Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005

Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии и ветеринарно санитарной экспертизы с основами технологии и стандартизации товаров животноводства

УЛЬЯНОВСКАЯ Муниципальная СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ


ЛЕКЦИИ ПО КУРСУ: БИОТЕХНОЛОГИЯ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТОВ: ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ, БИОТЕХНОЛОГИИ


Подготовлен для печати:

д.б.н Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005. Васильевым Д.А.

к.в.н. Золотухиным С.Н.

д.б.н. Щербаковым А.А.

к.б.н. Молофеевой Н.И.





УЛЬЯНОВСК 2005


УДК 619 : 616


^ Д.А. ВАСИЛЬЕВ, С.Н.ЗОЛОТУХИН, А.А.ЩЕРБАКОВ, Н Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.И. МОЛОФЕЕВА


УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ПОДГОТОВКЕ К ЛАБОРАТОРНЫМ И СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО КУРСУ БИОТЕХНОЛОГИИ


^ Данное учебное пособие подготовлено: д.б.н. Васильевым Д.А.,

к.б.н. Золотухиным С.Н., д.б.н. Щербаковым А Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.А., к.б.н. Молофеевой Н.И.


Цель издания – восполнить имеющийся пробел в учебном процессе при исследовании материала по лабораторному практикуму курса биотехнология. Некие разделы изложены более детально, а по Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 неким дан описательный материал, что обосновано лабораторными способностями кафедры.

Рекомендовано к изданию кафедрой микробиологии, вирусологии, эпизоотологии ветеринарно – санитарной экспертизы для студентов факультета ветеринарной медицины. Рецензент - ст педагог, кбн, Афонин Э.А.


«Биотехнология знаменует Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 собой еще одну рево­люцию в науке, которая может поменять жизнь и будущее... людей так же конструктивно, как это сдела­ла Промышленная революция два века вспять и компьютерная революция в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 наши дни».

из отчета отдела по оцен­кам новых технологий США за 1987 г.


Лекция 1.

Введение. Знакомство с данным курсом. Природа и обилие биотехнологических процессов.

Посреди 1960-х гг. многие пророчили появление «новой биологии», развитие прикладных Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 областей которой значительно изменило бы процедуры получения целого ряда хим и лекарственных средств. Эта «революция» стала реальностью благодаря многочислен­ным открытиям следующего десятилетия в биохимии, в биологии клеточки микробиологии, вирусологии и молекулярной Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 биологии. Настолько смелые надежды основывались сначала на установлении структуры и функции определенных фер­ментов, их использовании в иммобилизованной форме — сначала микробиологами и энзимологами — в разно­образных производственных процессах, также на Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 том, что спецы в области молекулярной генетики откры­ли метод модификации ДНК и перенесения ее из одних организмов в другие. Благодаря стреми­тельному прогрессу вирусологии (в исследовательских работах бакте­риофагов), микробиологии (в углубленном исследовании Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 физи­ологии, генетики и молекулярной биологии пищеварительной палочки (Escherichia coli), также в исследовании плазмид), молекулярной генетики (в установлении генетического кода) и энзимологии (в открытии ферментов рестрикции) были накоплены познания и разработаны способы Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 генной инженерии. Одно­временно были по достоинству оценены и потенциальные способности этих способов.

Термин «биотехнология» был выдуман в 1917 г. венгерским инженером Карлом Эреки для опи­сания процесса крупномасштабного выращива­ния свиней Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 с внедрением в качестве корма сладкой свеклы. По определению Эреки, био­технология — это «все виды работ, при которых из сырьевых материалов при помощи живых орга­низмов выполняются те либо другие продукты Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005». Но это совсем четкое определение не получило широкого распространения. Длительное время термин «биотехнология» относился к двум очень различным дисциплинам. С одной стороны, его употребляли, говоря о промышленной фер­ментации, с другой — применительно Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 к той обла­сти, которая на данный момент именуется эргономичностью. Та­кой двойственности пришел конец в 1961 г., когда шведский микробиолог Карл Гёрен Хеден посоветовал поменять заглавие научного журнальчика "Journal of Microbiological and Biochemical Engineering and Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 Technology" («Жур­нал микробиологической и биохимической инжене­рии и технологии»), специализирующегося на публикации работ по прикладной микробиоло­гии и промышленной ферментации, на "Biotechnology and Bioengineering" («Биотехноло­гия и биоинженерия»). Отныне биотех Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­нология оказалась верно и необратимо связана с исследовательскими работами в области «промышленного производства продуктов и услуг при участии живых организмов, био систем и процессов» и встала на крепкий фундамент микробиологии, биохимии и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 хим инженерии.

По традиционному определению - биотехнология, это в сути, не что другое, как использо­вание культур клеток микробов, дрожжей, животных либо растений, метаболизм и биосинтетические способности которых обеспечивают выработку специфичных ве­ществ Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005. Согласно определению Европейской биотехнологической федерации, сделанной в 1978 г., биотехнология на базе внедрения познаний и способов биохимии, молекулярной биологии, микробио­логии, генетики и хим техники позволяет извле­кать выгоду в технологических процессах из параметров Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 микробов, макроорганизмов и клеточных культур. Она делает воз­можность получения при помощи просто доступных и возобновляемых ресурсов тех веществ и соединений, которые важны для жизни и благосостояния людей. Новейшее определение биотехнологии, предлагаемое Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 академиком ВАСХНИЛ В.С. Шевелухи, это наука о генно-инженерных и клеточных способах и разработках сотворения и использования на генном уровне трансформированных био объектов для интенсификации производства либо получения новых видов Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 товаров различного предназначения.

В промышленном масштабе биотехнология представляет собой уже биоиндустрию. Послед­няя содержит в себе, с одной стороны, отрасли, в каких биотехнологические способы могут с фуррором поменять обширно применяемые в текущее время Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 тради­ционные способы, а с другой — отрасли, в каких биотех­нология играет ведомую роль. Посреди первых в области хим индустрии синтез искусствен­ных приправ, полимеров, сырья для текстильной про Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­мышленности, в области энергетики — получение метано­ла, этанола, биогаза и водорода, в области биометаллур­гии— извлечение неких металлов. Во 2-ой группе отраслей биотехнология обхватывает: создание продо­вольствия (широкомасштабное выкармливание дрожжей, водных растений и микробов Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 для получения белков, аминокис­лот, витаминов, фермен­тов, продукты гибридомной технологии); повышение продуктивности сельского хозяйства (клонирование и селекция видов растений, исходя из тканевых и клеточных культур, создание биоинсекти­цидов); микробиологическую индустрия (разработка и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 создание вакцин, исследовательских препаратов, синтез гормонов, интерферонов и лекарств); защиту среды и уменьшение ее загрязнения (чистка сточных вод, переработка хозяйственных отхо­дов, изготовка компоста, также создание соеди­нений, поддающихся расщеплению Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 микробами).

Эта эволюция биотехнологии неотделима от развития познаний об основополагающих механизмах жизнедеятельности. В 1953 г. Сэнгер установил полную структуру белка инсулина, а Уотсон и Вопль обосновали, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) построена из Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 2-ух нитей. В 1963 г. Ниренберг расшифровал генетический код, кото­рый оказался универсальным как для микробов, так и для высших организмов прямо до человека. Тем генетическая информация и ее смысл, т. е. связь меж генетическим Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 кодом и структурой белков, стали доступны для исследования. Важный шаг был пройден в 60-х гг., когда появилась возможность автоматиче­ски определять структуру белков. Стали выполняться приборы, установлены последовательности (первичные структуры Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005) белков, которые составили «атлас белков», лежащий в компьютерных системах. Прямо за исследованием белков были достигнуты и в исследовательских работах нуклеиновых кислот. В 1976 г. Гилберт и Максам в Гарвардском институте разработали резвый способ хим анализа Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 ДНК; появилась настоящая возможность опреде­лять последовательность нуклеотидов. В 1982—1985гг. стало может быть сделать прибор для автоматического анализа нуклеиновых кислот. Анализ ДНК позволяет дедуцировать, основываясь на генетическом коде, аминокислотные последовательности белков, синтез которых Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 находится под контролем соответственных ге­нов. Последующий важный шаг — это синтез биополимеров по установленной структуре. 1-ые коммерческие приборы, производящие автоматический синтез полипептидов, были разработаны на базе исследовательских работ Меррифилда в 1963 г. После Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 определения структуры фенилаланиновой тран­спортной РНК (тРНК) Корана (сначало в Висконсинском институте, а потом в Массачусетском техноло­гическом институте в 1970—1972 гг.) произвел синтез ДНК (по другому говоря, гена), соответственной этой Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 тРНК. Потом Корана и его сотр. синтезировали ген предшественника тирозиновой тРНК Escherichia coli. Итакура с сотр. в Государственном мед центре «Хоуп» (Дуарте, Калифорния) в 1977 г. с фуррором синтези­ровали ген соматостатина Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, а в 1979 г.— ген инсулина человека. Эти гены были введены в клеточки бактерии Е. coli с внедрением способов генной инженерии. Так в первый раз была продемонстрирована экспрессия гена человека в бактериальных клеточках. Сделаны Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 автоматические «синтезаторы», позво­ляющие проводить более либо наименее автоматическое нара­щивание нуклеотидной цепи, связанной с носителем, а вся процедура в целом может контролироваться компом (т. е. программкой, предус­матривающей хранение, дозу, перекачивание, впры­скивание Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в обскурантистскую камеру, отмывку растворителей и реагентов, также контроль запрограммированной после­довательности операций). В 1980 г. Итакура сделал 1-ый синтезатор генов. Синтез фрагментов нуклеиновых кислот, который в 1981 г. проводили наращиванием нуклеотидов один Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 к одному, был стремительно усовершенствован за счет соединения заблаговременно приобретенных более длинноватых последова­тельностей согласно данной программке. Полный синтез ДНК, содержащей специфическую последовательность нуклеотидов, отличается от реплика­ции ДНК in vivo либо Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 in vitro, катализируемой ДНК-полимеразой. Последняя нуждается в матрице, которая представляет собой двунитевую молекулу ДНК и содер­жит точно воспроизводящуюся информацию, но не слу­жит источником новейшей инфы. При хим синтезе Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 имеется возможность заносить конфигурации в после­довательность нуклеотидов и учить их воздействие на биологическую функцию синтезированной таким методом молекулы ДНК (либо РНК). Хим синтез дает возможность исследования регуляции синтеза нуклеино­вых кислот, также Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 регуляции транскрипции РНК на матрице ДНК. В процессе транскрипции решающая роль принадлежит определенным нуклеотидным последователь­ностям, которые именуются промоторами. Вводя разные нуклеотиды в после­довательность при хим ее синтезе, т е Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, практически получая точковые мутации, можно прос­ледить за переменами функции таковой последовательности в клеточке. Конкретно таким методом в лаборатории Институт Луи Пастера в Страсбурге, в промоторном участке гена, кодирующего один из полипептидов белка Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 куриного яичка, был заменен единичный нуклеотид. Эта мутация позволила установить роль специфичной нуклеотидной последова­тельности в регуляции синтеза информационной РНК. Приобретенные в итоге хим синтеза полинуклеотиды могут быть применены для выделения Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 при помощи гибридизации соответственной информацион­ной РНК, кодирующей структуру белка.

Быстрый прогресс биологии, в особенности ярко про­явившийся в бурном развитии биотехнологии, плотно сплетен с усовершенствованием аналитиче­ских способов (необходимисть в каких появилась Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в связи с развитием микробиологии и вирусологии), таких, как ультрацентрифугирование, введе­ние в молекулы радиоактивных изотопов, электрофорез, аффинная хроматография (к примеру, разделение сложных молекул при помощи соответственных моноклональных антител), двумерное электрофокусирование (позволяющее рассматривать Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 до 50 000 белков в одной клеточке) и способы микроанализа (к примеру, определение первичной структу­ры белка, исходя всего из 10 нг, также определение структуры других био макромолекул, таких, как полисахариды, связанные с Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 белками в составе гликопротеинов).

Таким макаром, если развитие био познаний и по правде можно считать детищем технического прогресса, то в текущее время био наука, обогащенная достижениями энзимологии, микробиологии, вирусологии, молекулярной биологии способен сделать систему Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 взаимосвязанных отраслей биотех­нологии, владеющих уникальным достоинством: они бу­дут основаны на функционировании природных (а не искусственных) систем, метаболические механизмы кото­рых будут подчинены интересам населения земли.

В историческом смысле биотехнология Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 появилась как прикладная микробиология тогда, когда дрожжи в первый раз были применены для производства пива, а бактерии для производства кисломолочных товаров. В пользу этого свидетельствует описание процесса приготов­ления пива, обнаруженное в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 1981 г. при раскопках Вавило­на на дощечке, которая датируется приблизительно 6-м тысяче­летием до н. э. В 3-м тысячелетии до н. э. шумеры изготовляли до 2-ух 10-ов видов пива. Улучшение процессов сбраживания, увеличе Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ние их эффективности, также исследование бессчетных биохимических реакций, присущих микробам, шли наряду с выделением из клеток микробов и грибов веществ, которые все в основном теснили синтетические продукты, и антивосполительные препараты и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 противопаразитарные средства. Что касается более современных биотехнологических процессов, то они основаны на способах рекомбинантных ДНК, также на использовании иммобилизованных фер­ментов, клеток либо клеточных органелл. При их рассмотрении лучше воспользоваться определениями «генетическая рекомбинация Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 in vitro» либо «ис­пользование рекомбинантных ДНК», а не «манипулирова­ние генами» либо «генная инженерия». Согласно определе­нию Государственных институтов здоровья США, рекомбинантными ДНК именуются молекулы ДНК, приобретенные вне живой клеточки Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, в пробирке, методом соединения природ­ных либо синтетических фрагментов ДНК с молекулами, способными реплицироваться в клеточке. Базу экспери­мента составляет встраивание природной либо чужеродной ДНК в вектор, который представляет собой бактериаль­ную плазмиду Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 либо геном вируса; потом рекомбинантную молекулу ДНК вводят в клеточку, где она реплицируется. Клеточка, содержащая такую ДНК, плодится, образуя клон трансформированных клеток. Одна из целей биотех­нологии состоит в том Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, чтоб получить копии трансформированных клеток, способных к экспрессии чужеродной генетической инфы и образованию специфичных белков в огромных количествах. Предпосылкой прогресса в этой области послужило открытие в 1972 г. Арбером (Базель) и Смитом и Натансом Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 (Институт Джона Гопкинса) — лауреатами Нобе­левской премии 1978 г.— ферментов рестрикции, которые расщепляют ДНК в специфичных участках. Более принципиальным оказалось открытие лигаз — ферментов, способ­ных «сшивать» куски ДНК,— и оборотной транскриптазы, синтезирующей Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 ДНК на матрице РНК. Для встра­ивания 1-го либо нескольких генов в ДНК с последу­ющим введением в клеточки мельчайшего организма нужны как рестрикционные эндонуклеазы, так и лигазы. Следует выделить, что Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 генная инженерия чрезвы­чайно принципиальна не только лишь для биотехнологических разрабо­ток, но в не наименьшей степени и для базовых исследовательских работ, связанных с исследованием структуры генов высших организмов, регуляции экспрессии генов Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, структу­ры белков, которую определяют по структуре кодиру­ющей их ДНК, также перетасовки генов в эволюции. Разработка иммобилизованных ферментов получила свое развитие в конце 60-х гг и с фуррором применялась не только лишь в промышленном Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 производстве полусинтетических пенициллинов, получении концентрата фруктозы из крахмала зерновых культур, да и при проведении биохимических анализов. Еще эффективнее оказываются иммобилизованные клеточки либо клеточные органеллы, пос­кольку они содержат все нужные Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 гены для синтеза сложных соединений.

Таким макаром, развитие биотехнологии в большой степени определяется исследовательскими работами в области микробио­логии, биохимии, энзимологии и генетики микроорганиз­мов, также наличием коллекций культур микробов, соответствующим образом учтенных и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 повсевременно изучаемых. Необходи­мо уделять внимание и таксономии микробов, потому что биотехнологические разработки базируются на глубо­ком знании черт штаммов бактерий. Более того, так как эти штаммы могут быть Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 защищены патентами, они будут играть главную роль в развитии многих отраслей базовых исследовательских работ, также в прик­ладных исследовательских работах, в биотехнологии и промышленной микробиологии. История промышленной микробиологии, и ее современ­ное состояние Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 позволяют проследить тесноватую связь фунда­ментальных и прикладных исследовательских работ. Столетие вспять исследования Пастера, направленные на решение чисто практических задач, привели к становлению микробиоло­гии, иммунологии и биохимии, а открытие в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 1940-х гг. микробиологами-практиками лекарств определило создание методических приемов, сыгравших решающую роль в развитии молекулярной биологии, и сразу отдало толчок важным изменениям в лекарственной индустрии. В конце концов, за последние 30 лет фунда Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ментальные исследования в области генетики микроорга­низмов позволили создать целый ряд новых способов для промышленного внедрения. Такая связь науки и технологии является решающим условием предстоящего прогресса промышленной микробиологии. Вкупе с тем, хотя биотехнологические процессы сначала Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 связаны с микробиологией и энзимологией, более существенную роль играет и внедрение клеток животных, к примеру для культивирования вирусов, при производстве вакцин, для получения интерферона, также при синтезе моноклональных антител клеточками гибридом. С Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 начала 1950-х гг. вирус полиомиелита для производ­ства вакцины выращивается в культурах клеток млекопи­тающих. С того времени полосы культур клеток человека стали неподменными для выделения и выкармливания ряда Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 других вирусов, при производстве высокоспецифичных белков (таких, как антитела и интерфероны), в исследовательских работах рака и в антивирусной химиотерапии. Суспензию отдельных клеток получают обработкой измельченной ткани зародыша пищеварительным фермен­том, трипсином. Если клеточкам в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 таковой суспензии дать осесть на плоскую поверхность в сосуде с культуральной средой, то клеточки становятся плоскими и делятся, образуя монослой. Рост клеток и выход биомассы можно прирастить, добавив к суспензии носи Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­тель— микроскопичные гранулки из инертного синтети­ческого полимера, на которых клеточки закрепляются и пролиферируют. Суспензионные культуры клеток получают объемом до 10 000 л. Деление клеток млекопитающих происходит при­мерно раз в день, тогда как Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 клеточки дрожжей делятся каждые 1,5—2 ч, а бактериальные клеточки — каждые 20— 60 мин. Большая часть культур клеток млекопитающих, в том числе и клеток человека, удается сохранять неопределенно длительное время замороженными в специальной среде при Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 -180° С.

Развитие биотехнологии задело и растений, хотя и позже: для широкомасштабного производства клонов растений употребляются меристемы, а культу­ры растительных клеток используют для синтеза различ­ных веществ, как самых обыденных (алкалоиды и другие Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 вторичные метаболиты), так и экзотичных (идиолиты). В 1937 г. Готере с фуррором культивировал недифферен­цированную ткань моркови. Приобретенный при всем этом каллус, отделенный от родительского растения, удавалось фрагментировать и культивировать в новейшей культуральной среде Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, содержащей растительный гормон, ауксин. Такие культуры можно было поддерживать неопределенно длительно. Некие полосы, приобретенные Готере, поддержи­ваются в культуре до сего времени. В 1954 г. Мюир, Хильдебрандт и Рикер получили культуру Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 из отдельных растительных клеток; этот способ потом усовершенствовал во Франции Лутс, а Бергманн для выкармливания суспензионных культур растительных кле­ток пользовался способами, разработанными для бакте­риальных культур. Еще в 1892 г. Клеркер выделил Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 протопла­сты, но только в 1960 г. Кокинг сделал довольно обычной способ ферментативного получения протопластов в огромных количествах. Слияние протопластов позволяет наращивать число и обилие гибридов без примене­ния полового размножения В 1957 г. Скоог и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 Миллер, обработав каллус расти­тельными гормонами (ауксином и кинетином), достигнули образования корней и стеблей. Потом Морель показал, что другой растительный гормон — гиббереллин — индуцирует пролиферацию меристем и их дифференцировку с образованием в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 конечном счете целого растения. Этот процесс регенерации отыскал принципиальное применение в сельскохозяй­ственной практике— на нем основано получение безвирус­ных растений, также размножение новых культурных разновидностей либо видов, которые обычно не Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 размножа­ются вегетативно. Био обилие культур растительных клеток и тканей открывает достойные внимания перспективы изу­чения новых нужных соединений. Освоение способов массового культивирования позволит синтезировать такие молекулы. Начиная с 1970 г. исследователи часто Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 на­блюдали, что клеточки, растущие в культуре, синтезируют вещества, которые не обнаруживаются в целом растении.

Так, клеточные культуры Catharanthus roscus синтезируют несколько 10-ов разных алкалоидов; из их иденти­фицированы только восемь, четыре не Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 найдены в целом растении, а два оказались неведомыми дотоле субстанциями.

Решение таких заморочек, как нехватка товаров пита­ния и недостаток белка, будет найдено при помощи биотехнологии за счет понижения цены производства аминокислот — нужного Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 компонента корма домашних питомцев, благодаря разработке способов получения бел­ка одноклеточных (кормового белка), переработкой пара­финов либо другого доступного сырья (целлюлозы, агро­промышленных либо сельскохозяйственных отходов, сточ­ных вод), также методом Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 клонирования растений и отбора высокоэффективных разновидностей. В перспективе на базе способов рекомбинантных ДНК биотехнология поз­волит освоить синтез растительных белков и достигнуть искусственного фотосинтеза и фиксации азота.

Резюмируя выше изложенное обобщим понятия Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 о сущности биотехнологии и её задачках.

История становления биотехнологии может быть подразделена на 5 главных шагов (периодов), которые вследствие их важ­ности для развития биотехнологии время от времени не совершенно строго назы­вают «эрами Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005».

1. ^ Допастеровская эпоха (до 1865 г.). В этот период биотехноло­гическими способами получали пиво, вино, сыр, хлеб, йогурт, ке­фир, различного рода ферментированную еду.

2. ^ Пастеровская эпоха (1865—1940 гг.). Стали известны микроор­ганизмы-продуценты, и это позволило Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 сделать производства этанола, бутанола, ацетона, глицерина, лимоновой кислоты, многих вакцин, организовать процессы био чистки стоков аэробными микробами.

3. ^ Эпоха лекарств (1940—1960 гг.). Были открыты пени­циллин, стрептомицин и многие другие лекарства, разработа­на разработка Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 культивирования клеток животных и получение вирусных вакцин, разработка биотрансформации стероидных гормонов.

4. ^ Постантибиотическая эпоха (1960—1975 гг.). Сделаны техно­логии аминокислот, микробиологического белка на парафинах нефти, ферментов, применяемых в стиральных порошках. Разра Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ботана разработка иммобилизации ферментов (закрепления их на носителях) для получения глюкозо-фруктозных сиропов. К аэроб­ной обработке стоков добавилась анаэробная обработка жестких отходов с получением биогаза. Открыт микробиологический спо­соб получения полисахаридов Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 (начиная от ксантана для увеличе­ния вязкости раствора нефтяных скважин до жевательной резин­ки). В этот период стали серьезно гласить о газохоле и вообщем о техническом спирте как горючем для автомобилей.

Сделаны Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 микробиологические технологии витаминов В3 и B12, также микопротеина — мицелиального микроскопичного гри­ба, применяемого как заменитель мяса. Ученые научились куль­тивировать изолированные растительные клеточки, что положило начало биотехнологическому производству многих ценных лекар­ственных веществ с внедрением Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 большущего потенциала лекар­ственных растений. К этому же периоду относится зарождение биометаллургии — бактериального выщелачивания меди и цинка из руд.

5. ^ Эпоха новейшей биотехнологии (после 1975г.). Характеризуется разработкой генной инженерии, которая позволяет Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 целенаправ­ленно изменять геном микробов, переносить в него характеристики, взятые из геномов растений и животных. Это позволило сделать микробиологическую технологию человечес­кого инсулина, интерферона, соматотропного и ростовых гормо­нов и многого другого Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005. Сотворена гибридомная разработка, позволяющая получать мо-ноклональные антитела, являющиеся основой для большого раз­нообразия исследовательских препаратов. Появились так называе­мые «трансгенные» растения и животные, в каких осуществля­лось целенаправленное конструирование генома Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.

Как осознать термин биотехнология? Биотехнология — это целенаправленное получение ценных товаров, в процессе которого употребляется биохимичес­кая деятельность микробов, изолированных клеток либо их компонент.

В этом определении укрыты некие «подводные камни», потому разглядим его более Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 тщательно на примерах. Более нередко биотехнологию путают с растениеводством либо животноводством. К примеру, получение пшеницы из воды и удобрений на пер­вый взор — биотехнология. Но тут употребляется биохи­мическая деятельность Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 не изолированных клеток, а целого расте­ния, макроорганизма, относящегося к высшим, многоклеточным организмам. Это — не биотехнология, а растениеводство. Точно так же получение лекарства из корня женьшеня — не биотехнология. А вот когда из этого корня Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 берут отдельные клет­ки, отделяя их при помощи ферментов от многоклеточной расти­тельной ткани, и разводят эти отдельные, изолированные клеточки на особом питательном растворе, как дрожжи, получая биомас­су изолированных клеток женьшеня, из Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 которой методом настаива­ния можно получить настолько же ценное лечущее средство, как из целого корня, — это уже биотехнология.

Другой пример — создание молока. Молоко получают от скотины, овцы либо другого млекопитающего животного, т Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005. е. это — работа макроорганизма. Означает, это не биотехнология. А вот полу­чение из молока кефира, йогурта либо другого кисло-молочного продукта основано на биохимической деятельности молочно-кислых микробов — это полностью Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 законная биотехнология. В производстве глюкозы из крахмала есть процесс гидролиза: раствор крахмала подкисляют, нагревают до определенной тем­пературы и выдерживают некое время. В итоге крах­мал распадается на глюкозу, выходит гидролизат — грязнова­тый Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 раствор глюкозы с примесями. Это — химичес­кий, а не биотехнологический процесс. Есть другой процесс — процесс ферментативного гидролиза крахмала. В данном случае к суспензии крахмала добав­ляют фермент, и под его Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 действием также происходит расщеп­ление крахмала до глюкозы, но в еще более мягеньких критериях и без образования ненужных примесей, с наименьшими поте­рями. Ферменты — это выделенные из клеточки белковые веще­ства, составляющие клеточки. Как Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 следует, по определению, этот процесс — биотехнология.

Во всех приведенных примерах в качестве основания для отне­сения процесса к биотехнологии либо к хим технологии мы рассматривали то, средством каких воздействий осуществляется обработка Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 продукта.

Время от времени обращают свое внимание на другое: какое сырье обрабатыва­ется — хим либо био. К примеру, очень нередко создание мясных товаров отно­сят к биотехнологии, обосновывая это тем, что начальное сырье — туши Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 забитых животных, сырое мясо и т.д. — являются про­дуктами био происхождения. С этой точки зрения, к примеру, изготовление котлет — это биотехнология, хотя рабочий процесс заключается в измельче­нии мяса и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 потом в его термический обработке, т. е. нет биохимичес­кой деятельности микробов либо клеток, а означает, это не биотехнология. А вот обработка мясного фарша определенными заквасками и следующий режим созревания, применяемый при изготовлении Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 дорогих видов колбас, — это, естественно, био­технология.

На практике нередко не делают настолько серьезных различий, и многие процессы переработки сырья био происхождения на­зывают процессами биотехнологическими.

В предстоящем мы Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 увидим, что и строго биотехнологические производства, к примеру микробиологическое получение спирта либо лекарств, имеют в собственном составе не считая биотехнологичес­ких также химико-технологические и физико-механические про­цессы.

Так как сырьем для каждого из Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 этих процессов служит по­лупродукт биотехнологического происхождения, эти процессы полностью легитимно также именуют биотехнологическими — как часть многостадийной технологии производства.

Обратим внимание еще на одно принципиальное слово в определении биотехнологии — «целенаправленно». Вправду Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, с точки зре­ния человека мельчайшие организмы работают в природе не всегда целе­направленно. К примеру, многие заболевания вызываются действием микробов, и напротив, многие мельчайшие организмы, населяю­щие тело человека Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 полезны. Вспомните, что после исцеления антибиотиками, когда эти полезные мельчайшие организмы уничтожаются вместе с вредными, появляется та­кое болезнь, как дисбактериоз, которое приходится вылечивать вве­дением в организм микробов (к примеру, бифидобактерий либо Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 молочно-кислых микробов). Это не биотехнология, а медицина.

Биотехнология — это организованная человеком деятельность микробов, направленная на получение определенного продукта.

Существует биогеохимическая деятельность микробов, в ре­зультате чего происходит переработка растительности и деревьев Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в торф, уголь, нефть, выщелачивание металлов и многие другие гло­бальные процессы. Эти процессы нельзя именовать биотехнологическимм, так как они нецеленаправленные. Либо, к примеру, можно увидеть, как после загрязнения земли нефтью Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 происходит естественное (не организованное человеком, т. е. не целенаправ­ленное) биовосстановление — через 5—10 лет под воздействием микробов почва самоочищается. А вот когда мы специаль­но организовываем технологию очищения земли, вводя в нее до­полнительные мельчайшие Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 организмы либо усиливая питание естествен­ных почвенных микробов, — это уже биотехнология, био­технология чистки земли от загрязнений.

В текущее время заслуги биотехнологии перспективны в последующих отраслях:

• в индустрии (пищевая, лекарственная, химичес­кая Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, нефтегазовая) — внедрение биосинтеза и биотрансфор­мации новых веществ на базе сконструированных способами ген­ной инженерии штаммов микробов и дрожжей с данными свой­ствами на базе микробиологического синтеза;

• в экологии — увеличение эффективности экологизированной защиты Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 растений, разработка экологически неопасных тех­нологий чистки сточных вод, утилизация отходов агропромыш­ленного комплекса, конструирование экосистем;

• в энергетике — применение новых источников биоэнергии, приобретенных на базе микробиологического синтеза и моделиро­ванных Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 фотосинтетических процессов, биоконверсии биомассы в биогаз;

• в сельском хозяйстве — разработка в области растениевод­ства трансгенных агрокультур, био средств защиты ра­стений, бактериальных удобрений, микробиологических способов рекультивации почв; в области животноводства — создание эф­фективных кормовых Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 препаратов из растительной, микробной биомассы и отходов сельского хозяйства, репродукция животных на базе эмбриогенетических способов;

• в медицине — разработка мед биопрепаратов, мо-ноклональных антител, диагностикумов, вакцин, развитие имму-нобиотехнологии в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 направлении увеличения чувствительности и специфики иммуноанализа болезней заразной и неинфекционной природы. Своеоб­разием и активностью ферментов определяются все жиз­ненные функции организмов.


ЛЕКЦИЯ 2.

^ Методы И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫШЛЕННОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ Микробов

Для воплощения хоть какого биотехнологического процесса Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 необхо­димы:

^ культура микробов;

^ питательная среда;

^ аппаратура для выкармливания и проведения вспомогательных операций;

^ средства контроля и управления.

Культивирование является основной стадией технологического процесса и почти во всем определяет количественные и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 высококачественные ха­рактеристики производства биопрепаратов. На стадии культивирования осуществляется скопление как самой биомассы, так и товаров метаболизма (жизнедеятельности) микро­организмов.

Время от времени, к примеру, при производстве бактериальных препаратов, мотивированным продуктом является сама Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 биомасса, в других случаях продук­ты, синтезируемые клеточкой - лекарства, ферменты, аминокислоты и др. При всем этом синтезируемый продукт может скапливаться как снутри клеток, так и выделяться в культуральную жидкость.

В этом Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 случае, когда культура вырастает на поверхности водянистой либо плотной питательной среды, потребляя находящиеся в ней субстраты и выделяя в эту среду продукты метаболизма, таковой метод культиви­рования именуют поверхностным.

При твердофазном культивировании Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 клеточки вырастают на поверхности жесткой (плотной) среды, содержащей достаточное количество воды и питательных веществ (в большинстве случаев базу таковой среды составляют пшеничные отруби).

При жидкофазном (глубинном) культивировании, мельчайшие организмы распределяются по всему объекту Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 водянистой питательной среды, а ки­слород поступает к клеточкам в итоге насыщенной операции пере­мешивания.

Последний метод более обширно применяется в истинное вре­мя в производстве большинства препаратов по последующим причинам:

1. Позволяет Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 получить огромное количество бактериальной массы за куцее время. Так, при культивировании микробов группы пищеварительной палочки в критериях состояния покоя количество бактерий не превосходит 1-2 миллиардов см -3, а с применением принудительной аэра­ции Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 урожайность, зависимо от состава питательной среды, дости­гает 50 - 60 миллиардов см-3. Это разъясняется тем, что при аэрации практи­чески отсутствует исходная стационарная фаза, и бактерии сходу на­чинают активно плодиться, переходя в логарифмическую Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 фазу.

2. Процесс просто управляем. При глубинном выращивании имеются значительные различия в степени употребления углеродных и азоти­стых веществ. Они активно потребляются при аэрации культураль-ной воды, потому, чтоб процесс роста и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 размножения не пре­кращался стремительно, необходимо в процессе культивирования дополнительно вводить углеродные и азотистые соединения, а по мере надобности и другие катализаторы роста микробов.

Добавление питательных веществ, в особенности углеводных (глюкоза) и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 био стимуляторов увеличивает интенсивность размноже­ния, что и приводит к повышению концентрации микробов в момент съема их биомассы. Данный метод также позволяет просто корректировать рН среды в процессе культивирования, что очень важ­но Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 для заслуги наибольшей интенсивности размножения.

3. Наибольшая технологичность. Так, поверхностный способ ме­нее технологичен и в промышленных критериях применяется в исклю­чительных случаях, когда нельзя пользоваться глубинным способом.

Технологический процесс глубинного выкармливания Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 микроорга­низмов в реакторах (ферментерах) так же как и при использовании плотных питательных сред, складывается из последующих шагов:

1. Отбор штаммов микробов и работа с ними.

2. Изготовление посевной микробной культуры.

3. Изготовление и стерилизация Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 питательных сред.

4. Подготовка биореактора к посеву.

5. Выкармливание микробов в реакторе и контроль над про­цессом культивирования.

Не считая того, он включает ряд вспомогательных операций:

> стерилизацию оборудования и коммуникаций;

> изготовление и стерилизацию пеногасителей Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, смесей и др. Остановимся на каждом из шагов культивирования.

^ 1.1. ОТБОР ШТАММОВ Микробов И РАБОТА С НИМИ

Эталонные, либо референтные, штаммы хранятся и поддерживаются на данном уровне во ВГНКЙ ветеринарных препаратов. Эти штам­мы, в свою очередь Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, являются производственными, так как на их базе готовятся вакцины. При всем этом инактивированные вакцины, обычно, готовятся из высоковирулентных штаммов, а живы вакцины - из аттенуированных (ослабленных), авирулентных штаммов.

Вместе с Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 производственными и эталонными штаммами во ВГНКИ хранятся контрольные штаммы, которые употребляют для оценки каче­ства вакцинных препаратов. Эти штаммы должны быть на генном уровне однородными популяциями микробов со размеренными морфо­логическими, специфичными Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 и био качествами. Основ­ными требованиями к этим штаммам являются их высочайшие антигенные и иммуногенные характеристики.

^ Антигенные характеристики штаммов оцениваются по титру антител в сыворотке крови чувствительных животных через определенные сроки после Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 введения им микробов.

^ Иммуногенньхе характеристики штаммов определяются по устойчиво­сти привитых животных к инфецированию возбудителем заболевания опреде­ленной дозой контрольного (вирулентного) штамма и выражают 50%-ной дозой иммуногенности либо по нарастанию титра антител в сыво Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ротке крови. При всем этом 80% привитых животных должны быть невос­приимчивы к инфекции, против которой их вакцинировали.

^ Безвредность (реактогенность) эталонного, производственного штамма инспектируют по выраженности реакции у лабораторных и есте­ственно-восприимчивых животных Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 на 5-10-кратное повышение приви­вочной дозы.

Производственные, эталонные штаммы, должны сохранять генети­ческую размеренных антигенных, иммуногенных и других присущих им био параметров в протяжении 10-20 поочередных пере­севов как in Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 vivo, так и in vitro.

^ 1.2. Изготовление ПОСЕВНОЙ МИКРОБНОЙ КУЛЬТУРЫ

Обычно производственное культивирование микробов при изготовлении вакцин производят в огромных объемах. Потому вна­чале из имеющегося эталонного штамма мельчайшего организма, находяще­гося, обычно, в лиофильно Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 высушенном состоянии в ампуле, де­лают посевы в маленькие емкости, к примеру во флаконы емкостью 100-200 см3, заполненные по 50-150 мл производственной средой. За­тем из флаконов делают высевы в огромные емкости - бутыли объемом Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 18-20 л..

При неплохом накоплении микробов такую культуру вно­сят в реактор и именуют посевной (матрацной, матровой, маточной). При всем этом необходимо за ранее высчитать нужное количество посевной культуры для производственного культивирования микроор­ганизмов, исходя Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 из посевной дозы, которая обычно составляет от 1 до 10 % по объему. Посевные микробные культуры также контролиру­ются на сохранение ими обычных морфологических, культурально-биохимических, антигенных и иммуногенных параметров и отсутствие в их Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 сторонней микрофлоры (ПМФ).


^ 1.3. Изготовление И СТЕРИЛИЗАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД

Одним из шагов получения биопрепаратов является культивирова­ние микробов, которое нереально без достаточного количе­ства различных стандартных, действенных и дешевых питатель­ных сред Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 (ПС).

В этой связи представляется целесообразным разглядеть основ­ные принципы, лежащие в базе конструирования ПС, к которым относятся:

- ублажение питательных потребностей микробов;

- выбор сырьевых источников для конструирования ПС;

- дифференциация ПС по мотивированному предназначению;

- оптимизация ПС Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005;

- стандартизация ПС.

Ублажение питательных потребностей микробов

Основополагающим принципом конструирования ПС является полноценность, т.е. состав среды должен удовлетворять питательным потребностям культивируемых микробов.

В процессе роста мельчайшие организмы потребляют из окружающей их Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 питательной среды целый ряд различных хим веществ, составляющих базу энергетического и конструктивного обмена в клеточках.

Поступление питательных веществ в цитоплазму может осуществ­ляться через всю поверхность клеточки и связано с их диффузией, а Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 так­же с действием особых транспортных систем. При этом необходи­мые для роста и жизнедеятельности клеточки элементы должны нахо­диться в определенной, легкоусваиваемой форме.

К главным компонентам, формирующим клеточное вещество, от­носятся: углерод Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, азот, кислород и водород. Содержание этих элемен­тов в разных микробах фактически повсевременно.

Синтетические способности микробов и методы получе­ния ими энергии многообразны, как следует, и очень индивидуаль­ны их потребности в Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 источниках питания.

Отсюда ясно, что универсальных сред, идиентично применимых для роста всех без исключения микробов и клеток не существует.

Обилие микробов проявляется, сначала, в отно­шении к источникам углерода и азота. Эти Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 элементы представлены в средах разными субстанциями, и конкретно они определяют специфич­ность сред.

Зависимо от формы, в какой мельчайшие организмы употребляют нужные им питательные вещества, их подразделяют на две огромные Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 группы:

1. Автотрофы — мельчайшие организмы, которые могут синтезировать вещества собственной протоплазмы из обычных неорганических соединений. К примеру, они ассимилируют углерод из углекислоты воздуха, азот из аммиака.

2. Гетеротрофы - мельчайшие организмы, для которых источником угле Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­рода и азота служат органические вещества. Они усваивают органиче­ские углеродсодержащие соединения: углеводы, органические кисло­ты, спирты и углеводороды. Более доступные из источников угле­родного питания-углеводы, такие как глюкоза, сахароза либо мальтоза Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.

Зависимо от типов применяемых азотистых соединений мик­роорганизмы делят на две группы:

1. Протеолитические, расщепляющие высокомолекулярные белко­вые вещества и пептиды;

2. Дезаминирующие, требующие присутствия в среде готовых ами­нокислот, расщепление которых Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 сопровождается выделением аммиака.

Очень нередко мельчайшие организмы и клеточки нуждаются в почти всех при­родных аминокислотах, которые являются универсальными компонен­тами питания. Они полностью врубаются в структуру клеточки.

Из всех неподменных аминокислот главная роль Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 принадлежит глутамину, также аргинину, который имеет принципное значе­ние для обезвреживания ядовитых метаболитов неподменных амино­кислот и аммиака.

Неорганические соли, входящие в состав ПС, удовлетворяют по­требности микробов в ионах К+, Mg Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 20052+, Мп2+ , Fe2+ либо Fe3+, Р043-, S042-. Они же определяют нужное осмотическое давление среды, величину рН и буферную емкость.

В ПС нужно также наличие неких других ионов, в част­ности, Zn2+ Cu Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 20052+ , Co2+ ,Ca2+, СL- и др. Обычно они находятся в дос­таточном количестве в виде примесей в питательных основах, мине­ральных компонентах среды либо содержатся в водопроводной воде, применяемой для изготовления ПС.

Функция Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 нужных микробам и клеточкам ионов метал­лов состоит в том, что они служат активаторами и кофакторами

многих ферментов, не считая того, участвуют в регуляции синтеза белка, являются компонентами белковых комплексов.

Считается также Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, что в ПС должны находиться причины роста, разные по хим природе соединения, приемущественно, ор­ганические вещества (витамины, аминокислоты, жирные кислоты, пу-риновые и пиримидиновые основания), добавление которых в очень малозначительных количествах провоцирует рост Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 и размножение микро­организмов.

К факторам роста относят витамины группы В, гемин (фактор X), путресцин, олеиновую кислоту, козимазу (фактор Y) и ее ферменты, пуриновые основания (аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин) и пири­мидиновые (цитозин, тиамин Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, урацил), гормоны и др.

Функции причин роста многообразны. Они участвуют в процес­сах обмена веществ. Отсутствие либо недочет их в среде приводит к бактериостатическому эффекту.


Выбор сырьевых источников для Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 конструирования питательных сред

Другим более принципиальным принципом конструирования ПС являет­ся выбор сырьевых источников.

Качество ПС почти во всем определяется полноценностью состава пи­тательных субстратов и начального сырья, применяемого для их при­готовления. Огромное обилие Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 видов сырьевых источников ставит сложную задачку выбора более многообещающих, применимых для кон­струирования ПС требуемого свойства. Определяющую роль в данном вопросе играют, сначала, биохимические характеристики состава сы­рья, от которых зависит выбор метода Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 и режимов его переработки с целью более полного и действенного использования содержащих­ся в нем питательных веществ.

Для получения ПС с особо ценными качествами используют сначала классические источники белка Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 животного происхождения, а конкретно мясо большого рогатого скота (КРС), казеин, рыбу и продукты ее переработки. Более много разработаны и обширно используются ПС на базе мяса КРС.

Беря во внимание недостаток кильки каспийской, обширно используемой Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в не­далеком прошедшем, для получения рыбных питательных основ стала употребляться более доступная и доступная непищевая продукция рыб­ной индустрии - сухой криль, отходы переработки мяса криля, филетированный минтай и его перезрелую Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 икру. Наибольшее же рас­пространение получила рыбная кормовая мука (РКМ), удовлетворяю­щая требованиям био ценности, доступности и относитель­ной стандартности.

Достаточно обширное распространение получили ПС на базе казеи­на, который содержит все Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 составляющие, имеющиеся в молоке: жир, лак­тозу, витамины, ферменты и соли. Но стоит отметить, что в связи с удорожанием товаров переработки молока, также повыше­нием спроса на казеин на мировом рынке, применение его Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 носит не­сколько ограниченный нрав.

Из непищевых источников белка животного происхождения в каче­стве сырья для конструирования всеполноценных ПС нужно выде­лить кровь убойных животных, которая богата на биологическом уровне активны Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ми субстанциями и микроэлементами и, не считая того, содержит продукты клеточного и тканевого обмена. Гидролизаты крови сельскохозяйст­венных животных употребляются в качестве заменителей пептона в дифференциально-диагностических питательных средах.

К другим Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 видам белоксодержащего сырья животного происхожде­ния, которые могут быть применены для конструирования ПС, от­носятся: плацента и селезенка КРС, сухой белковый концентрат - про­дукт переработки мясных отходов, спилковая обрезь, получаемая при обработке кожи, зародыши домашних Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 птиц - отход вакцинного произ­водства, кровезаменители с истекшим сроком годности, творожная сыворотка, мягенькие ткани моллюсков и ластоногих.

Перспективно внедрение тушек пушных животных из зверо-хозяйств, крови КРС, получаемой на мясокомбинате Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, обезжиренного молока и молочной сыворотки (отходы маслозаводов).

В целом же ПС, приготовленные из сырья животного происхожде­ния, имеют высочайшее содержание главных питательных компонент, являются всеполноценными и равновесными по аминокислотному составу и довольно Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 отлично исследованы.

Из товаров растительного происхождения в качестве белкового субстрата для ПС может быть внедрение кукурузы, сои, гороха, кар­тофеля, люпина и др. Но, растительное сельскохозяйственное сы­рье содержит белок, несбалансированный состав которого находится Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в зависимости от критерий выкармливания культур, также липиды в огромных количест­вах, чем продукты животного происхождения.

Необъятную группу составляют ПС, изготавливаемые из белкового сырья микробного происхождения (дрожжи, бактерии и т.д.). Амино Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­кислотный состав микробов, служащих субстратом для изготовления ПС, отлично исследован, а биомасса применяемых микроорга­низмов является настоящей по составу питательных веществ и ха­рактеризуется завышенным содержанием лизина и треонина Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.

Разработан целый ряд ПС комбинированного состава из белковых субстратов различного происхождения. К ним относятся дрожжевая казеиновая питательная среда, дрожжевая мясная и т.д.

Основой большинства узнаваемых ПС являются гидролизаты казеи­на, мяса КРС и рыбы Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 (до 80%). Удельный же вес непищевого сырья в технологии конструирования ПС составляет всего 15% и в дальней­шем просит роста.

Применяемое для получения питательной базы (ПС) непищевое сырье должно удовлетворять определенным требованиям, а Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 конкретно быть:

^ всеполноценным (количественный и высококачественный состав сырья должен, в главном, удовлетворять питательным потребностям микро­организмов и клеток, для которых разрабатываются ПС);

^ легкодоступным (иметь довольно необъятную сырьевую базу);

^ технологичным (издержки на внедрение Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в создание должны осуществляться с внедрением имеющегося оборудования либо су­ществующей технологии);

^ экономным (издержки на внедрение технологии при переходе на новое сырье и его переработку не должны превосходить нормы за­трат для получения Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 мотивированного продукта);

^ стандартным (иметь долгие сроки хранения без конфигурации физико-химических параметров и питательной ценности).

Дифференциация питательных сред по мотивированному предназначению

До того как приступить к разработке ПС, нужно решить во­прос Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 о назначении будущей среды. Как следует, дифференциа­ция ПС по мотивированному предназначению также является одним из главных принципов их конструирования.

В согласовании с этим принципом среды подразделяют:

• на микробиологические (созданные Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 для культивирования микробов,

дрожжей, грибов);

• среды для культур клеток, часть из которых относят также к ви­русологическим средам.

По физическому состоянию ПС классифицируются на:

> водянистые

> водянистые концентрированные

> полужидкие

> твердые (плотные)

> сухие.

Водянистые среды лучше обогащать кислородом Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, в их легче изучить воздействие на культуру разных причин, найти бактериальную массу, образование веществ и побочных товаров. Водянистые среды ис­пользуют для проведения более четких исследовательских работ, их составом проще разнообразить.

Полужидкие среды Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 получают методом прибавления к водянистым концен­трирующих примесей, к примеру 0,5% агара, и употребляют, в частно­сти, для культивирования анаэробных микробов либо при ди­агностике вирусов в чувствительных тканевых культурах.

Для культивирования Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 клеток обширно используются водянистые концен­трированные среды, выпускаемые фирмами в виде 10-, 50- и 100-кратных концентратов.

К плотным ПС обычно относят агаризованные среды, но в качест­ве уплотняющих веществ могут употребляться желатина, силикагель, карбоксилметилцеллюлоза Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 и другие. К ним можно отнести свернутую сыворотку, свернутый яичный белок, картофель, ломтики моркови, зерна, пшено, рис и отруби.

Плотные ПС, в отличие от водянистых, более комфортны в транспортиров­ке. На их Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 легче проводить микроскопичное исследование культур, легче выявить инфецирование сторонней микрофлорой и выделить чистую культуру из отдельных колоний. Не считая того, для хранения микроорга­низмов, обычно, используются конкретно плотные ПС. Но, по­скольку плотные Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 среды получают, приемущественно, включением в их состав агара, то совместно с ним могут быть внесены в качестве примесей разные катионы, питательные вещества и ростовые причины в ко­личестве, достаточном для проявления Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 роста неких нежелатель­ных культур.

Очень комфортны в работе и перспективны в использовании сухие ПС. Они стандартны, отлично хранятся и транспортируются, стремительно рас­творяются в воде при комнатной температуре. Их обширно употребляют для получения Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 исследовательских ПС. Дифференциация ПС проводится также по трудности. По этому признаку среда разделяются на:

< обыкновенные, либо обыденные (пептонная вода, мясо-пептонный буль­он, мясо-пептонный агар, питательная желатина и др.); их время Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 от времени на­зывают универсальными;

< сложные, политропные, либо особые (кровяной агар, асци-тический агар и бульон, мясо-пептонный сладкий бульон, сыворо­точный агар и бульон, свернутая сыворотка, кровяной бульон).

По Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 происхождению и природе составных частей среды подраз­деляются на:

> естественные (натуральные, всеохватывающие);

> полусинтетические;

> синтетические.

Натуральные ПС - это природные, всеохватывающие органические сре­ды неведомого либо неопределенного состава, которые включают ' продукты животного либо растительного происхождения Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005.

К ним относятся пептоны, кровь, отвары и экстракты, приобретенные из природных субстратов (мясо, рыба, навоз, почва, крупы), овощные либо фруктовые соки, сусло, молоко, ткани и сыворотка животных, кар­тофель, соевые бобы Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 и др.

На натуральных средах отлично развиваются многие микроорга­низмы, т.к. в их имеются, обычно, все составляющие, нужные для их роста и развития. Но они имеют непростой непостоянный хими­ческий Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 состав, т.е. неординарны, что является их естественным недос­татком. И потому не много применимы для исследования физиологии обмена веществ микробов, т.к. не позволяют учитывать потребление ряда компонент среды и образование Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 товаров обмена по ходу развития.

Полусинтетические среды, не считая органических и неорганических веществ известного состава, содержат в малозначительных количествах продукты природного происхождения. Эти ПС также отличаются не­стандартностью (хотя и поболее стандартны, чем натуральные). Приме Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­ром могут быть: картофельная среда с глюкозой, состав которой зави­сит от сорта и возраста картофеля; дрожжевая среда; мясо-пептонный бульон и др.

Синтетические ПС готовят из точно определённых количеств Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 орга­нических и неорганических хим соединений известного соста­ва и воды. Преимущество синтетических сред — неизменный состав и воспроизводимость. Но, обычно, в их требуется заносить разные добавки, а именно причины роста.

Необходимо Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 подчеркнуть, что среды, содержащие агар, нельзя рассматри­вать как синтетические из-за трудности и недостаточной определён­ности состава агара.

Возможность поменять состав среды в подходящем направлении делает синтетические среды очень применимыми для периодического Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 изуче­ния физиологии микробов методом широкого синтеза питатель­ных веществ из определённых составных частей.

Отдельные штаммы 1-го и такого же вида микробов по-разному относятся к разным хим соединениям, и в связи с этим Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 он получил практическое приложение в вопросах дифференциации от­дельных штаммов снутри групп.

По набору питательных веществ выделяют:

• малые среды, которые содержат только источники питания, достаточные для роста;

• богатые среды, в состав которых Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 входят многие дополнительные вещества.

Зависимо от предназначения ПС различают:

• дифференциально-диагностические

• элективные

• селективные

• ингибиторные

• среды для поддержания культуры

• накопительные (насыщения, обогащения)

• консервирующие

• контрольные.

Дифференциально-диагностические - это сложные среды, на кото­рых мельчайшие организмы различных видов вырастают по-разному Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, зависимо от биохимических параметров культуры. Они созданы для иденти­фикации видовой принадлежности микробов, обширно исполь­зуются в медицинской бактериологии и проведении генетических ис­следований.

Селективные, ингибиторные и элективные ПС созданы для Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 выкармливания строго определенного вида мельчайшего организма. Эти среды служат для выделения микробов из смешанных популяций и диффе­ренцирования их от схожих видов. В их состав добавляют разные вещества, подавляющие рост одних Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 видов и не действующие на рост дру­гих.

К примеру, для выделения грамотрицательных микробов рода Brucella из зараженной земли либо навоза используют питательный агар с добавлением неких лекарств и кристаллвиолета, которые Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 подавляют большая часть патогенных грибов и микробов, но не оказывают влияние на рост бруцелл. В огромных концентрациях хлорид натрия подавляет рост многих микробов, но отлично переносится стафилококками.

Для заслуги избирательности употребляют также азид Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, цитрат, теллурит, лаурилсульфат и селенит натрия, йод и фенилэтанол. Для этих же целей употребляют натуральную желчь, очищенные желчные соли и их заменители.

Среду можно сделать селективной за счет величины рН. Примера­ми является среда Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 Сабуро для культивирования дрожжей с низким рН, также среды с рН от 8 до 9 для выделения холерного вибриона. В ближайшее время в качестве веществ, придающих средам селективный нрав, используют антимикробные агенты, такие Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 как лекарства и другие химиотерапевтические вещества.

Элективные ПС отыскали обширное применение при выделении возбу­дителей пищеварительных зараз. При добавлении малахитовой либо брил­лиантовой зелени, солей желчных кислот (а именно, таурохолево Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005-кислого натрия), значимого количества хлорида натрия либо ли­моннокислых солей угнетается рост пищеварительной палочки, но рост па­тогенных микробов пищеварительной группы не усугубляется. Некие элек­тивные среды готовят с добавлением лекарств.

Среды Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 для поддержания культуры составляют так, чтоб в их не было селективных веществ, способных вызывать изменчивость куль­тур.

Накопительные ПС (обогащения, насыщения) — это среды, на кото­рых определенные виды культур либо группы культур вырастают резвее и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 лучше сопутствующих. При культивировании на этих средах обычно не используются ингибиторные вещества, а, напротив, делают подходящие условия для определенного присутствующего в консистенции вида. Основой сред скопления являются желчь и ее соли, тетратионат Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 натрия, разные красители, селенитовые соли, лекарства и др.

Консервирующие среды служат для первичного посева и транспор­тировки исследуемого материала.

Выделяют также контрольные ПС, которые используют для контро­ля стерильности и общей бактериальной Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 обсемененности антибиоти­ков.

По масштабам использования ПС разделяются на:

> производственные (технологические);

> среды для исследований с ограниченным по объему применением.

Производственные ПС должны быть доступными, экономными, комфортными в изготовлении и Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 использовании для крупномасштабного культивирования. Среды для исследований, обычно, бы­вают синтетическими и обеспеченными по набору питательных веществ.

Прописи используемых в текущее время ПС очень разнообразны. В особенности вариабельны по составу, как более Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 многокомпонентные системы, прописи для клеточных культур, которые могут включать более шестидесяти компонент.

Оптимизация многокомпонентного состава питательной среды

Невзирая на наличие огромного количества работ, посвященных вопросам питания микробов, не всегда с достоверной точно­стью удается найти Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 количественные и высококачественные характери­стики нужных для развития и метаболизма клеток питательных веществ. Потому при конструировании новых ПС нужно прове­дение широких исследовательских работ по выбору ПС и оптимизации качест­венных и количественных Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 компонент среды с целью получения наи­более хотимого результата при ее использовании.

Культивирование микробов неразрывно связано с целесо­образностью выявления хороших критерий ведения процесса. При всем этом приходится иметь дело Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 с задачками определения хороших характеристик процесса зависимо от избранного аспекта оптими­зации. Их решение связано с необходимостью максимизации продук­тивности процесса по бактериальной массе и минимизации издержек.

Процессы культивирования микробов можно оптимизиро­вать способами Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, которые делятся на две группы.

К первой группе относятся способы оптимизации по эксперимен­тальным данным. Они не требуют вербования сложных математиче­ских расчетов, но связаны со значительными затратами времени, воз­никающими Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 из-за необходимости проведения огромного количества экспериментальных исследовательских работ.

Ко 2-ой группе относятся способы с применением математиче­ских моделей.

В свою очередь последние разделяются на две отличающиеся по трудности выполнения и точности Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 описания реального процесса подгруппы.

К первой следует отнести способы, основанные на построении ма­тематической зависимости (уравнения регрессии) протекания ограни­ченных процессов с внедрением обычного способа планиро­вания опыта Бокса-Уилсона. Он позволяет строить Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 поисковые модели, когда исследователь, не располагая сведениями о механизме соблюдаемого явления, имеет только информацию о реакции системы на возмущение.

Ко 2-ой подгруппе относятся способы, основанные на построении моделей, базисом которых Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 являются законы, описывающие протекание базовых процессов микробиологии (к примеру, процесс раз­множения и отмирания микробов). В данном случае принимается за базу положение, что комплекс всех конфигураций, происходящих в культуральной воды (изменение содержания компонент ПС Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, образование и расходование промежных товаров биосинтеза, выделение метаболитов и катаболитов, трансформация органических соединений) - это следствие процессов самовоспроизведения, также итог реакций, связанных с адаптацией и саморегуляцией микроб­ной популяции.

Оптимизация Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 процессов микробиологического синтеза, основанная на использовании способов 2-ой подгруппы, является более глу­бокой и четкой, хотя и поболее трудоемка и длинна, т.к. просит основа­тельного исследования законов протекания простого акта на лабора Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005­торном уровне с целью следующего сотворения математической моде­ли в форме кинетических уравнений. На базе этой модели идет предстоящая балансировка состава ПС, также поиск оптимума основ­ных режимов ведения процесса.

Задачка оптимизации управляемого повторяющегося Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 процесса куль­тивирования по максимизации бактериальной массы либо мотивированного про­дукта в общем виде смотрится последующим образом: определяется наи­более оптимальный состав начальной ПС, а потом профили конфигурации главных технологических Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 характеристик, обеспечивающих значение избранного аспекта эффективности при данных ограничениях.

Важным элементом оптимизации технологического процесса является выбор аспекта эффективности. В качестве критериев ис­пользуют такие характеристики, как концентрация живых микробных кле­ток Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005, съем мотивированного продукта с единицы объема среды и т.д. Обычно оптимизация процесса культивирования начинается с выбора ПС, обеспечивающей питательные потребности популяции бактерий либо синтез наибольшего количества товаров метаболизма. Количество компонент, входящих Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 в ПС для выкармливания микро­организмов, может превосходить десяток частей. Био роли каждого элемента, влияющего в целом ряде всевозможных случаев в микродозах на активность метаболических перевоплощений в клеточке, посвящено боль­шое число исследовательских Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 работ.

Сложность выбора определяется к тому же тем, что на рост микроор­ганизмов оказывает влияние также обоюдное соотношение компонент.

Огромное количество и связь составляющих ПС ингредиен­тов обуславливает выбор способов экспериментального исследования. Обычно Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 применяемые способы однофакторного планирования в этих критериях малоэффективны. Внедрение же математических мето­дов многофакторного планирования тестов позволяет устано­вить нужные концентрации компонент питания с учетом их совместного воздействия на скорость Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 роста, качество биомассы и количе­ство мотивированного продукта.

Обыденную схему оптимизации ПС можно представить последующими шагами (схема.1).
^ Сбор подготовительных данных о ПО и составе ПС







Выбор аспекта оптимизации







Постановка опыта по матрице планирования







Получение обобщающей Ой медицины, биотехнологии подготовлен для печати: д б. н. Васильевым Д. А. к в. н. Золотухиным С. Н. д б. н. Щербаковым А. А. к б. н. Молофеевой Н. И. Ульяновск 2005 зависимости (модели)








Проверка адекватности модели и значимости коэффициентов






^ Оптимизация модели









Экспериментальная проверка расчетных концентраций компонент среды








Получение прописи хорошей ПС



oharakterizujte-strukturu-viruchki-predprinimatelya-uchebno-metodicheskoe-posobie-kazan-2008-rekomendovano-uchebno-metodicheskim.html
oharakterizujte-vashu-produkciyu-po-sleduyushim-nizhe-kriteriyam-esli-kakoj-to-iz-kriteriev-izbitochen-dlya-vashego-proekta-propustite-ego.html
ohlazhdayushaya-zhidkost-gshz.html