Tolimesnis laktozės rūgimas iki pirovynuogių rūgties susidarymo vyksta anaerobiniu glikolizės būdu. Pirovynuogių rūgties tolimesnis kitimas priklauso nuo pieno raugų mikrofloros iskirtų fermentų specifinio veikimo ir nuo aplinkos sąlygų.Labiausiai paplitę trijų mikroorganizmų rūių raugai: grynos bakterijų kultūros, mielės ir pelėsiniai grybai

a) grynų bakterijų kultūros. Pagal rūgimo reakcijų metu susidarančius cheminius junginius iskiriamos ios grynų bakterijų kultūros: acto, citrinų, pieno, propiono, sviesto bei kitų rūgčių kultūros. Grynų pieno bakterijų kultūros naudojamos pieno produktams – rūgpieniui, jogurtams,varkės gaminiams, lietuvikiems sūriams, fermentiniams sūriams ir kitiems produktams gaminti. Grynos propiono rūgties bakterijų kultūrų raugai naudojami kai kurių rūių fermentinių sūrių gamyboje. Pieno produktams gaminti vartojami coccus, bacilus, leuconostoc,bifidobakterium, propionibacterium ir kiti mikroorganizmai. I ių mikroorganizmų sudaromi ir simbiotiniai raugai arba sumaiomi mechanikai.

b) mielės. Alaus mielės. Vienas seniausių biotechnologijos produktų ˛monijos istorijoje yra alus.iuolaikiniuose fermentacinėje gamyboje alui gaminti naudojamos kultūrinės mielės Saccharomyces cerevisiae. Aukčiausia jų vystymosi temperatūra yra 25-30 C, lėčiausiai veikia kai yra 2-3 C .Esant 40 C temperatūrai, mielės neauga, apmirta. Jos gerai isilaiko nors ir nesiveisia esant ˛emai temperatūrai. Nustatyta kad jos ne˛ūsta, net esant -180 C temperatūrai.Koncentruotuose cukraus tirpaluose mielės nesivysto nes esant dideliam osmosiniam slėgiui prasideda mielių ląstelių plazmolizė. Cukraus koncentracija įvairioms mielių rasėms nevienodai pavojinga. Alaus gamyboje naudojamos įvairios mielių rasės. Da˛niausiai naudojamos mielės kurių veikimo temperatūra pakankamai ˛ema, jos turi būti pakankamai grynos mikrobiologiniu

po˛iūriu, greitai nusėsti ir sudaryti skaidrų ir nustatyto skonio ir aromato gėrimą. Alaus

gamybos technologiniai procesai- salyklo paruoimas, alaus misos paruoimas, rauginimas ir ipilstymas kiekvienos alaus daryklos kruopčiai tobulinamas, perduodamas i kartos į kartą verslo tęsėjams ir saugomos kaip komercinė paslaptis.

Vyno mielių rasės. Vyno gamyboje yra vertinamos tos mielės, kurios greitai dauginasi ir suteikia

vynui atitinkamą aromato“puoktę“. Vyno gamyboje naudojamos Saccharomyces ellipsideus mielės, kurių ląstelės yra pailgos – ovalios formos, energingai raugina gliukozę, fruktozę, sacharozę ir maltozę.

Duonos kepimo mielės Duonos gaminių kepimo pramonėje naudojamos greitai besidauginančios mielės pasi˛yminčios geromis „kėlimo“ savybėmis ir pastovumu laikant.

Spirito gamybos mielės. Spirito gamyboje naudojamos tos virutinės mielės kurios, kurios energingiausiai raugina ir sudaro did˛iausią etilo alkoholio kiekį ir veikia monosacharidus, disacharidus ir dekstrinus.

c) Pelėsiniai grybai. Maisto pramonėje raugams yra vartojamos galvenio Aspergillus , perėjūno Penicillum, paprasto pelėsio Mukor ir kitos pelėsių ir grybų rūys iskiriančios fermentus sukeliančius alkoholinį rūgimą arba proteolizę. Natūralus kefyro grybų raugas vartojamas kefyrui gaminti. Pelėsinių grybų raugas vartojamas kai kurių rūių fermentiniams sūriams gaminti.

2. Enzimologinė in˛inerija

Enzimologinė in˛inerija - biotechnologijos aka besidarbuojanti biologikai aktyvių

med˛iagų tyrime ir pritaikyme, veikloje kuri apima ių med˛iagų iskyrimą, dirbtinį susintetinimą ar ekstrahavimą ir pateikimą į rinką plačiam vartotojui ūkiniam panaudojimui ar tyrinėjimo bei gydymo tikslais.Plačiausiai enzimologinės in˛inerijos produktai naudojami paarų gamyboje gyvuliams ir paukčiams, bei ˛monėms kaip maisto papildai profilaktikai ar gydymo tikslu. Maistas ir paarai be savo naudingų maistinių savybių turi ir antimitybinių faktorių, kurių visikai eliminuoti i paaro

ar maisto neįmanoma. Be to įtakoja aplinkos sąlygos ir stresoriai. Nepalankiems veiksniams suma˛inti gyvūnams, kaip beje ir ˛monių mityboje, skatinamas ˛arnyno, prieskrand˛ių mikroflorą teigiamai veikiantis mechanizmas ir procese dalyvaujančios aktyvios med˛iagos.Pagrindinės yra: 1) enzimai, 2) fermentinės fitazės 3) probiotinės med˛iagos 4) prebiotiniai ir simbiotiniai preparatai 4) aminorūgtys ir vitaminai.

3. Genų in˛inerija (DNR rekombinacijos technika)

Genų in˛inerija - rekombinantinių DNR molekulių technologijos – pats efektyviausias

eksperimentinis būdas fundamentinėms ir biologijos problemoms spręsti, taikant molekulinės biologijos metodus. Tai leid˛ia izoliuoti genus i genomo, kurti genetines bibliotekas ir bankus,

klonuoti genus, pa˛inti jų struktūrą ir funkcijas, įkelti į recipianto organizmą, kad jis aktyviai veiktų ir būtų perduodamas kitoms kartoms.

4. Ląstelių kultūros

Augalų biotechnologija-tai augalų izoliuotų organų, audinių ir ląstelių auginimas in vitro bei genų in˛inerija. G.Haberlad 1902 metais paskelbė ląstelių totipotentikumo teoriją, pagal kurią kiekviena gyva totipotentinė ląstelė geba atkurti visą organizmą. Jis pirmasis ikėlė mintį apie galimybę auginti izoliuotas augalų ląsteles dirbtinėmis sąlygomis ivystė ląstelių in vitro auginimo koncepciją ir numatė, kad ateis metas kai gemalai bus iauginami i vegetatyvinių ląstelių. Mūsų laikais i idėja tapo realiai įgyvendinama ir vis plačiau taikoma.Dirbtinomis sąlygomis, naudojant dirbtinas maitinimo terpes auginamos ˛monių ar gyvūnų ląstelės. Ląstelių kultūros gaunamos dirbtinomis sąlygomis padauginus labai ma˛ą pradinį vieno ar kito audinio lastelių skaičių. Tinkamai pri˛iūrimos, ląstelių kultūros ilaikomos labai ilgai (metais ir deimtmečiais). Visos tokių kultūrų ląstelės yra visikai vienodos, todėl jos labai tinkamos įvairiems biologiniams eksperimentams.Augalų dauginimas sėklomis yra paprastas ir palygimus pigus būdas, tačiau apie trečdalis svarbiausių pasaulyje augalų yra dauginama vien tik vegetatyviniu būdu.Sukurta daug vegetatyvinio dauginimo variantų, tačiau kalbant apie naujausias technologijas, pats efektyviausias yra mikrodauginimo būdas in vitro. Tai būdas skirtas greitai ir dideliais kiekiais padauginti augalus.

a) mikrovegetatyvinis dauginimas – mikroklonavimas. iuo atvėju siekiama klonuoti

augalus ilaikant jų genetines ir fiziologines savybes. Kadangi iuo metodu dauginant visikai paalinami sisteminių ligų perneėjai, is metodas tinkamas augalams gydyti ir palaikyti sveikas individų kolekcijas.Būdas labai svarbus tiems augalams, kurių neįmanoma arba sunku padauginti kitaip.Mikrodauginimui vykdyti in vitro naudojamos specialios maitinamosios terpės, atskirai augalų rūiai reikalingos optimalios individualiai paruotos maitinamosios terpės - kietos ir skystos .Yra sukurta daug maitinamųjų terpių receptų, bet universalių visoms augalų rūims nėra. Savo sudėtyje

jos turi svarbiausių cheminių elementų reikalingų augalams augti,mineralinių maisto med˛iagų,kompleksinių miinių, amino rūgčių priedų, vitaminų ir augalų fitohormonų. Fitohormonai–auksinai, giberalinai ir citokininai laboratorinėmis sąlygomis, kaip ir natūraliai, labai svarbūs.Terpės rūgtingumas lemia maisto med˛iagų paėmimą, druskų tirpumą tirpale ir turi įtakos eksplanto morfogenezei. Da˛niausiai nustatomas optimalus terpės pH 5 – 5,8. Svarbu palaikyti atitinkamą apvietimo rė˛imą ie tam tikrą temperatūrą. Izoliuotos kultūros da˛niausiai auginamos 20 -25 C temperatūroje. Pagrindinis kriterijus pasirenkant temperatūrą yra konkrečių augalų poreikiai.

Mikrovegetatyviniam dauginimui naudojami ie metodai: dauginimas pa˛astiniais pumpurais,dauginimas pridėtiniais ūgliais, ūglių generavimas i kaliaus ir somatinė embrionizacija.

Dauginimas pa˛ąstiniais pumpurais paremtas daugelio auktesniųjų augalų lapų pa˛astyse susidarančių meristeminių audinių panaudojimu.Maitinamosiose terpėse mikroūgliai iauga trumpi,jų lapų pa˛astyse auga oniniai ūgliai, jiems paaugus - vėl kiti, taip susidaro ūglių gniu˛ulys. Tokį ūglių susidarymą galima pratęsti ilgą laiką, taip padauginant augalus. Atskyrus pumpurus ir perkėlus į kitokios sudėties terpę jie iauginami iki minimaliai savarankiko augalėlio.

Dauginimas pridėtiniais ūgliais. Metodas pagrįstas izoliuotos augalo dalies sugebėjimu palankiomis sąlygomis atauginti trūkstamus organus.iuo būdu dauginama daugelis gėlių–narcizai, hiacintai, lelijos.

Ūglių generavimas i kaliaus Kalius - tai neorganizuotas audinys, sudarytas i

dediferencijuotų ląstelių.Tai amorfinė masė, neturinti konkrečios anatominės struktūros. Keičiant atitinkamų fitohormonų balansą terpėje citokininų naudai, i kaliaus galima generuoti ūglius arba embrionus.

b) somatinė embrionizacija

iuo metu embriogenezė sėkmingai indukuojama medvilnėje, vynuogėse, tabake, agurkuose.Somatiniai embrionai vystosi i somatinių individo audinių ir turi klono po˛ymių.Somatiniai embrionai paprastai susidaro asinchronikai. Todėl masėje randama įvairaus isivystymo struktūrų,todėl po brendimo fazės ilieka geriausios kitos sunyksta. Padauginus augalus tokiu būdu,gemalams reikalingas maisto med˛iagų apvalkalas. Prieingai nei sėklos iaugintas embrionas neturi natūralaus maisto med˛iagų altinio, todėl is patalpinamas į įvairios sudėtie alginatų kapsules pripildytas maitinamosios terpės. Tokiu būdu siekiama sukurti dirbtines sėklas. Dirbtinės sėklos būna dviejų tipų: 1) hidratuotos ir 2) desikuotos arba id˛iovintos.

Dabartinė biotechnologija apima įvairias technologijas, susijusias su gyvų organizmų ar jų produktų panaudojimu maisto ir medicinos pramonėje, tobulinant augalus ir gyvūnus, formuojant organizmus specifiniam naudojimui, taip pat gerinant ˛mogaus sveikatą ir įprastinę aplinkąBiotechnologija — tai senas ir gerai ivystytas mokslas, darantis įtaką mūsų kasdienybei. Nuo neatmenamų laikų augalai ir gyvūnai buvo veisiami atrankos būdu, o mikroorganizmai naudojami pagaminti tokiems produktams kaip duona, sūris, vynas ir alus. Archeologai atranda tokių pavyzd˛ių, kurių kilmė gali siekti 5000 metų prie Kristų.Tarp ankstyvosios biotechnologijos evoliucijos ir iandieninės moderniosios biotechnologijos pramonės, gamyboje naudojančios rekombinantinę DNR, prabėgo did˛iulis istorijos tarpsnis, aprėpiantis gausybę laimėjimų, i kurių ˛ymiausi galėtų būti ie:

dvispiralinės DNR struktūros apraymas (1953 m., Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas);

pirmieji rekombinantinės DNR eksperimentai (1973 m., Walteris Gilbertas),

pirmosios biotechnologijos kompanijos 'Genentech', 1978 m. paskelbusios apie pirmąjį ˛mogaus baltymo pagaminimą i bakterijos — ˛mogaus somatostatiną, įkūrimas (1976 m.);

Johnas Baxteris paskelbia apie ˛mogaus augimo hormono geno klonavimą (1979 m.);

Kompanijos 'Biogen' mokslininkai pirmieji paskelbė biologikai aktyvaus rekombinantinio ˛mogaus leukocitų alfa interferono ekspresiją (1980 m.);

pirmojo rekombinantinio baltymo — insulino pramoninė gamyba (1982 m., kompanija 'Eli Lilly', pagal 'Genentech' lizenciją);

'Genentech' gavo i JAV Maisto ir vaistų reguliavimo tarnybos (FDA) patvirtinimą, kad galima ileisti į rinką ˛mogaus rekombinantinį augimo hormoną vaikams su augimo hormono nepakankamumu (1982 m.);

rekombinantinio interferono alfa-2a gamybos licenciją 'Genentech' perdavė kompanijai 'Hoffman-La Roche', i 1986 m. i FDA gavo patvirtinimą apie io vaisto tinkamumą leukemijai gydyti, o 1987 m. — leidimus masinei genetikai modifikuoto plazminogeno aktyvatoriaus ir rekombinatinei hepatito B vakcinos gamybai pradėti;

1989 m. kompanija 'Amgen' i FDA gavo patvirtinimą dėl genetikai modifikuoto eritropoetino tinkamumo inkstų nepakankamumui ir anemijai gydyti;

pradėtas ˛mogaus genomo projektas — tarptautinio masto bandymas iifruoti visus genus ˛mogus ląstelėje (1990 m.);

paskelbtas galutinis ˛mogus genomo variantas (2003 m.).

Modernioji biotechnologija, paremta rekombinantinės DNR ar hibridomų technologija (technologija specifinių antikūnų gamybai), taikoma naujų maisto ir farmacijos produktų gamyboje, padeda ispręsti aplinkos problemas. Dėl to biotechnologija skyla į keletą sričių, tokių kaip ˛emės ūkio, pramonės, aplinkos bei farmacinė biotechnologijos.

Pastaroji u˛siima farmacinių baltyminių preparatų gamyba: vakcinos, diagnostiniai baltymai ir ˛mogaus terapijai skirti baltymai. Dideli baltymų kiekiai gali būti gaminami naudojant bioprocesinę technologiją. Taikant biologijos, chemijos ir in˛inerijos principus, kuriamos technologijos, kurioms padedant pagaminami dideli kiekiai baltymų ar kitų biomed˛iagų. ie procesai vykdomi tam pritaikytose gamyklose, kur ruoiamos terpės ir buferiniai tirpalai, auginami mikroorganizmai arba ląstelių kultūros, vyksta bioproduktų iskyrimo ir gryninimo darbai. Visus procesus seka kokybės kontrolės specialistai. Gamybos procesas turi atitikti dabartinės geros gamybos praktikos reikalavimus.

iuo metu imtai biotechnologijos kompanijų atlieka daugiau kaip 350 vaistinių produktų ir vakcinų klinikinius bandymus, dar imtai darbuojasi ankstyvose įvairių biofarmacinių projektų kūrimo stadijose. ie projektai – tai būsimi vaistai, diagnostiniai testai, augalų ir gyvūnų genetinės modifikacijos. Dauguma naujų farmacinių produktų skirti gydyti ligoms, kurių iki iol nepavykdavo igydyti tradiciniais vaistais. Dauguma farmacinių produktų skirti gydyti ligoms, kurių iki iol nepavykdavo igydyti tradiciniais vaistais. Mokslininkai imoko manipuliuoti DNR ir baltymais — dviem svarbiausiais gyvybės elementais. O tai leid˛ia biotechnologijos mokslui aprėpti sritis nuo genetikai modifikuotų vaistų gamybos iki visiems ˛inomos avies Doli klonavimo.

Kitas ˛ingsnis u˛baigus pirminį ˛mogaus genomo sekos nustatymo variantą, — naujų vaistų rūių atradimas. Tikimasi, kad per artimiausius 20 metų atrastų, itirtų ir ileistų į rinką farmacinių produktų skaičius padidės eis kartus.

Biotechnologija mokslo kryptis, sujungianti biologijos ir technikos galimybes. Tai biologinių procesų ir sistemų naudojimas ˛emės ūkyje, pramonėje, medicinoje.
Terminas paplito XX a. antroje pusėje, nors biotechnologiniais procesais, kaip duonos kepimas, rūgčių pieno produktų gamyba, fermentinių sūrių ir vyno darymas, naudojamasi labai seniai.

Panaudojimas Mikrobiologijos ir biochemijos pa˛anga – fermentų ir kitokių biologikai aktyvių med˛iagų iskyrimas leido iplėsti praktines biotechnologijos galimybes.
Mikrobiologijos pramonė gamina paarinius baltymus, aminorūgtis, vitaminus, antibiotikus, biopesticidus. Molekuliniame lygyje susiformavus genoin˛ineriniai biotechnologijai, kuriamos naujos organizmų, produkuojančių fermentus, hormonus, interferonus ir kitokias biologikai aktyvias med˛iagas, formas: susidaro galimybės kurti produktyvesnių ir turinčių kitas naudingas savybes ˛emės ūkio augalų ir gyvulių veisles.
Augalininkystėje viena i genoin˛inerinės biotechnologijos problemų – kurti azotą jungiančių bakterijų kamienus, sugebančius fiksuoti daugiau atmosferinio azoto ant anktinių augalų aknų, ir dirbtines azotą jungiančių bakterijų bei javų ir techninių augalų simbiozes. Vienas i biotechnologijos pasiekimų gyvulininkystėje – embrionų transplantavimas, siekiant gauti i ma˛esnės veislės vertės patelių genetikai vertingus palikuonis.
Biotechnologiniai procesai naudojami nukenksminant (utilizuojant) organines atliekas ˛emės ir komunaliniame ūkyje, pramonėje, gaunant vertingas organines trąas ir dujas.

Referatas:

Biotechnologija-draugas ir priesas

Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Vizualizari: 3546
Importanta:

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Distribuie URL
https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Biotechnologija75835.php

Adauga cod HTML in site
<a href="https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Biotechnologija75835.php" target="_blank" title=" - https://www.scrigroup.com/limba/lituaniana/247/Biotechnologija75835.php">Biotechnologija</a>

Biotechnologija

biologija

DOCUMENTE SIMILARE

Biotechnologija-draugas ir priesas

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comenteaza documentul: