«Биотехнология»

ж.

Совокупность промышленных методов и технических процессов, основанных на использовании живых организмов с целью производства различных веществ для народного хозяйства и медицины.

БИОТЕХНОЛОГИЯ - использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии и культуры животных и растительных клеток.

БИОТЕХНОЛОГИЯ, использование живых организмов в производстве и переработке различных продуктов. Некоторые биотехнологические процессы с древних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при различных способах переработки кожи, растительных волокон и др. Появление термина "биотехнология" в 1970-х гг. связано с успехами молекулярной генетики. Современная биотехнология основана главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток. Используя микробиологический синтез, получают кормовые и пищевые белки, ферменты, аминокислоты, антибиотики, витамины и др. С помощью методов генетической инженерии получены бактерии, продуцирующие (в промышленных масштабах) интерферон, инсулин и гормон роста человека. Культура растительных клеток используется для получения медицинских препаратов, селекции растений с нужными свойствами. С развитием биотехнологии связывают решение проблем обеспечения населения планеты продовольствием, минеральными ресурсами и энергией (биогаз), охраны окружающей среды (в том числе биологическая очистка воды) и др.

жен. biotechnologybiotechnology

bioengineering, biotechnology

БИОТЕХНОЛОГИЯ, использование биологических процессов для целей медицины, промышленности или производства. Люди с давних пор использовали дрожжи для сбраживания пищевых продуктов и бактерии для производства сыров и кисломолочных напитков. В настоящее время биотехнология находит себе намного более широкое применение. Путем выращивания микроорганизмов в лабораториях получают новые лекарства и химикаты. Методы ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ - клонирование, расщепление и смешение генов - облегчают, например, выращивание злаков в районах, где они обычно не произрастают и производство вакцин для борьбы с болезнями. Существует также производство гормонов, например, ИНСУЛИНА для лечения диабета.

Гниение спелых томатов вызывается энзимом, который образуется путем копирования одного из генов ДНК растения (1) в информационной молекуле иРНК (2). Эта молекула преобразуется в энзим (3), который повреждает стенки клеток (4). В томате с измененной генетической структурой присутст вует ген.который представляет собою «зеркальное» отображение гена, способствующего гниению (5). В резульгате создаются две иРНК (6), они связываются между собой, и энзим гниения не вырабатывается. Благодаря этому получаются плоды томата, более устойчивые при хранении. Ввсде ние необходимой ДНК через жесткую стенку клетки производится при помощи бактерий (7), которая естественным ну -тем копирует свою ДНК на ДНК растения Ввести зеркальную ДНК (8) в бактерию несложно, и как только бактерия попадает в клетку, происходит передача ДНК (9) После этого все обра зующиеся клетки имеют в своих хромосомах новую ДНК, и из них можно выращивать но вую породу растения

медицинская — технология получения продуктов, необходимых для профилактики и лечения заболеваний, из живых клеток различного происхождения. Термин «биотехнология» появился в 70-х гг. 20 в. и объединил ранее употреблявшиеся понятия «промышленная микробиология», «техническая биохимия» и др.

Биотехнологические процессы с древних времен используются в практической деятельности человека, например в хлебопечении, приготовлении молочнокислых продуктов, пивоварении. В современных условиях Б. развивается очень интенсивно, Это обусловлено достижениями биохимии и цитологии (например, получение в кристаллическом виде и применение стабилизированных и иммобилизованных ферментов, нативных или частично разрушенных иммобилизованных клеток микро- и макроорганизмов), технологии ферментации (например, производство продуктов с использованием ферментации, переработка отходов различных производств путем биодеградации), биоэлектрохимии. Решающее значение для развития современной Б. приобрели генетическая и клеточная инженерия.

Основы медицинской Б. были заложены в 40-х гг. 20 в. разработкой промышленного производства пенициллина. Затем были найдены продуценты и налажено промышленное получение других антибиотиков. В ряде случаев выход антибиотиков удалось существенно повысить, создав высокопроизводительные мутантные штаммы продуцентов. Ряд антибиотиков в настоящее время производится полусинтетическим способом биоконверсии, в соответствии с которым грибы или микроорганизмы осуществляют лишь некоторые ключевые стадии модификации молекулы лекарственного вещества. Этот способ успешно применяют и в производстве препаратов стероидных гормонов — глюкокортикоидов и половых гормонов. Для производства интерферона, вирусных антигенов используются клетки человека, культивируемые в искусственной среде.

Наибольшее влияние на развитие Б. оказывает Генетическая инженерия, методы которой позволяют выделять индивидуальные гены и получать кодируемые ими продукты в больших количествах. На основе генно-инженерной технологии разработано и осуществляется производство инсулина и гормона роста человека, интерферонов и других биологически активных белков. Разрабатываются генно-инженерные технологии получения противовирусных вакцин, которые особенно ценны в тех случаях, когда выделять вирус для этих целей либо трудно, либо опасно. Так, вирус гепатита В вне организма не размножается, и его специфичный антиген ранее выделяли только из крови людей — носителей вируса. После того, как был получен ген, контролирующий синтез этого белка, были созданы микроорганизмы, активно продуцирующие антиген вируса гепатита В в процессе своей жизнедеятельности.

Клонированные гены и другие участки ДНК человека, а также искусственно синтезированные участки генов, полученные с помощью биотехнологических подходов, уже нашли практическое применение при выявлении носительства патологических генов и диагностике некоторых наследственных болезней человека, в т.ч. и дородовой диагностике. Поставлена и активно разрабатывается на экспериментальных моделях проблема лечения наследственных болезней путем пересадки нормального гена в клетки больного человека.

Важнейшей для медицинской Б. областью стала клеточная инженерия, в частности технология получения моноклональных антител, которые продуцируются в культуре или в организме животного гибридными лимфоидными клетками — гибридомами. Технология получения моноклональных антител оказала большое влияние на фундаментальные и прикладные исследования в области медицины и на медицинскую практику. На их основе разработаны и применяются новые системы иммунологического анализа — радиоиммунологический и иммуноферментативный анализ. Они позволяют определять в организме исчезающе малые концентрации специфических антигенов и антител. Большое значение моноклональные антитела приобрели для типирования тканевых антигенов (прежде всего антигенов класса HLA) при подборе наиболее подходящих доноров для трансплантации органов и тканей. Моноклональные антитела к специфическим опухолевым антигенам или определенным белкам, появляющимся при наличии опухолей, играют большую роль в ранней диагностике опухолей и их метастазов, позволяют контролировать эффективность терапии. Эти антитела, иммобилизованные на нерастворимом инертном носителе, могут быть весьма эффективны для избирательного удаления из кровотока ядовитых соединений, при интоксикациях. С помощью иммобилизованных моноклональных антител получают также такие препараты, как, например, интерферон, в промышленных масштабах.

Библиогр.: Биотехнология, под ред. А.А. Баева, М., 1984; Биотехнология. Принципы и применение, под ред. И. Хиггинса и др., пер. с англ, М., 1988.

БИОТЕХНОЛОГИЯ

(от био..., греч. techne — искусство, мастерство и...логия), использование живых организмов и биол. процессов в производстве. Термин «Б.» получил широкое распространение с сер. 70-х гг. 20 в., хотя такие отрасли Б., как хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроварение, основанные на применении микроорганизмов, известны с незапамятных времён. Совр. Б. характеризуется использованиембиол. методов для борьбы с загрязнением окружающей среды {биологическая очистка сточных вод и т. п.), для зашиты растений от вредителей и болезней, производства ценных биологически активных веществ (антибиотиков, ферментов, гормональных препаратов и др.) для народного х-ва. На основе микробиол. синтеза разработаны пром. методы получения белков, аминокислот, используемых в качестве кормовых добавок. Развитие генетич. и клеточной инженерии позволяет целенаправленно получать ранее недоступные препараты (напр., инсулин, интерферон, гормон роста человека и т. д.), создавать новые полезные виды микроорганизмов, сорта растений, породы животных и т. п. К достижениям новейшей Б. можно отнести также применение иммобилизованных ферментов, получение синтетич. вакцин, использование клеточной технологии в племенном деле на животноводческих комплексах и др. Широкое распространение получили гибридомы и продуцируемые ими моноклональные (одной специфичности) антитела, используемые в качестве уникальных реагентов, диагностич. и лечебных препаратов. Совр. Б. использует достижения биохимии, микробиологии, мол. биологии и генетики, иммунологии, биоорганич. химии; интенсивно развивается в СССР, США, Японии, Франции, ФРГ, ВНР и др. странах.

использование живых организмов и биологических процессов для получения и переработки различных продуктов. Биотехнологические методы издавна применяются в хлебопечении, сыроварении, виноделии и других производствах с участием микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов). С сер. 20 в. микроорганизмы начали использовать для промышленного получения вначале антибиотиков, затем витаминов, аминокислот, ферментов, кормовых белков, бактериальных удобрений и др. Микробиологическая промышленность стала важной отраслью экономики во многих странах.

С возникновением в 1970-х гг. генной и клеточной инженерии, совершенствованием методов культивирования клеток и тканей в развитии биотехнологии начался новый этап. В это время появился и сам термин «биотехнология», употребляемый обычно только по отношению к промышленным технологиям, основанным на применении молекулярно-генетических подходов и методов.

К нач. 21 в. в биотехнологии сложилось несколько направлений. Относительно «старое» – крупнотоннажный микробиологический синтез – обогатилось новыми методами, повышающими его эффективность (получение и отбор продуктивных мутантов, использование генно-инженерных способов и др.). Напр., для увеличения производства незаменимой аминокислоты треонина в клетки продуцента – кишечной палочки – вводят дополнительные гены, ответственные за синтез этой аминокислоты.

Самостоятельным направлением в биотехнологии стало использование иммобилизованных ферментов, т.е. ферментов, закреплённых на каком-либо твёрдом носителе. При этом их эффективность и длительность использования возрастают многократно.

Развитие методов генной инженерии позволило создавать желаемое сочетание генов, клонировать их и вводить этот чужеродный генетический материал в клетки и целые организмы. Так, гены человека, ответственные за синтез определённых белков, встраивали в ДНК бактерий, которые приобретали способность синтезировать этот белок. Таким способом в 1980-х гг. был получен (с помощью кишечной палочки) препарат гормона углеводного обмена – человеческий инсулин. Чужеродные гены встраивают в геномы растительных и животных организмов, получая трансгенные растения и трансгенные животные с нужными человеку свойствами и признаками, напр. высокие урожайность и продуктивность, устойчивость к болезням, высоким и низким температурам, бо́льшая технологичность, упрощающая содержание животных и уборку урожая.

Клеточная инженерия обеспечила возможность получения высокопродуктивных культур растительных клеток, вырабатывающих биологически активные вещества для медицины. Клеточные гибриды между лимфоцитами крови и опухолевыми клетками (гибридомы) используют для получения антител (иммуноглобулинов) одного определённого вида (т.н. моноклональные антитела).

Клонирование, издавна широко применяющееся в растениеводстве и известное как вегетативное размножение, с кон. 20 в. стало использоваться и для размножения с.-х. животных (овечка Долли, полученная в Великобритании в 1997 г.).

Значение биотехнологии велико. Биологически активные вещества (антибиотики, витамины, ферменты и др.), полученные микробиологическим синтезом, находят широкое применение в медицине, сельском хозяйстве, в пищевой, лёгкой и др. отраслях промышленности. С помощью микроорганизмов из растительных отходов получают топливный биогаз (смесь метана и диоксида углерода), осуществляют обезвреживание и разложение промышленных и бытовых отходов, очистку сточных вод, выщелачивание металлов (золота, меди) из горных пород и отвалов. Полагают, что в недалёком будущем биотехнология способна решить основные проблемы человечества – охрану здоровья и окружающей среды, обеспечение пищей и источниками энергии.

生物技术

совокупность пром. методов, использующих живые организмы и биол. процессы для произ-ва разл. продуктов. Нек-рые биотехнол. процессы, относящиеся гл. обр. к произ-ву пищи, были известны в древние времена: хлебопечение, приготовление вина, пива, уксуса, сыра и молочнокислых продуктов, способы обработки кожи, растит. волокон и др. Научные основы Б. были созданы благодаря работам Л. Пастера (1872-76), положившим начало микробиологии, а также в результате изучения обмена в-в, ферментов и др. Пищ. пром-сть издавна обособилась, хотя ее состояние зависит от прогресса биол. наук и в широком смысле она тоже относится к Б.

Биопромышленность производит кормовые и пищ. белки, пептиды, аминокислоты, ферменты, витамины, антибиотики, этанол, орг. к-ты (лимонную, изолимонную, уксусную и др.), регуляторы роста растений, прир. пестициды, лечебные и иммунные препараты для человека и животных. Биол. процессы имеют существенные достоинства: они используют возобновляемое сырье, происходят в мягких условиях, с меньшим числом этапов, их отходы доступны переработке. Применение биотехнологических процессов особенно выгодно экономически и технологически при производстве относительно дорогих малотоннажных продуктов.

Подавляющее большинство продуктов биопромышленности получают ферментацией с помощью - микроорганизмов (гл. обр. бактерий и грибов). Микроорганизмы очень разнообразны по строению и физиол. св-вам, нек-рые выдерживают т-ру до 90-110

БИОТЕХНОЛО́ГИЯ -и; ж. Совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы для производства различных продуктов народного хозяйства.

◁ Биотехнологи́ческий, -ая, -ое.

* * *

использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии и культуры животных и растительных клеток.

* * *

БИОТЕХНОЛО́ГИЯ, использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии(см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ) и культуры животных и растительных клеток.

* * *

БИОТЕХНОЛО́ГИЯ (от греч. bios — жизнь, techne — искусство, мастерство и logos — слово, учение), использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Биотехнология — междисциплинарная область, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. С развитием биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества — ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.

История биотехнологии

С древнейших времен человек использовал биотехнологические процессы при хлебопечении, приготовлении кисломолочных продуктов, в виноделии и т. п., но лишь благодаря работам Л. Пастера(см. ПАСТЕР Луи) в середине 19 в., доказавшего связь процессов брожения(см. БРОЖЕНИЕ) с деятельностью микроорганизмов, традиционная биотехнология получила научную основу. В 1940—1950-е, когда был осуществлен биосинтез пенициллинов(см. ПЕНИЦИЛЛИНЫ) методами ферментации, началась эра антибиотиков(см. АНТИБИОТИКИ), давшая толчок развитию микробиологического синтеза(см. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ) и созданию микробиологической промышленности. В 1960—1970-е начала бурно развиваться клеточная инженерия(см. КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ). С созданием в 1972 группой П. Берга(см. БЕРГ Пол) в США первой гибридной молекулы ДНК in vitro формально связано рождение генетической инженерии(см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ), открывшей путь к сознательному изменению генетической структуры организмов таким образом, чтобы эти организмы могли производить необходимые человеку продукты и осуществлять необходимые процессы. Эти два направления определили облик новой биотехнологии, имеющей мало общего с той примитивной биотехнологией, которую человек использовал в течение тысячелетий. Показательно, что в 1970-е получил распространение и сам термин «биотехнология». С этого времени биотехнология неразрывно связана с молекулярной и клеточной биологией, молекулярной генетикой, биохимией и биоорганической химией. За краткий период своего развития (25—30 лет) современная биотехнология не только добилась существенных успехов, но и продемонстрировала неограниченные возможности использования организмов и биологических процессов в различных отраслях производства и народного хозяйства.

Биотехнология в медицине

В медицине биотехнологические приемы и методы играют ведущую роль при создании новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов, предназначенных для ранней диагностики и лечения различных заболеваний. Антибиотики — самый большой класс фармацевтических соединений, получение которых осуществляется с помощью микробиологического синтеза. Созданы генноинженерные штаммы кишечной палочки(см. КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА), дрожжей, культивируемых клеток млекопитающих и насекомых, используемые для получения ростового гормона(см. РОСТОВОЙ ГОРМОН), инсулина(см. ИНСУЛИН) и интерферона(см. ИНТЕРФЕРОН) человека, различных ферментов и противовирусных вакцин. Изменяя нуклеотидную последовательность в генах, кодирующих соответствующие белки, оптимизируют структуру ферментов, гормонов и антигенов (так называемая белковая инженерия). Важнейшим открытием явилась разработанная в 1975 Г. Келером(см. КЕЛЕР Георг) и С. Мильштейном(см. МИЛЬШТЕЙН Сесар) техника использования гибридом(см. ГИБРИДОМА) для получения моноклональных антител желаемой специфичности. Моноклональные антитела используют как уникальные реагенты, для диагностики и лечения различных заболеваний.

Биотехнология в сельском хозяйстве

Вклад биотехнологии в сельскохозяйственное производство заключается в облегчении традиционных методов селекции растений и животных и разработке новых технологий, позволяющих повысить эффективность сельского хозяйства. Во многих странах методами генетической и клеточной инженерии созданы высокопродуктивные и устойчивые к вредителям, болезням, гербицидам сорта сельскохозяйственных растений. Разработана техника оздоровления растений от накопленных инфекций, что особенно важно для вегетативно размножаемых культур (картофель и др.). Как одна из важнейших проблем биотехнологии во всем мире широко исследуется возможность управления процессом азотфиксации(см. АЗОТФИКСАЦИЯ), в том числе возможность введения генов азотфиксации в геном(см. ГЕНОМ) полезных растений, а также процессом фотосинтеза(см. ФОТОСИНТЕЗ). Ведутся исследования по улучшению аминокислотного состава растительных белков. Разрабатываются новые регуляторы роста растений, микробиологические средства защиты растений от болезней и вредителей, бактериальные удобрения. Генноинженерные вакцины, сыворотки, моноклональные антитела используют для профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных. В создании более эффективных технологий племенного дела применяют генноинженерный гормон роста, а также технику трансплантации и микроманипуляций на эмбрионах домашних животных. Для повышения продуктивности животных используют кормовой белок, полученный микробиологическим синтезом.

Биотехнология в производстве

Биотехнологические процессы с использованием микроорганизмов и ферментов уже на современном техническом уровне широко применяют в пищевой промышленности. Промышленное выращивание микроорганизмов, растительных и животных клеток используют для получения многих ценных соединений — ферментов, гормонов, аминокислот, витаминов, антибиотиков, метанола, органических кислот (уксусной, лимонной, молочной) и т. д. С помощью микроорганизмов проводят биотрансформацию одних органических соединений в другие (например, сорбита(см. СОРБИТ (в химии)) во фруктозу(см. ФРУКТОЗА)). Широкое применение в различных производствах получили иммобилизованные ферменты(см. ФЕРМЕНТЫ). Для выделения биологически активных веществ из сложных смесей используют моноклональные антитела. А. С. Спириным(см. СПИРИН Александр Сергеевич) в 1985—88 разработаны принципы бесклеточного синтеза белка, когда вместо клеток применяются специальные биореакторы, содержащие необходимый набор очищенных клеточных компонентов. Этот метод позволяет получать разные типы белков и может быть эффективным в производстве. Многие промышленные технологии заменяются технологиями, использующими ферменты и микроорганизмы. Таковы биотехнологические методы переработки сельскохозяйственных, промышленных и бытовых отходов, очистки и использования сточных вод для получения биогаза(см. БИОГАЗ) и удобрений. В ряде стран с помощью микроорганизмов получают этиловый спирт, который используют как горючее для автомобилей (в Бразилии, где топливный спирт широко применяется, его получают из сахарного тростника и других растений). На способности различных бактерий переводить металлы в растворимые соединения или накапливать их в себе основано извлечение многих металлов из бедных руд или сточных вод.

***

Дальнейший прогресс человечества во многом связан с развитием биотехнологии. Вместе с тем необходимо учитывать, что неконтролируемое распространение генноинженерных живых организмов и продуктов может нарушить биологический баланс в природе и представлять угрозу здоровью человека.

Термин

биотехнология

(от био... и технология) - совокупность пром. методов, использующих живые организмы и биол. процессы для произ-ва продукции; одна из отраслей, определяющих научно-технич. прогресс. Термин "Б." широко распространён с сер. 70-х гг., хотя Б. известна с глубокой древности, напр., в производстве пищ. продуктов, для получения к-рых применялись ферменты, выделяемые из растит. и животного сырья. Б. используется для очистки сточных вод, защиты растений, получения антибиотиков, белковых кормовых добавок, при извлечении ценных компонентов и отделении вредных примесей из руд и отходов произ-ва в цветной металлургии (бактериальное выщелачивание) и т. п. Перспективно пром. получение биологически активных в-в (гормональных препаратов, биостимуляторов и др.) на осн. применения методов генетич. и клеточной инженерии.

bioengineering, biotechnology

ж.

biotecnologia f

использование живых организмов и биол. процессов в пром. произ-ве. Развивается микробиол. синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно пром. получение др. биологически активных в-в (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетич. инженерии и культуры животных и растит. клеток.

Биотехнология (технология живых систем) - 1) дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии; 2) производственное использование биологических структур для получения пищевых и промышленных продуктов и для осуществления целевых превращений. Биологические структуры в данном случае - это микроорганизмы, растительные и животные клетки, клеточные компоненты: мембраны клеток, рибосомы, митохондрии, хлоропласты, а также биологические макромолекулы (ДНК, РНК, белки - чаще всего ферменты)

Источник: "ВП-П8-2322. Комплексная программа развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года" (утв. Правительством России 24.04.2012 № 1853п-П8)

" Биотехнология" означает любой вид технологии, связанный с использованием биологических систем, живых организмов или их производных для изготовления или изменения продуктов или процессов с целью их конкретного использования

Источник: "КОНВЕНЦИЯ О БИОЛОГИЧЕСКОМ РАЗНООБРАЗИИ"

"Биотехнология" означает любой вид технологии, связанный с использованием биологических систем, живых организмов или их производных для изготовления или изменения продуктов или процессов с целью их конкретного использования.

Источник: Конвенция о биологическом разнообразии