Вы здесь

Биотехнология

Биотехнология, Божков, скачать книгу
Средняя: 5 (4 оценок)
Автор: 
Город: 
Издательство: 
Год издания: 
2008
Страниц: 
363стр.
Формат: 
djvu
Размер: 
25.39Mb

Современная биотехнология возникла как возможность использования фундаментальных знаний о биологии клетки и, прежде всего, бактериальной клетки в практической деятельности для получения полезного для человека целевого продукта. Однако биотехнологию не следует понимать только как прикладную сферу деятельности. Это, прежде всего, интеграция научной и технологической деятельности, направленной на модификацию, управление и реконструкцию биологических систем с целью получения ценных веществ естественного происхождения и сохранения окружающей среды. Пожалуй, именно в биотехнологии наиболее гармонично объединены фундаментальные знания с практической деятельностью. Используя биологические системы в качестве продуцентов, мы познаем новые свойства и особенности этих систем, именно в этом и проявляется интеграция науки и производства.

Первая часть книги посвящена знакомству с основными объектами биотехнологии, рассмотрению принципов функционирования биологических систем и основным направлениям молекулярной и клеточной биотехнологии.

В книге Биотехнология Божков выделил фундаментальные аспекты биотехнологии и промышленные аспекты биотехнологии. В первой части Биотехнология Божков описал этапы становления, задачи и перспективы:

  • Формирование микробиологии, биохимии и бродильных производств как фундаментальной основы биотехнологии;
  • Разработка технологии рекомбинантных ДНК и рождение молекулярного направления;
  • Современный этап развития биотехнологии.

В книгу Биотехнология Божков включил объекты биотехнологии:

  • Общие характеристики объектов биотехнологии (Вирусы и вироиды, Прокариотические организмы, Бактерии);
  • Царство грибов – Fungi (Особенности строения и метаболизм, Цианобактерии или сине-зеленые водоросли);
  • Водоросли (Algae) – Характеристика водорослей, их роль и использование;
  • Характеристика, выделение и использование клеток растений в биотехнологии, культивирование растительных клеток.

В Биотехнология представлены принципы функционирования биологических систем:

  • Биологические теории, концепциях и принципах функционирования;
  • Свойства биологических систем иди критерии живого;
  • Клеточная теория (Основные этапы формирования клеточной теории, Клетка – структурированная система биополимеров);
  • Концепция межмолекулярных взаимодействий (Характеристика слабых связей, Силы Ван-Дер-Ваальса, Электростатические силы, Водородные связи и структура воды, Гидрофобные взаимодействия, Слабые связи обеспечивают динамичность биологических структур);
  • Принцип комплементарности, самосборки биологических структур, структурно-функциональной взаимосвязи, кооперативности и иерархичности организации биологических систем;
  • Коннцепции метаболизма, принципе общего предшественника (ацетатное правило), разветвленных и альтернативных метаболических путей, многоуровневости регуляции метаболизма и циклической организации метаболизма.

Книга Биотехнология Божкова раскрывает методы биотехнологии:

  • Классификация методов биотехнологии;
  • Стерилизующие агенты и способы стерилизации (требования к асептике в биотехнологических процессах);
  • Методы стерилизации (паром под давлением, горячим воздухом, химическими веществами);
  • Стерилизация воздуха (ультрафиолетовым излучением, тепловой обработкой, фильтрационная очистка воздуха, очистка отработанного воздуха);
  • Стерилизация питательных сред (использование ультрафильтрации для стерилизации питательных сред, контроль стерильности);
  • Общая характеристика кинетики роста клеточных культур в биореакторах;
  • Кинетика сбалансированного роста, уравнение Моно;
  • Влияние некоторых физико-химических параметров среды на кинетику клеточного роста ;
  • Основные фазы роста клеток в реакторах периодического действия;
  • Методы оценки газообмена и массопереноса в биореакторах (между газовой и жидкой фазами, скорость утилизации кислорода и клеточный метаболизм, массообмен с участием свободно поднимающихся частиц и путем принудительной конвекции, теплообмен в биореакторах);
  • Типы биореакторов (требования к биореакторам, биореакторы барботажные с механическим перемешиванием, с самовсасывающей системой аэрации, с подводом энергии в газовую фазу, со струящейся пленкой и биореакторы для культивирования клеток животных).

Биотехнология - это культура растительных клеток и тканей:

  • Применение культивируемых растительных тканей и клеток и становление метода;
  • Техника и условия культивирования растительных клеток (методы стерилизации растительных объектов и состав питательных сред) и культура клеточных суспензий;
  • Источники получения клеток для культивирования;
  • Особенности культивирования клеточных суспензии (культура каллусных тканей, культура протопластов, клональное микроразмножение растений);
  • Методы клонального размножения растений (основные этапы клонального микроразмножения растений, метод активации развития уже существующих в растениях меристем, индукция возникновения адвентивных почек непосредственно тканями эксплантата, соматический эмбриогенез, метод клонального микроразмножения на основе дифференциации адвентивных почек, техника культивирования при клональном микроразмножении);
  • Способ получения безвирусного посадочного материала.

В разделе биотехнологии культуры животных клеток освещены вопросы:

  • История развития метода культивирования клеток животных, основные понятия и этапы;
  • Механизмы, регулирующие клеточную пролиферацию;
  • Питательные среды для культивирования клеток животных (сбалансированные солевые растворы и ростовые среды);
  • Получение и культивирование первичных культур клеток (монослой, суспензионные культуры);
  • Области применения культур клеток животных (продукты, получаемые из клеток животных, получение вирусных вакцин, антител, инсектицидов и интерферонов, получение ферментов и гормонов).

В книге Биотехнология: фундаментальные и промышленные аспекты имеются разделы:

  • лимфоидные гибридомы или технология получения моноклональных антител (этапы получения моноклональных антител, иммунизация животных, слияние клеточных партнеров – гибридизация и культивирование гибридомных клеток, скрининг клонов, продуцирующих моноклональные антитела, области применения моноклональных антител, в том числе в диагностике, медицинеи научных исследованиях).
  • технологии рекомбинантных днк бактериальных клеток (этапы становления технологии рекомбинантных ДНК, выделение индивидуальных генов или фрагментов ДНК, химико-ферментативный синтез генов, синтез индивидуальных генов на соответствующих мРНК, получение фрагментов ДНК с помощью полимеразной цепной реакции, векторы, принципы конструирования и характеристика, векторы клонирования крупных фрагментов ДНК, перенос вектора в реципиентную клетку, а именно трансформация клеток бактерий с использованием солей кальция, с помощью полиэтиленгликоля, трансформация клеток бактерий электропорацией и методом тройного скрещивания, селекция клонов, несущих трансген, скрининг методом гибридизации нуклеиновых кислот, иммунологический скрининг и по активности белков, регуляция экспрессии трансгена.

В состав Биотехнология входит технология рекомбинантных днк растительных клеток и трансгенные растения:

  • Задачи и некоторые проблемы технологии рекомбинантных ДНК растений;
  • Общая схема переноса генов в клетки растений;
  • Организация и экспрессия генов растений (Векторы на основе Ti-плазмид и Ri-плазмиды);
  • Механизмы переноса Т-ДНК;
  • Цис- и транс-векторы Ti-плазмид;
  • Трансформация иселекция трансформированных клеток двудольных растений с помощью Ti-плазмид;
  • Индукция трансформации векторами на основе агробактерий;
  • Прямая регенерация трансформированных растений на примере табака;
  • Укоренение и размножение трансформированных побегов;
  • Генетическая трансформация растений на стадии каллуса, протопластов и гомогенных эксплантатов;
  • Трансформация протопластов агробактериями;
  • Ограничения методов трансформации с помощью агробактерий;
  • Методы прямого переноса генов в растительные организм (трансформация протопластов с использованием полиэтиленгликолей, методом электропорации и микроинъекций);
  • Введение ДНК в протопласты с помощью липосом;
  • Трансформация методом биологической баллистики;
  • Перспективы, проблемы и направления исследований технологии рекомбинантных ДНК растительных объектов.

В книге Биотехнология Божков описал получение клонов и трансгенных животных:

  • Предзародышевое развитие млекопитающих;
  • Оплодотворение яйцеклеток вне организма;
  • Созревание ооцитов in vitro;
  • Капацитация сперматозоидов;
  • Оплодотворение in vitro и ранние стадии развития эмбрионов;
  • Методы получения и культивирования предымплантационных зародышей мышей;
  • Способ получения зародышей мыши;
  • Технология трансплантации и пересадка эмбрионов;
  • Применение клеточной инженерии в животноводстве;
  • Исследование тотипотентности клеток и клеточных ядер;
  • Клонирование эмбрионов;
  • Получение однояйцовых близнецов и химерных животных;
  • Получение трансгенных животных с помощью ретровирусов, с применением микрочастиц золота;
  • Использование трансгенных животных;
  • Трансгенные животные с устойчивостью к заболеваниям, с новыми хозяйственно-полезными свойствами;
  • Использование трансгенных животных в научных исследованиях и как продуценты биологически активных веществ;
  • Генотерапия.

В работе Биотехнология Божкова содержатся следующие разделы:

  • Инженерная энзимология, а именно иммобилизации ферментов и клеток;
  • Биосенсорика (биосенсоры на основе иммунных реакций, нуклеиновых кислот, жидких кристаллов, суперспиральных кольцевых двухцепочечных молекул ДНК, светочувствительных мембран, иммобилизация биоматериала на транзисторах, преимущества биосенсоров перед другими аналитическими устройствами и области их применения).

Вторая часть книги Биотехнология Божков посвятил промышленным аспектам биотехнологии, а именно:

  • Подготовительный этап биотехнологических производств (оценка критериев продуктивности биотехнологического процесса, патентование в биотехнологии, приготовление питательных сред и подготовка условий культивирования, контроль стерильности питательных сред и наращивание маточных культур);
  • Производственный этап биотехнологического процесса (основные задачи, которые необходимо решать на производственном этапе биотехнологического процесса, поддержание и контроль асептических условий и условий роста культур, обеспечение газообмена и массообмена в процессе культивирования, состав и качество питательной среды в процессе производства, контроль состояния биообъекта в процессе производства);
  • Завершающий этап биотехнологического производства (концентрирование и выделение целевого продукта, центрифугирование (сепарирование) и упаривание, фильтрация и флотация, методы экстракции и сорбция, хроматографические методы выделения, очистка, стабилизация и фасовка целевого продукта);
  • этапы испытания новых продуктов биотехнологического производства и охрана природной среды (требования к биотехнологическому производству и характеристика продуктов биотехнологии, испытание целевого продукта, оценка продуктов на отсутствие контаминантов и идентичности или подлинности биотехнологических продуктов, безвредности продуктов биотехнологии, в том числе пищевых продуктов и пищевых добавок, этические и моральные аспекты в развитии молекулярной биотехнологии, биотехнологическое производство и охрана природной среды, особенности биотехнологических производств как потенциального источника загрязнения среды и возможные пути очистки сточных вод, обезвреживание отходов биотехнологических производств, возможные пути утилизации отходов биотехнологических производств).