Биотехнология

Биотехнология РЕФЕРАТ Текст наукової роботи – 23 ст., 8 джерел. Об’єктом дослiдження у данiй роботi є провiднi напрямки бiотехнологiї, їхнiй розвиток та перспективи розвитку у майбутньому. Мета : Розглянувши рiзнi напрямки бiотехнологiї – їхню iсторiю, а також найсучаснiшi дослiдження, з’ясувати якi з них є найбiльш перспективними. Дослiдити роль бiотехнологiї в життi суспiльства. У ходi дослiдження реалiзованi такi завдання: — систематизовано напрямки бiотехнологiї; — з’ясовано перспективнi галузi бiотехнологiї; — визначена роль бiотехнологiї в життi суспiльства. Методи дослiдження : систематизацiя та аналiз. : дана робота може бути використана як додатковий матерiал при вивченнi у школах на уроках бiологiї тем присвячених бiотехнологiї. Змiст вмiщує в собi – вступ, 2 роздiли, висновки, список використаної лiтератури. 1 ВСТУП 70-их роках XX ст. (бiос – життя, технос – мистецтво, майстернiсть, логос – слово, вчення) хоча бiотехнологiчнi принципи людина розробила уже давно – використання життєдiяльностi мiкроорганiзмiв для випiкання хлiба, виготовлення сиру та iнших молочних продуктiв, виноробства, пивоварення. Зараз технологiя бiологiчних процесiв набирає в сучасному свiтi винятково велике значення. Взаємодiя молекулярної бiологiї, генетики, генної iнженерiї, бiохiмiї i мiкробiологiї, хiмiї i хiмiчної технологiї в областi проблем бiотехнологiї веде до створення нових бiологiчних агентiв, вдосконалення керування бiосинтезу тощо. Бiотехнологiю умовно подiляють на два роздiли : 1) традицiйна (куди входить технологiчна мiкробiологiя, а також технiчна, бiохiмiчна та iнженерна ензимологiя); 2) нова (куди входять генетична та клiтинна iнженерiя). 2 ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ ТРАДИЦІЙНОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ 2. 1 Ферментацiя в бiотехнологiї мiкроорганiзмiв отримують такi лiкарськi препарати як кортизон, гiдрокортизон i деякi iншi, якi вiдносяться до групи стероїдiв. Мiкроорганiзми використовують для отримання деяких нуклеотидiв i цитохромiв. Вони є продуцентами вiтамiнiв В2 i В12 кровi – декстран, в харчовiй, текстильнiй, парфумернiй промисловостi i для збiльшення добутку нафти. Розширюється можливiсть масового виробництва на застосуваннi вiрусних та бактерiальних препаратiв для профiлактики захворювань сiльськогосподарських тварин. Також мiкроорганiзми використовують в хлiбопеченнi, для отримання оцту, молочнокислих продуктiв, етанолу, глiцерину, ацетону, бутанолу та ряду органiчних кислот. Одним з найбiльш перспективних напрямкiв традицiйної бiотехнологiї є використання мiкроорганiзмiв як один з засобiв захисту рослин вiд шкiдникiв. 2. 2 Засоби захисту рослин Розвиток цього напрямку зумовлюється багатьма вадами пестицидiв та iнших засобiв захисту рослин. По-перше, абсолютна бiльшiсть пестицидiв є сильними бiологiчними активними речовинами i негативно впливають на рослини. Це може виразитись в погiршеннi росту, розвитку i загального стану рослини. По-друге, дуже часте використання пестицидiв може знищити всю мiкрофлору, в першу корисну, так як вона є дуже чутливою до пестицидiв. Цим порушуються нормальнi мiкробiологiчнi процеси в грунтi, в тому числi симбiотичнi i асоцiативнi, що часто призводить до зниження супротивлення рослин шкiдникам, хворобам, бур’янам. Це може проявитись i в перiод зберiгання врожаю, коли вiдбувається змiна мiкрофлори поля на мiкрофлору сховища. Приклад – збiльшення псування картоплi збуджувачами м’якої гнилi, внаслiдок багаторазових опрацювань пестицидами проти колорадського жука i фiофтори, особливо на фонi надлишку органiчних i азотних добрив. По-третє, невмiле використання пестицидiв може сприяти появi нових стiйких форм органiзмiв-шкiдникiв. В ситуацiї, що склалась в сiльському господарствi одним з виходiв є замiна пестицидiв на мiкроорганiзми (бактерiї, актиномiцети, гриби), живi органiзми (хижаки i паразити шкiдникiв i збуджувачiв хвороб), або продукти їхньої життєдiяльностi. Для цiєї замiни зроблено чимало. Вже зараз отриманi препарати мiкроорганiзмiв, вiдiбранi комахи-хижаки, клiщi та нематоди, паразитичнi органiзми рiзного рiвню органiзацiї. Опрацьованi методи вирощування таких тварин i мiкроорганiзмiв i їх застосування в полi i закритому грунтi. Препарати для боротьби з фiтофагами надходять в продаж з iнструкцiєю по використанню. Набагато важче склались справи з бiозахистом рослин вiд хвороб. Не дивлячись на багаточисленнi розробки бiопрепаратiв для захисту рослин вiд хвороб поки тiльки деякi з них рекомендованi для використання. Це перш за все антибiотики, якi мають деякi переваги в порiвняннi з фунгицидами: вони в основному добре розчиняються в водi, досить стiйкi до навколишнього середовища, досить легко проникають в тканини рослини. Цi їхнi ознаки дозволяють використовувати їх для придушення збуджувачiв хвороби. Майже всi антибiотики спроможнi придушувати широке коло патогенiв: гриби, бактерiї i мiкоплазми. Проводяться пошуки i антивiрусних антибiотикiв. В деяких країнах дозволено використовувати антибiотики медицинського призначення або синтезованi для захисту рослин в чистому виглядi або в сумiшi з фунгицидами. Деякi зарубiжнi фiрми вже випускають препарати антибiотикiв спецiально для захисту рослин: бластоцидин, касугимiцин, полiоксин, валiдамiцин та iншi. В нашiй країнi найбiльш поширенiшими антибiотиками є трихотецин, фiтобактерiомiцин i фiтолавiн-100. Антибiотики є продуктами бiотехнологiї, але все-таки їх важко визнати засобами бiометоду захисту рослин. Принципово вони не вiдрiзняються вiд звичайних фунгицидiв i бактерiоцидiв хiмiчної природи, крiм того що вони є продуктами життєдiяльностi мiкроорганiзмiв. Це звичайнi органiчнi з’єднання, але синтезованi не в хiмiчному реакторi, а живою клiтиною. Антибiотики володiють всiма перевагами та вадами хiмiчних пестицидiв: 1. Антибiотики активнi не тiльки проти патогенiв, але й проти всiєї мiкрофлори рослини. бактерiй. 4. Вартiсть препаратiв, виготовлених на основi антибiотикiв, вища вартостi препаратiв хiмiчної природи. Зважаючи на цi фактори, можна сказати, що застосування антибiотикiв для захисту рослин вiд хвороб не має перспективи, якщо тiльки не будуть знайденi високоспецифiчнi сполуки, якi б вибiрково знищували патогени, при цьому не завдаючи шкоди рослинам, тваринам i корисним мiкроорганiзмам. Щоб уникнути негативних наслiдкiв застосування антибiотикiв були зробленi спроби використовувати мiкроорганiзми продуценти антибiотикiв. Антагонiзм характерний для бiльшостi мiкроорганiзмiв, що знаходяться на всiх частинах рослин i всерединi тканин рослин. Особливо сильний антагонiзм проявляється серед грунтових мiкроорганiзмiв, де мiкрофлора дуже рiзноманiтна i густота мiкробного населення дуже висока. Властивiсть антагонiзму привернула увагу мiкробiологiв, що працюють в областi медицини фiтопатологiї рослин, харчової промисловостi. За останнi 40 рокiв дослiдниками-мiкробiологами зроблена величезна робота по виявленню антагонiстiв, вивченню їхньої бiологiї, взаємовiдносин з патогенами та iншими мiкроорганiзмами, вiдношенню до рослин i тварин. В результатi серед грибiв, бактерiй i бiльшостi актиномiцетiв виявленi антагонiсти практично до всiх патогенних грибiв, бактерiй, актиномiцетiв i навiть мiкоплазма. Знайденi вiруси фiтопатогенних бактерiй i актиномiцетiв, виявленi паразити паразитiв на рiзних рiвнях органiзацiї живого. Таким чином, створений арсенал для розвитку класичного методу бiологiчного захисту рослин, який передбачає використання живих органiзмiв для контролю числа небажаних (в тому числi патогенних) органiзмiв в агроценозi. Американськi мiкробiологи Калiфорнiйського унiверситету в мiстi Берклi звернули увагу на те, що в умовах Калiфорнiї бiльшiсть цитрусових пошкоджується слабкими заморозками (0о С) за рахунок утворення кристаликiв льоду в тканинах рослин. Бiльш того пошкоджуються не всi рослини пiдряд, а вибiрково, стiйкiсть до заморозкiв залежить вiд сорту та виду рослин. Зацiкавившись цим явищем, група дослiдникiв пiд керiвництвом Лiндов виявила, що за це явище вiдповiдальнi бактерiї, що iснують на листках i в тканинах рослин. Це бактерiї Pseudomonas syringae, якi вiдносяться до великої групи бактерiй, що викликають хвороби листкiв i пагонiв рослин, i Erwinia herbicola – бактерiї кишечної групи, якi викликають ураження коренiв рослини. Обидва види бактерiй заселяють тканини цитрусових без помiтних ознак їх пошкодження, але в той же час не можуть iснувати за межами рослини i швидко гинуть в грунтi, водi та iнших можливих середовищах. В випадку утворення кристалiв льоду неважко видiлити мутантнi клiтини, що втратили цю здатнiсть, але не змiнили здатнiсть заселяти тканини рослин. При обробцi молодих рослин кукурудзи, томатiв або полуницi суспензiєю клiтин бактерiй Pseudomonas syringae, що втратили здатнiсть утворювати кристали льоду, рослини нормально заселяються бактерiями i не пошкоджуються заморозками. Отже, можна захистити рослини, якщо замiнити “нормальну” мiкрофлору такою самою, але мутантною, яка втратила здатнiсть до синтезу фактору утворення льоду. Важливим є те, що такi мiкроорганiзми тiсно зв’язанi з рослиною i не допускають заселення родинними органiзмами. Дiйсно, рослини, заселенi мутантними бактерiями, не в змозi заселяться такими самими клiтинами дикого типу, якi утворюють кристали. Але якщо рослина вже заселена клiтинами бактерiй дикого типу, то вона вже не може заселятись мутантними. Таким чином, для успiшного захисту рослини цим способом необхiдно зробити її хоча б частково стерильною або по крайнiй мiрi зменшити кiлькiсть клiтин дикого типу. Цього можна добитись, наприклад, попереднiм опрацюванням хiмiчними речовинами, або, як запропонували американськi вченi, препаратом вiрусiв бактерiй (бактерiофагiв), до якого чутливi клiтини дикого типу, але стiйкi мутантнi. Зараз в США та в деяких iнших країнах розробленi препарати для захисту рослин вiд заморозкiв i проводиться їх ретельна перевiрка в контролюючих умовах на можливу патогеннiсть до широкого кола господарiв, токсичнiсть i вiддаленi наслiдки для людини i екологiчну нешкiдливiсть. Існує побоювання, що витiснення з природи бактерiй, що утворюють кристали льоду, може порушити процеси утворення дощу та снiгу. Але поки проходять дослiди, створенi i вiдпрацьовуються комплекси препаратiв найрiзноманiтнiших напрямкiв. Наприклад, з допомогою сучасних методiв отриманi бактерiї псевдомонад, якi володiють антагонiзмом до ряду збуджувачiв хвороб, якi здатнi заселяти листки рослин або коренi i синтезувати токсини проти комах. Отже, отриманий препарат, що здатний стати прообразом майбутнiх бiопрепаратiв комплексної дiї для захисту рослин вiд шкiдникiв i хвороб. Необхiдна тривала i ретельна перевiрка цього препарату в контролюючих умовах, але вже зараз вiн знайшов собi застосування як бiоiнсектицид. Вбитi клiтини цих бактерiй в два рази довше утримують токсин на листках рослини, нiж клiтини бацил. Інтенсивне вивчення взаємовiдносин мiж мiкро- та макро- органiзмами в бiогеоценозах на всiх можливих рiвнях (популяцiйному, органiзмовому, клiтинному i молекулярному) дає право надiятись, що вже в найближчий час будуть встановленi новi закономiрностi, на основi яких будуть розробленi методи бiологiчного контролю складу агроценозiв. Одним зi способiв здiйснення такого контролю може бути застосування препаратiв рiзних типiв та властивостей на основi живих мiкроорганiзмiв. 2. 3 Традицiйна бiотехнологiя в iнших сферах життя життєдiяльностi спецiально виведених мiкроорганiзмiв. Зараз в свiтi виробляється близько 400 тис. тонн цього продукту. Такої кiлькостi лимонної кислоти не забезпечили б жоднi цитрусовi плантацiї. Крiм того, мiкроорганiзми використовують для отримання вакцин. 3 ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ НОВОЇ БІОТЕХНОЛОГІЇ Коли кажуть про нову бiотехнологiю, то мають на увазi генетичну i клiтинну iнженерiю, якi створили можливiсть переробки спадкового апарату органiзмiв. 3. 1 Клiтинна iнженерiя Рослини мають ряд переваг перед тваринами, бо майже у всiх рослин можна одержати з однiєї соматичної клiтини цiлу рослину, яка має здатнiсть до заплiднення i утворення насiння. На цьому етапi дiє клiтинна iнженерiя, розвиток якої пов’язаний з технiкою культивування клiтин i тканин вищих органiзмiв, яка вже пробила собi дорогу в промисловiсть. Пiд час культивування клiтини вищих рослин можуть розглядатись як типовий мiкрооб’єкт, що дозволяє застосовувати до них не лише технологiю i апаратуру, але i логiку експериментiв, якi прийнятi в мiкробiологiї. Культивованi клiтини в рядi випадкiв зберiгають тотипотентнiсть, тобто здатнiсть перейти до виконання програми розвитку, в результатi якого iз культивованої соматичної клiтини виникне цiла рослина, яка здатна до нормального розвитку i розмноження. Крiм того, потрiбно пiдкреслити, що технiка культури соматичної клiтини зараз стає винятково важливим iнструментом в генетичнiй iнженерiї i бiотехнологiї. якi можна культивувати як завгодно довго. Це клiтини нирок людини i тварин, раковi клiтини людини (Hela) т. iн. Клiтини тварин i людини вирощують в спецiальних середовищах в виглядi монослою на склi. Для вирощування суспензiйних культур використовують найрiзноманiтнiшi судини-хемостати, ферментери, флакони. Щоб клiтини гарно росли, необхiдне їхнє постiйне перемiщення. Для цього розробленi способи культивування клiтин за принципом безперервної змiни середовища (хемостати). Культивування клiтин проводять при визначенiй температурi (37о С) i РН середовища (6,8…7,5). Основними компонентами середовищ для культури є: мiнеральнi солi, амiнокислоти, вiтамiни, антибiотики. Зараз технологiя культивування деяких типiв клiтин тварин настiльки гарно вiдпрацьована, що може широко використовуватись в виробничих умовах для отримання рiзних продуктiв. Застосування культури клiтин людини i тварин для практичних цiлей почалось вперше з робiт, в яких була продемонстрована можливiсть вирощування вiрусiв в культивуючих клiтинах. Для цього були (1949 р.) використанi клiтини нирок людського зародку, нирок дорослих мавп, клiтини кур’ячого ембрiону, а також клiтини перевиваїмих лiнiй – Hela, BHK-21 (клiтини нирки ембрiонiв хом’яка) т. iн. Застосування методу клiтинних культур дозволило налагодити нарощування вiрусiв в необхiднiй кiлькостi i в досить чистому виглядi, що сприяло розвитку дiагностики вiрусних захворювань i отриманню необхiдних для медицини вакцин. i об’єднувати генетичну iнформацiю двох батькiвських клiтин. Але утворення гiбридних клiтин в звичайних умовах вiдбувається дуже рiдко. добути гiбриди клiтин абсолютно рiзних видiв органiзмiв. Вiдомi мiжвидовi гiбриднi клiтини, наприклад людини i мишi, курчатка i людини, москита i людини, корови та норки та iншi. Виявилось можливим також гiбридизувати клiтини з рiзних тканин, наприклад лiмфоцити i фiбропласти, нормальнi та пухлиннi клiтини. Метод гiбридизацiї соматичних клiтин тварин i людини зараз знайшов виключно важливе застосування для отримання моноклональних антитiл. Вiдомо, що антитiла, що утворюються в органiзмi в вiдповiдь на введення антигена (бактерiї, вiрусу i т. iн.), є бiлками, що називаються iмуноглобулiнами i захищають органiзм вiд хвороб. Але будь-яке чужерiдне тiло, яке вводиться в органiзм, це сумiш рiзних антигенiв, що будуть збуджувати продукцiю рiзних антитiл. До того ж в сиворотцi кровi iмунизованих тварин антитiло завжди є сумiшшю, що складається з антитiл, якi продукуються рiзними лiмфоїдними клiтинами. Та для практичних цiлей необхiднi антитiла одного типу, тобто моноспецифiчнi сиворотки з одним типом антитiл. Очистка одного типу антитiл вiд сумiшей – справа дуже складна i трудомiстка. І ось в 1975 р. Келером i Мiльдштеймом був розроблений спосiб отримання гiбридiв мiж лiмфоцитами мишей, iмунизованих перед цим якимось антигеном i культивуюмими пухлинними клiтинами кiсткового мозку (мiєломними клiтинами). Цi гiбриднi клiтини отримали назву гiбридоми. Вони об’єднали в собi здатнiсть лiмфоциту утворювати необхiднi антитiла (одного типу) i здатнiсть пухлинних безкiнечно довго розмножуватись на штучних середовищах. Культивуючи гiбридоми, а потiм iмiзуючи ними тварин, можна отримати антитiла необхiдного типу i в необмежених кiлькостях. Показано, наприклад, що з 50…100 мишей можна отримати грами моноклональних антитiл. Моноклональнi антитiла, отриманi вказаним, зараз використовуються в рiзних областях медицини i бiологiї. Виробництво моноклональних антитiл займає зараз одне з провiдних мiсць в бiотехнологiї. Крiм широкого використання в фундаментальних дослiдженнях вони застосовуються для отримання препаратiв бiологiчно активних речовин високої чистоти, широко використовуються як дiагностичнi реагенти, наприклад для визначення груп кровi. Моноклональнi антитiла виявились перспективними для лiкування ряду захворювань, i в особливостi для лiкування хворих злоякiсними пухлинами. Можна назвати 3 напрямки створення нових технологiй на основi культивування клiтин i тканин рослин: Перше – отримання промисловим шляхом цiнних бiологiчно-активних речовин рослинного походження. Так отриманi мутантнi клiтиннi лiнiї раувольфiї змiнної – продуценту iндольних алкалоїдiв, якi мiстять в 10 разiв бiльше цiнного для медицини антиритмiчного алкалоїду – аймалiну; дискореї дельтовидної – продуценту диогенiну, який використовується для синтезу гормональних препаратiв; отриманий штам рути пахучої, який мiстить в 220 разiв бiльше алкалоїду рутакридона, нiж в самiй рослинi; iз суспензiйної культури наперстянки шорсткої, яка мiстить серцевий глiкозид – дигитоксин, отримали бiльш якiсну форму – дигоксин – для використання в медицинi; iз суспензiйної культури м’яти отримали ментол для трансформацiї пулегона i ментола. Дослiдження, якi були проведенi в наукових лабораторiях свiту, вже реалiзуються в промисловому отриманнi клiтинних бiомас (жень-шень – в СНД, воробейник – продуцент шиконiгу, тютуну – продуцент убiхiнола-10 – в Японiї). Друге – використання тканинних i клiтинних культур для швидкого клонального мiкророзмноження та оздоровлення рослини. Можливiсть використання методiв клонального розмноження в стерильнiй культурi виявлена зараз для 440 видiв рослин, якi належать до 82 родин. В порiвняннi з традицiйними методами розмноження, якi використовуються в сiльськогосподарськiй практицi, клональне розмноження в культурi дає ряд переваг: 1) коефiцiєнт розмноження вище, нiж при звичайних методах розмноження. Так, з однiєї рослини гербери методом традицiйної селекцiї за рiк можна одержати 50-100 рослин, а при розмноженнi через культуру – до 1 млн.; з однiєї верхiвки яблунi за 8 мiсяцiв культури можна одержати 60 тисяч рослин; 2) можна пiдтримувати рiст цiлий рiк; 4) разом iз розмноженням часто вiдбувається оздоровлення рослин вiд вiрусiв та патогенiв; Мiкроклональне розмноження добре ведеться з картоплею, капустою, часником, томатами, цукровим буряком; серед ягiдних культур – найбiльшi успiхи досягнутi у суницi; серед декоративних культур – у iриса, гiацинта, фрезiї, гладiолуса, лiлiї, орхiдних, гвоздики, нарцизiв, тюльпанiв, гербери. отримання штучного насiння, в особливостi гiбридiв рису першого поколiння. Так звану бляшкову розсаду квiтiв i овочiв вирощують методом культури клiтин (тканини) i доставляють фермерам в розсадних горщиках в лотках. зародкiв рису. Право застосовувати цi вiдкриття на працi отримала корпорацiя “Технологiя розсади”. Бiотехнологiчнi дослiдження по рису найбiльш активно проводять японськi фiрми “Мiцуї таацу когаку”, “Хокко кагако”, “Нiпон секiю”. Третю групу складають технологiї, якi пов’язанi з генетичними манiпуляцiями на тканинах, клiтинах, iзольованих протопластiв. Мова про цi технологiї пiде в наступному роздiлi. Суть генної iнженерiї полягає в штучному створеннi (хiмiчний синтез, перекомбiнацiї вiдомих структур) генiв з конкретними необхiдними для людини властивостями i введення його у вiдповiдну клiтину (на сьогоднi це частiше всього бактерiальнi клiтини, наприклад, кишкова паличка) – створення “штучної” бактерiї – лабораторiї по виготовленню необхiдного для людини продукту. 3. 2. 1 Генна iнженерiя в тваринництвi отримання тварин з необхiдними властивостями. Так, ще в 1986 роцi австралiйськi вченi вперше в свiтi створили трансгенну вiвцю шляхом введення в ембрiон гену, вiдповiдального за синтез гормону росту овець. Були експерименти по передачi гену людського гормону росту в генетичний апарат (ДНК) свинi. В 1999 роцi вченi з Гарвардського унiверситету (США) видiлили ген, присутнiй в кур’ячих нiжках i вiдповiдальний за їхнiй рiст. Ген пересадили в крила курчат, i через кiлька мiсяцiв були створенi першi в свiтi чотириногi кури. Вченi вважають, що цi тварини будуть мати велике значення в тваринництвi майбутнього. Великi можливостi вiдкриваються для бiотехнологiї при використаннi методу клонування ссавцiв. Цей метод вже застосовується, наприклад, в ембрiологiї корiв i овець. Ембрiони, що складаються з 60-80 клiтин, роздрiбнюють в спецiальних посудинах їх пiдрощують до утворення ембрiонiв, а потiм трансплантують самицям. Таким чином, в принципi, з одного ембрiону можна отримати кiлька десяткiв тварин. Найбiльш розвинутий в наш час напрям в бiотехнологiї тварин – це трансплантацiя ембрiонiв. Цей метод дозволяє перш за все пришвидшити розведення тварин з високими спадковими якостями, а також зберегти цiнний генофонд, так як отриманi ембрiони можна консервувати замороженням i зберiгати скiльки завгодно. З допомогою цього методу вже отримують до 80 нащадкiв з однiєї корови за два роки. В США таким способом було отримано ще 1980 роцi 23 тисячi телят, а в Канадi – 7 тис. 3. 2. 2 Генна iнженерiя в рослинництвi i видiляти в великiй кiлькостi “гай” клiтини, позбавленi клiтинної оболонки i оточенi тiльки плазмалемою. Такi кулеподiбнi клiтиннi утворення були названi протопластами. Протопласти вiдрiзняються вiд звичайних клiтин такими важливими властивостями, як здатнiсть зливатись одне з одним при визначених умовах, поглинати з навколишнього розчину рiзнi молекули (бiлки, нуклеїновi кислоти) i рiзнi органели та мiкроорганiзми. І особливо цiнно, що протопласти здатнi на спецiальному середовищi ренегерувати (синтезувати знову) клiтинну оболонку, дiлитись, утворюючи калус, i ренегерувати цiлу рослину. До 1985 року вважалось, що вивести однодольнi рослини з протопласту неможливо. Але в цьому роцi в деяких наукових iнститутах Японiї вiдтворили рис. Були поданi заявки на реєстрацiю мутантних сортiв рису: короткостебельний мiцуї байосаса №1 (вивела хiмiчна фiрма “Мiцуї тоацу кагаку”) i низькостебельний пiзнiй хацуюме (вивiв науково-дослiдницький iнститут фiтоiнженерiї Японiї). Це доводить практичну цiннiсть селекцiї з використанням протопласту. гени стiйкостi до вiрусiв, гербицидiв, гени забарвлення кольорiв. Ця технологiя набагато складнiша зливання клiтин. Саме вiдтворення цiєї методики потребує великих витрат. В зв’язку з цим актуальнi рiзнi форми мiжнародного спiвробiтництва, але при цьому виникає проблема права на iнтелектуальну власнiсть. Прибутки, що можна отримувати, застосовуючи досягнення генної iнженерiї, дуже зацiкавили фiрми зовсiм iнших галузей промисловостi. Так, фiрма “Саппоро бiру” (один з провiдних виробникiв пива в Японiї) розробила технологiю масового вирощування клональної розсади орхiдей. Хiмiчна фiрма “Нiппон сьокубай кагаку” розробила систему вирощування декоративних рослин для прикрашення службових примiщень. рiзних країн. Для прикладу можна взяти сорти картоплю, що мiстять ген Bt. Цей ген, що походить вiд значно поширеної грунтової бактерiї Bacillus thuringiensis, виробляє iнсектицидний кристалiчний бiлок. Коли комаха-шкiдник з’їдає бактерiю або клiтини рослини, якi мiстять цей бiлок, вiн викликає у комах розклади, що унеможливлює травлення. Бактерiя (Bt) має багато видiв. Кожен вид бактерiї здатен чинити негативний вплив тiльки на один або декiлька видiв комах. Вид Bacillus thuringiensis вбиває тiльки жукiв тiнебрiонiдiв, до яких належить колорадський жук, який знищує велику кiлькiсть урожаю в Українi. Використовуючи тонку методику наукової генної iнженерiї, генетикам вдалось трансплантувати ген, який є носiєм коду Bt-бiлка, з бактерiї в органiзми кiлькох рiзних видiв рослин (деякi сорти картоплi, кукурудзи, бавовника т. iн.). Агентство США з охорони навколишнього середовища, Агентство США з контролю за продуктами харчування та медичними препаратами, Мiнiстерство сiльського господарства в США та тисячi вчених-професiоналiв з усього свiту встановили, що кристалiчнi Bt- бiлки та їхнi гени-перемикачi не можуть завдати жодної шкоди здоров’ю чи життю людини. Трансгенна картопля не вирiшує всiх проблем у сiльському господарствi, проте вона, поза сумнiвом, є кроком на шляху до ефективного сiльського господарства, яке значною мiрою зменшить використання тицидiв, покращить сiльськогосподарську технологiю i, що найважливiше, збiльшить виробництво картоплi шляхом боротьби зi шкiдниками (вченi вважають, що продуктивнiсть сiльського господарства до 2010 р. в країнах, що розвиваються, за рахунок використання бiотехнологiї зросте на 25-30%). Успiхи генної iнженерiї можуть бути використанi на користь самiй людинi – у боротьбi зi спадковими хворобами (нинi з’явилась можливiсть отримувати бiлок таким шляхом, який визначає синтез трамбопластину – перший етап засiдання кровi); отримана сироватка проти однiєї iз форм гепатиту; ведуться дослiдження з вiрусами грипу, створенi продуценти бiологiчно активних речовин – iнсулiн (необхiдний для лiкування дiабету), самотропний гормон (природний стимулятор росту), iнтерферон (бiлкова речовина, яка сприяє активнiй боротьбi клiтин органiзму з вiрусами). А в 1999 роцi група генетикiв на чолi з Саймоном Мак-Квiн Мезоном з унiверситету Йорку (Великобританiя) зумiла отримати унiкальний природний клей. Вiн створений на основi бiлка, що виробляється мiдiями виду “Мутiлус галопровiнцiалiс”. Бiлок володiє незвичайною клейкiстю, еластичнiстю i одночасно з цим вiдштовхує воду. Хiмiчна структура дозволяє йому проходити мiж молекулами двох рiзних речовин, об’єднуючи їх ще мiцнiше. Для отримання цього клею не потрiбно вбивати тисячi молюскiв. Вченi вже перемiстили генетичний код бiлка в тютюновi рослини, i з листкiв цих рослин тепер клейка речовина буде добуватися промисловим шляхом. Дуже важливою особливiстю клею стало те, що вiн не вiдштовхується людським органiзмом i може скрiплювати живi тканини. Вченi вважають, що новий клей зробить революцiю в медицинi. Працюючи над цiєю роботою, я дiйшов висновку, що найбiльш економiчно ефективними (при їхньому комплексному застосуваннi i створеннi безвiдходних виробництв, не порушуючих екологiчної рiвноваги) є бiотехнологiї, заснованi на досягненнях мiкробiологiї та генної iнженерiї. Їхнiй розвиток дозволить замiнити багато великих заводiв хiмiчної промисловостi на екологiчно чистi компактнi виробництва. Отже, бiотехнологiя спроможна допомогти людству вирiшити деякi питання його розвитку (проблеми здоров’я, харчування т. iн.). СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 1. Беляев Д. К., Рувинский А. О. “Общая биология”, М.:”Просвещение”. 1992, 270 ст. 2. Вервес Ю. Г., Кучеренко М.Є., Балан П. Г. “Загальна бiологiя” – К.: Генеза, 1998, 464 ст. 3. Слюсарев А. О. “Бiологiя” – К.: Вища школа, 1995, 607 ст. 4. “Промышленное освоение биотехнологии” – Казаку кейдзай, 1989, №8, 164 ст. 5. Химизация сельского хозяйства, “Успехи биотехнологии в Японии”, Мельников А. Г., №3, 1990. 6. Наука i суспiльство, “Новi бiопрепарати”, №11, 1990. 7. Пропозицiя, “Бiотехнологiя i розвиток агросфери”, СозiновО., №7, 1998. 8. Новини захисту рослин “Бiотехнологiя в Українi: проблема трансгенної картоплi”, Владимиров В., №8, 1999. 9. Викладання бiологiї “Бiотехнологiя: перспективи розвитку”, Маруненко І. М., №7, 1997. ЗМІСТ   1 Вступ 3 2 Перспективи розвитку традицiйної бiотехнологiї 4 2. 1 Ферментацiя в бiотехнологiї 4 2. 2 Засоби захисту рослин 4 2. 3 Традицiйна бiотехнологiя в iнших сферах життя 10 3 11 3. 1 Клiтинна iнженерiя 11 3. 2 Генна iнженерiя 16 3. 2. 1 Генна iнженерiя в тваринництвi 16 3. 2. 2 Генна iнженерiя в рослинництвi 17 3. 2. 3 Генна iнженерiя на користь людинi 20 4 21 5 Список використаної лiтератури 22