Биотехнология, която тя даде на човека. Съвременни биотехнологии: факти за ГМО. Кариерни стъпки и перспективи

Терминът "биотехнология" е използван за първи път от унгарския инженер Карл Ереки през 1917 г. Отделни елементи на биотехнологията се появиха доста отдавна. Всъщност това бяха опити да се използват в промишленото производство отделни клетки (микроорганизми) и някои ензими, които допринасят за протичането на редица химични процеси.

И така, през 1814 г. петербургският академик К. С. Кирхоф открива феномена на биологичната катализа и се опитва да получи биокаталитично захар от наличните местни суровини (до средата на 19 век захарта се получава само от захарна тръстика). През 1891 г. в САЩ японският биохимик Дз. Такамин получи първия патент за използване на ензимни препарати за промишлени цели: ученият предложи използването на диастаза за озахаряване на растителни отпадъци.

В началото на 20-ти век активно се развиват ферментационната и микробиологичната индустрия. През същите години бяха направени първите опити за използване на ензими в текстилната индустрия.

През 1916–1917 г. руският биохимик А. М. Коленев се опитва да разработи метод, който да му позволи да контролира действието на ензимите в естествените суровини при производството на тютюн.

Огромен принос за практическото използване на постиженията на биохимията има академик А. Н. Бах, който създава важна приложна област на биохимията - техническата биохимия. А. Н. Бах и неговите ученици разработиха множество препоръки за усъвършенстване на технологиите за обработка на голямо разнообразие от биохимични суровини, усъвършенстване на технологиите за печене, пивоварство, винопроизводство, производство на чай и тютюн и др., както и препоръки за повишаване на добива на култивирани растения, като ги управляват чрез биохимични процеси.

Всички тези изследвания, както и напредъкът на химическата и микробиологичната индустрия и създаването на нови индустриални биохимични производства (чай, тютюн и др.) бяха най-важните предпоставки за появата на съвременните биотехнологии.

По отношение на производството основата на биотехнологията в процеса на нейното формиране беше микробиологичната индустрия. През следвоенните години микробиологичната индустрия придоби фундаментално нови характеристики: микроорганизмите започнаха да се използват не само като средство за увеличаване на интензивността на биохимичните процеси, но и като миниатюрни синтетични фабрики, способни да синтезират най-ценните и сложни химически съединения вътре. техните клетки. Повратният момент е свързан с откриването и производството на антибиотици.

Първият антибиотик, пеницилин, е изолиран през 1940 г. След пеницилина са открити и други антибиотици (тази работа продължава и до днес). С откриването на антибиотиците веднага се появиха нови задачи: установяване на производството на лекарствени вещества, произведени от микроорганизми, работа за намаляване на разходите и увеличаване на наличността на нови лекарства, получаването им в много големи количества, необходими за медицината.

Синтезирането на антибиотици химически беше много скъпо или дори невероятно трудно, почти невъзможно (нищо чудно, че химическият синтез на тетрациклин от съветския учен акад. М. М. Шемякин се счита за едно от най-големите постижения на органичния синтез). И тогава те решиха да използват микроорганизми, синтезиращи пеницилин и други антибиотици за промишленото производство на лекарства. Така се появи най-важната област на биотехнологията, базирана на използването на процеси на микробиологичен синтез.

Видове биотехнологии

Биоинженерство

Биоинженерството или биомедицинското инженерство е дисциплина, която има за цел да усъвършенства знанията в областта на инженерството, биологията и медицината и да подобри здравето на човечеството чрез интердисциплинарни разработки, които съчетават инженерните подходи с постиженията на биомедицинската наука и клиничната практика. Биоинженерство/биомедицинско инженерство е прилагането на технически подходи за решаване на медицински проблеми с цел подобряване на здравеопазването. Тази инженерна дисциплина има за цел да използва знания и опит за намиране и решаване на проблеми в биологията и медицината.

Биоинженерите работят в полза на човечеството, като се занимават с живи системи и прилагат модерни технологии за решаване на медицински проблеми. Специалистите по биомедицинско инженерство могат да участват в създаването на инструменти и оборудване, в разработването на нови процедури, базирани на интердисциплинарни познания, в изследвания, насочени към получаване на нова информация за решаване на нови проблеми.

Сред важните постижения на биоинженерството може да се посочи развитието на изкуствени стави, магнитно-резонансна томография, пейсмейкъри, артроскопия, ангиопластика, биоинженерни кожни протези, бъбречна диализа и сърдечно-бели апарати. Също така, една от основните области на биоинженерните изследвания е използването на методи за компютърно моделиране за създаване на протеини с нови свойства, както и моделиране на взаимодействието на различни съединения с клетъчни рецептори с цел разработване на нови фармацевтични продукти („дизайн на лекарства“).

биомедицина

Отрасъл на медицината, който изучава човешкото тяло от теоретична гледна точка, неговата структура и функция при нормални и патологични състояния, патологични състояния, методи за тяхната диагностика, корекция и лечение. Биомедицината включва натрупани знания и изследвания, повече или по-малко общи за медицината, ветеринарната медицина, денталната медицина и основните биологични науки като химия, биологична химия, биология, хистология, генетика, ембриология, анатомия, физиология, патология, биомедицинско инженерство, зоология, ботаника и микробиология .

Проследяване, фиксиране, проектиране и контролиране на човешки биологични системи на молекулярно ниво с помощта на наноустройства и наноструктури. В света вече са създадени редица технологии за наномедицинската индустрия. Те включват насочена доставка на лекарства до болни клетки, лаборатории върху чип и нови бактерицидни агенти.

Биофармакология

Клонът на фармакологията, който изучава физиологичните ефекти, произведени от вещества от биологичен и биотехнологичен произход. Всъщност биофармакологията е плод на сближаването на две традиционни науки - биотехнологията, а именно този клон от нея, който се нарича "червен", медицинската биотехнология и фармакологията, която преди се интересуваше само от химикали с малко молекулно тегло, в резултат на взаимен интерес.

Обектите на биофармакологичните изследвания са изучаването на биофармацевтиката, планирането на тяхното производство, организацията на производството. Биофармакологични терапевтични средства и средства за превенция на заболявания се получават с помощта на живи биологични системи, тъкани на организми и техни производни, като се използват биотехнологични средства, тоест лекарствени вещества от биологичен и биотехнологичен произход.

Биоинформатика

Набор от методи и подходи, включително:

1. математически методи на компютърен анализ в сравнителната геномика (геномна биоинформатика);
2. разработване на алгоритми и програми за прогнозиране на пространствената структура на протеините (структурна биоинформатика);
3. изследователски стратегии, подходящи изчислителни методологии и общо управление на информационната сложност на биологичните системи.

Биоинформатиката използва методите на приложната математика, статистика и информатика. Биоинформатиката се използва в биохимията, биофизиката, екологията и други области.

бионика

Приложна наука за прилагането в техническите устройства и системи на принципите на организация, свойства, функции и структури на живата природа, тоест формите на живите същества в природата и техните индустриални аналози. Просто казано, биониката е комбинация от биология и технология. Bionics разглежда биологията и технологиите от напълно нов ъгъл, обяснявайки какви общи черти и какви различия съществуват в природата и технологиите.

Разграничаване:

• биологична бионика, която изучава процесите, протичащи в биологичните системи;
• теоретична бионика, която изгражда математически модели на тези процеси;
• техническа бионика, която използва модели на теоретична бионика за решаване на инженерни проблеми.

Биониката е тясно свързана с биологията, физиката, химията, кибернетиката и инженерните науки: електроника, навигация, комуникации, морско дело и др.

Биоремедиация

Комплекс от методи за пречистване на вода, почва и атмосфера, използващи метаболитния потенциал на биологични обекти - растения, гъби, насекоми, червеи и други организми.

Клониране

Появата на естествен начин или получаване на няколко генетично идентични организма чрез безполово (включително вегетативно) размножаване. Терминът "клониране" в същия смисъл често се използва по отношение на клетките на многоклетъчните организми. Клонирането се нарича още получаване на няколко идентични копия на наследствени молекули (молекулярно клониране). И накрая, клонирането също често се нарича биотехнологични методи, използвани за изкуствено получаване на клонинги на организми, клетки или молекули. Група от генетично идентични организми или клетки е клонинг.

генното инженерство

Същността на генното инженерство е изкуственото създаване на гени с желаните свойства и въвеждането им в съответната клетка. Трансферът на ген се осъществява от вектор (рекомбинантна ДНК) - специална ДНК молекула, изградена на базата на вирусна или плазмидна ДНК, която съдържа желания ген, транспортира го в клетката и осигурява интегрирането й в генетичния апарат на клетката.

За маркиране на определени клетки на организми в молекулярно-генетични изследвания се използва генът GFP, изолиран от медузи. Той осигурява синтеза на флуоресцентен протеин, който свети в тъмното.

Генното инженерство намира широко приложение както в научните изследвания, така и в най-новите методи на отглеждане.

Биотехнологията е съвкупност от промишлени методи, които се използват за производство на различни вещества с помощта на живи организми, биологични процеси или явления. Традиционната биотехнология се основава на явлението ферментация – използването на микробни ензими в производствените процеси. Клетъчното инженерство е клон на биотехнологиите, който разработва и използва технологии за култивиране на клетки и тъкани извън тялото в изкуствени условия. Генетичното инженерство е клон на биотехнологията, който разработва и използва технологии за изолиране на гени от организми и отделни клетки, модифицирането им и въвеждането им в други клетки или организми.

Някои етични и правни аспекти на приложението на биотехнологичните методи

Етиката е доктрината за морала, според която основната добродетел е способността да се намира средата между две крайности. Тази наука е основана от Аристотел.

Биоетиката е част от етиката, която изучава моралната страна на човешката дейност в медицината и биологията. Терминът е предложен от V.R. Потър през 1969 г

В тесен смисъл, биоетиката се отнася до кръга от етични проблеми в областта на медицината. В широк смисъл, биоетиката се отнася до изучаването на социални, екологични, медицински и социално-правни проблеми, свързани не само с хората, но и с всички живи организми, включени в екосистемите. Тоест има философска насоченост, оценява резултатите от развитието на нови технологии и идеи в медицината, биотехнологиите и биологията като цяло.

Съвременните биотехнологични методи имат толкова мощен и не напълно проучен потенциал, че широкото им използване е възможно само при стриктно спазване на етичните стандарти. Съществуващите в обществото морални принципи задължават да се търси компромис между интересите на обществото и личността. Освен това интересите на индивида в момента са поставени над интересите на обществото. Следователно спазването и по-нататъшното развитие на етичните норми в тази област трябва да бъде насочено преди всичко към пълна защита на човешките интереси.

Масовото навлизане в медицинската практика и комерсиализацията на принципно нови технологии в областта на генното инженерство и клонирането също доведе до необходимостта от създаване на подходяща правна рамка, която да регулира всички правни аспекти на дейностите в тези области.

Нека се спрем на онези области в биотехнологичните изследвания, които са пряко свързани с висок риск от нарушаване на индивидуалните права и предизвикват най-разгорещена дискусия за широкото им приложение: трансплантация на органи и клетки за терапевтични цели и клониране.

През последните години се наблюдава рязко нарастване на интереса към изследването и прилагането в биомедицината на човешки ембрионални стволови клетки и техники за клониране за получаването им. Както знаете, ембрионалните стволови клетки са способни да се трансформират в различни видове клетки и тъкани (хемопоетични, репродуктивни, мускулни, нервни и др.). Те се оказаха перспективни за използване в генната терапия, трансплантологията, хематологията, ветеринарната медицина, фармакотоксикологията, тестването на лекарства и др.

Изолирането на тези клетки се извършва от човешки ембриони и фетуси 5-8 седмици на развитие, получени по време на медицинско прекъсване на бременността (в резултат на аборт), което повдига множество въпроси относно етичната и правна легитимност на провеждането на изследвания върху човешки ембриони, включително следното:

• Колко необходими и оправдани са научните изследвания върху човешки ембрионални стволови клетки?
• Допустимо ли е да се унищожава човешкия живот в името на напредъка на медицината и колко морално е това?
• Достатъчно развита ли е правната рамка за използването на тези технологии?

В редица страни всякакви изследвания върху ембриони са забранени (например в Австрия, Германия). Във Франция правата на ембриона са защитени от момента на зачеването. В Обединеното кралство, Канада и Австралия, въпреки че създаването на ембриони за изследователски цели не е забранено, е разработена система от законодателни актове за регулиране и контрол на такива изследвания.

В Русия ситуацията в тази област е повече от несигурна: дейностите по изследване и използване на стволови клетки не са достатъчно регулирани, има значителни пропуски в законодателството, които пречат на развитието на тази област. Що се отнася до клонирането, през 2002 г. федерален закон въведе временна (за 5 години) забрана за клониране на хора, но срокът на валидност изтече през 2007 г. и въпросът остава открит.

Пазар на биотехнологии

ИТ има много повече паралели със съвременните биотехнологии, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Информационните технологии не се появиха сами, разцветът им беше предшестван от фундаментални открития във физиката, физиката на материалите, изчислителната математика и кибернетиката. В резултат на това днес ИТ е сферата на „леките стартиращи фирми“, където минава много малко време от появата на идея до реализиране на печалба и малко хора се замислят за работата, която е свършена до момента.

Подобна е ситуацията и с биотехнологиите, но сега сме на по-ранен етап, когато все още се разработват инструменти и програми. Биотехнологиите чакат появата на своя „персонален компютър“, само че в нашия случай това няма да бъде разбираемо масово устройство - говорим повече за набор от ефективни и евтини инструменти.

Можем да кажем, че сега ситуацията е подобна на тази, която беше през 90-те години на миналия век в IT. Технологията все още се развива и е доста скъпа. Например, пълно човешко секвениране струва 1000 долара. Това е много по-евтино от цената от 3,3 милиарда долара на проекта за човешкия геном, но все още е невероятно висока за неспециалиста и приложението му за клинична диагностика на широко ниво все още не е възможно. За да направите това, технологията трябва да стане по-евтина с коефициент 10 и да подобри техническите си свойства, така че грешките в последователността да бъдат изравнени. В биотехнологиите все още няма толкова мощни проекти като Facebook, но Illumina, Oxford Nanopore, Roche са изключително успешни компании, чиято дейност често наподобява Google, изкупувайки интересни стартъпи. А Nanopore, например, станаха милиардери, преди да излязат на пазара, благодарение на комбинация от добра първоначална идея, управление и успех в набирането на средства.

Днес биотехнологиите също са голям пазар на данни и това продължава паралелите с ИТ, които в случая вече служат като инструмент за по-голяма и по-сложна биотехнология. Компании като Editas Medicine (един от създателите на прочутата технология за редактиране на генома CRISPR/Cas9) направиха своя IP за резултатите от секвенирането на бактериални геномни данни от отворени източници. Те далеч не бяха първите, които се възползваха от натрупаната информация, дори не бяха първите, които откриха принципа на клъстера CRISPR, но именно Editas Medicine създаде биотехнологичния продукт. Днес това е компания на стойност над 1 милиард долара.

И това не е единственият бизнес, който ще възникне от анализа на съществуващите данни. Нещо повече, не може да се каже, че зад подобни данни има опашка - вече има много повече от тях, отколкото могат да бъдат анализирани, и ще бъдат дори повече, защото учените не спират да секвенират. За съжаление методите за анализ все още са несъвършени, така че не всеки успява да превърне данните в продукт за няколко милиарда долари. Но ако вземем предвид скоростта на разработване на инструментите за анализ (намек: много е бързо), лесно е да се разбере, че в бъдеще ще има много повече компании, които са забелязали нещо интересно в големите данни за генома.

Може ли Русия да стане биотехнологична страна?

Основният проблем на биотехнологиите в Русия не е забраната на ГМО, както много хора мислят, а голям брой различни бюрократични бариери. Този факт е отбелязан в правителството. Но дори бариерите могат да бъдат коригирани. През последните 26 години се развиваме под натиска на реформи, постоянни промени в правилата на играта, а бизнесът се нуждае от стабилност и увереност, че няма да възникнат сътресения.

Ако руските биотехнологии не бъдат възпрепятствани, те ще започнат да се развиват. Искам също да отбележа, че необмисленото желание за помощ, тези много недомислени държавни инвестиции, всъщност водят до обратния резултат – субсидирането привиква фирмите с факта, че ще бъдат постоянно издържани от държавата. Както показва практиката, компаниите с държавни инвестиции стават неефективни. Навсякъде е необходима здравословна конкуренция, така че първоначалните инвестиции трябва да идват дори не от държавата, а от бизнеса, който трябва да се чувства уверен в бъдещето, с което все още имаме проблеми.

Най-правилното нещо за държавата е да инвестира в създаването на оптимална среда за биотехнологиите. Имаме както умове, така и хора с енергия и желание да творим – важно е това желание да не изчезне.

Днес биотехнологиите са във фаза на интензивен растеж, но вече е възможно да си представим вектора на тяхното развитие. В крайна сметка самото значение на технологията няма да се промени, както не се промени и след появата на компютъра: неговата идея през 1951 г. не се различава много от тази, която стои зад съвременните компютри. Единствената разлика е функционалност и производителност. Същото ще се случи и с биотехнологиите, а двигателът на тяхното развитие е още по-ясен – това е вечното желание на хората да бъдат здрави и да живеят дълго, без да спазват всички сложни правила на здравословния начин на живот. Ето защо в много близко бъдеще ни очаква разцвета на биотехнологиите и в крайна сметка това е страхотна новина за цялото човечество.

Има много слухове около генетично модифицираните храни. Лекарите ни предупреждават, че ГМО причиняват голяма вреда на човешкото здраве. От друга страна, има и такива, които казват, че не са правени сериозни проучвания, потвърждаващи опасностите от ГМО. И така, къде е, нали?

За първи път генетично модифицираните продукти се появиха на световния пазар преди повече от 20 години. През 1994 г. САЩ официално разрешиха продажбата на ГМ домати. Оттогава са разработени много нови и подобрени сортове зеленчуци, плодове и живи култури.

Що за ГМО е това, след като всички се страхуват от него

Генетично модифицираните храни се наричат ​​още трансгенни, защото са създадени с помощта на генно инженерство. С прости думи, както храната, така и живите организми могат да бъдат генетично модифицирани. Те съдържат гени, изкуствено трансплантирани от други растения или животни. Този процес в развъждането се нарича "кръстосване".

Защо се трансплантират гени? И така, че растението може да стане устойчиво на стрес срещу насекоми, различни болести или климатични условия. Това осигурява увеличаване на срока на годност, подобрен вкус, защита от вредители. Много страни решават проблема с производителността по този начин. В крайна сметка е много по-лесно да се отглеждат и съхраняват ГМ растения, плодове и зеленчуци, отколкото обикновените, които са силно повлияни от околната среда.

В Америка е отгледан сорт ягоди с гена на риба, която живее в северните морета. Така учените са постигнали неговата устойчивост на замръзване. Но лектин, геномът на кокичето, беше въведен в картофа, което прави плода устойчив на вредители. Бразилия е специализирана в отглеждането на модифициран черен боб за борба с вируса на мозайката. Китайците отглеждат устойчив на топлина и суша ориз. В Индия с помощта на трансгени се подобряват свойствата на бананите, царевицата, карфиола и тиквата.

Сред 18-те държави, които официално разрешават отглеждането на ГМ растения, лидери са САЩ, Аржентина, Канада, Бразилия, Австралия и Китай. В Русия е разрешено да се използват: 3 сорта соя, 6 сорта царевица, 3 сорта картофи, 2 сорта цвекло, 2 сорта ориз и 5 сорта други култури. Но швейцарските власти забраниха употребата и продажбата на ГМО за 5 години. В Обединеното кралство е въведен и строг контрол върху използването на ГМ продукти.

Как се получават генетично модифицирани растения?

Всичко започва в лабораторията. На първо място, специфичен ген се изолира от растението по научен начин. След това се трансплантира в клетката на избраната жива култура. Това се прави с цел подобряване на неговите свойства. Получените генетично модифицирани растения се тестват за хранителна и биологична безопасност, казват биолози.

Факти за ползите от ГМО

• Привържениците на ГМО сред различни аргументи смятат за най-важно снабдяването със селскостопански продукти предимно за населението на малките градове и мегаполисите.
• Отглеждането на устойчиви на стрес генетично модифицирани плодове, зеленчуци и зърнени култури ви позволява значително да увеличите добива на култури.
• Отглеждането на трансгенни продукти ви позволява да се отървете от пестицидите, които се пръскат върху културите. В бъдеще това ще позволи да се отървете от хронични заболявания, включително алергии.
• Друг аргумент е твърдението, че всъщност ефектът на ГМ храни върху човешкия организъм все още не е доказан.

Факти за опасностите от ГМО

• Противниците на ГМО твърдят, че трансгенните храни са вредни за човешкото тяло. Въпреки че няма преки доказателства за това. Специалистите обаче се фокусират върху такива заболявания като алергии, затлъстяване, рак, спонтанен аборт и други.
• Продуктите на генното инженерство могат да допринесат за устойчивостта на организма към антибиотици. Използват се при създаването на трансгенни продукти за предотвратяване на разваляне на реколтата от болести.
• Според някои доклади употребата на ГМО влияе върху хормоналния фон на децата. Експертите отбелязват, че в растящото тяло на дете ГМ храните могат да се държат непредсказуемо.
• В състава на генетично модифицираните плодове и зеленчуци има дисбаланс на витамини, аминокиселини, микроелементи и мастни киселини. При прием на такава храна може да се наруши обмяната на веществата и имунитета.

Най-често срещаните генетично модифицирани храни

- соя, рапица, царевица, семена и техните производни (включително слънчогледово и царевично масло, пуканки, соево мляко на прах, протеинови шейкове и барове за атлети);

- картофи (чипс, сухо картофено пюре, нишесте, полуфабрикати и др.);

- пшеница (хлебни и сладкарски изделия);

- домати (сосове, кетчупи, паста и др.);

- тиквички, лук, моркови, цвекло, вкл. захар от цвекло;

- ориз и продукти от него;

- шоколади, карамел, сладолед, газирани напитки;

- рибни и месни продукти и полуфабрикати;

- майонеза, маргарин, млечни продукти и др.;

- бебешка храна за новородени.

И дори тези, които сами отглеждат зеленчуци и плодове, могат да закупят ГМ семена на пазара или в специализирани магазини.

Има няколко начина за разграничаване на ГМ храни от естествените. Генетично модифицираните продукти винаги са почти идеално равномерни, чисти, без гниене, без признаци на болести и ядещи насекоми. ГМ продуктите, за разлика от естествените, не дават изобилие от сок при нарязване.

Фирми, използващи ГМ продукти

Големите корпорации са особено активни в генетично модифицираните култури. Ето един далеч не пълен списък на добре познатите марки:

Kellogg's, Nestle, Heinz Foods, Hershey, McDonalds, Coca-Cola, Danon, Similac, Lays, Mars, Pepsi Cola, Milka, Lipton, Cadbury, McDonalds.

Научните разработки в генното инженерство са непрекъснат процес. Учените кръстосват и отглеждат нещо през цялото време. И не само растения, но и живи микроорганизми. Според официалната статистика на рафтовете на нашите магазини за продукти със съдържание на ГМО над 30%. Между другото, не всички производители посочват надеждна информация върху опаковката. Например, попаднах на опаковки със знак „Без ГМО“ и в състава беше посочено модифицирано нишесте.

На какво да вярвате: на собствените си очи или на нечестен производител? Лекари, които твърдят, че ГМО са опасни, или биолози, които казват, че вредата от ГМО е преувеличена?

Знаете ли, че почти всички породи животни и растения, които се използват в селското стопанство, са продукти на генното инженерство, т.е. директна човешка намеса в генома. Пример е мулето – хибрид, получен чрез кръстосване на кобила и магаре. До двадесети век процесите на селекция продължават с години. Съвременните методи ви позволяват да постигнете резултати много по-бързо - буквално в рамките на няколко месеца.

Провеждане на официално проучване

Всъщност са проведени официални проучвания за въздействието на ГМО върху човешкото тяло. Генералният директор на Европейската комисия за наука и информация в доклада си отбелязва следното: въз основа на повече от 130 изследователски проекта, осъществявани в продължение на повече от 20 години с участието на 500 независими изследователски групи, беше установено, че продуктите на генното инженерство не са по-опасно от традиционните технологии.при подбора на култури.

Противниците на генетично модифицираните храни твърдят, че ефектът от ГМО върху човешкото тяло няма да се прояви веднага. В отговор учените отбелязват, че за 15 години използване на ГМ храни досега не са известни странични ефекти. Големите компании, които произвеждат ГМО храни (като Monsanto), са били принудени да провеждат независими изследвания. Почти всички от тях потвърдиха безвредността на ГМО. Нямаше дългосрочни ефекти върху здравето на опитни плъхове и мишки (това са гризачи с бърза смяна на поколенията). И в проучванията, проведени от противници на ГМ технологията, бяха допуснати сериозни нарушения.

дума БИОТЕХНОЛОГИЯидва от комбинация от гръцки думи биос- живот, "techne"майсторство, изкуство и лога- преподаване. Това напълно отразява дейността на биотехнолога. Професията е подходяща за тези, които се интересуват от физика, математика, химия и биология (вижте избора на професия за интерес към учебните предмети).

Биотехнолозите умело използват живите биологични организми, техните системи и процеси, прилагайки научните методи на генното инженерство, за да създават нови разновидности на продукти, растения, витамини, лекарства, както и да подобрят свойствата на съществуващите видове в растителна и животинска среда, които са устойчиви на неблагоприятни климатични условия, условия, вредители и болести. В медицината биотехнологите играят неоценима роля в създаването на нови лекарства за ранна диагностика и успешно лечение на най-сложните заболявания.

Като всяка наука, биотехнологията непрекъснато се развива, достигайки невиждани висоти. Така през последните десетилетия тя естествено достигна нивото на клониране и постигна определени успехи в тази област. Клонирането на жизненоважни човешки органи (черен дроб, бъбреци) дава шанс за лечение, пълно възстановяване и подобряване качеството на живот на хората по света.

Биотехнологията като наука се намира на пресечната точка на клетъчната и молекулярната биология, молекулярната генетика, биохимията и биоорганичната химия.

Отличителна черта на развитието на биотехнологиите през 21-ви век, освен бързия й растеж като приложна наука, е, че тя прониква във всички сфери на човешкия живот, допринасяйки за ефективното развитие на всички сектори на икономиката. В крайна сметка всичко това допринася за икономическия и социалния растеж на страната. Рационалното планиране и управление на постиженията на биотехнологиите могат да решат такива важни за Русия проблеми като развитието на свободни територии и заетостта на населението. Това ще стане възможно, ако постиженията на науката се използват като инструмент за индустриализация за създаване на малки индустрии в селските райони.

Цялостният напредък на човечеството до голяма степен се дължи на развитието на биотехнологиите. Но от друга страна, правилно се смята, че ако се допусне неконтролирано разпространение на генетично модифицирани продукти, това може да допринесе за нарушаване на биологичния баланс в природата и в крайна сметка да представлява заплаха за човешкото здраве.

Характеристики на професията

Функционалните отговорности на биотехнолога зависят от индустрията, в която работи.

Работата във фармацевтичната индустрия включва:

• участие в разработването на състава и технологията за производство на лекарства или хранителни добавки;
• участие във внедряване на ново технологично оборудване;
• тестване на нови технологии в производството;
• работа за усъвършенстване на разработените технологии;
• участие в избора на оборудване, материали и суровини за новата технология;
• контрол върху правилното изпълнение на спомагателните технологични операции;
• участие в разработването на технико-икономически показатели (ТЕП) за лекарства;
• тяхната ревизия поради подмяна на отделни компоненти или промени в технологията;
• своевременно поддържане на необходимата документация и отчетност.

Работата в изследователската област се състои в изследвания, методическо развитие и открития в областта на генетичното и клетъчното инженерство.

Работата на биотехнолог в такава важна област като опазването на околната среда включва следните отговорности:

• биологично пречистване на отпадъчни води и замърсени територии;
• рециклиране на битови и промишлени отпадъци.

Работата в образователните институции включва преподаването на биологични и сродни дисциплини.

Във всяка област работата на биотехнолога е творческа, изследователска и, разбира се, интересна и необходима за обществото.

Плюсове и минуси на професията

професионалисти

Специалистите по биотехнологии са изключително търсени в момента, а в бъдеще ще бъдат още по-търсени, тъй като биотехнологиите са професията на бъдещето и ще се развива бързо. В бъдеще професията биотехнолог ще бъде търсена и в други области на човешката дейност, които дори не съществуват или са само в начален стадий.

Предимствата включват престижа на професията и нейната неяснота, тоест възможността за работа в сродни професии в различни организации (вижте местата на работа) като генетичен биоинженер, инженер по биопроцеси, липиден биотехнолог, протеинов биотехнолог, фармацевтичен биотехнолог, клетъчен и тъканен биоинженер.

Биотехнологите си сътрудничат тясно с чуждестранни изследователски институти. Руските учени са много търсени, така че можете да направите добра кариера в чужбина.

Минуси

Не винаги оправдано негативното отношение на обществеността и част от научния свят към продуктите на генното инженерство.

Месторабота

• фармацевтични компании;
• парфюмерийно производство;
• хранителни фирми и компании;
• предприятия от агропромишления комплекс;
• научноизследователски институти и лаборатории;
• биотехнологични предприятия;
• компании в областта на космонавтиката и роботиката.

Важни качества

• аналитичен ум;
• широка ерудиция;
• любопитство;
• нестандартно мислене;
• наблюдение;
• търпение;
• отговорност;
• Call of Duty;
• целенасоченост.

Биотехнологично обучение

На този курс можете да получите професията микробиолог за 3 месеца и 15 000 рубли:
— Една от най-достъпните цени в Русия;
– Диплома за професионална преквалификация от установения образец;
– Обучение в напълно дистанционен формат;
— Най-голямата образователна институция на допълнителни проф. образование в Русия.

Заплата

Заплата към 19.08.2019г

Русия 18000—50000 ₽

Москва 30000—60000 ₽

Кариерни стъпки и перспективи

Биотехнологите могат да работят като биохимик, биолог, вирусолог, микробиолог. Начинаещите специалисти по правило се наемат като лаборанти за химически анализи във фармацевтични компании или в хранително-вкусовата промишленост. Във фабрики за производство на лекарства и хранителни добавки можете да работите като производствен контролер. Кариера може да се направи вертикално, повишавайки професионалното ниво и съответно капацитета на позицията, до ръководителя на производството. Работейки в изследователски институт, докато се стремите към научни открития, можете да направите кариера в научния свят.

Известни биотехнолози

Ю. А. Овчинников е един от най-известните учени в биотехнологиите, водещ учен в областта на мембранната биология. Автор на много научни статии (повече от 500), включително "Биоорганична химия", "Мембранно-активни комплексони". На негово име е кръстено Обществото на биотехнологите на Русия. Ю. А. Овчинникова.

Новини за трансгенното инженерство. Учените кръстосаха папагал и захарна тръстика. Сега самата захар казва колко да се сложи в чая.

Историята на възникването на биотехнологията като наука:

В най-древни времена хората, без да осъзнават, са използвали биотехнологиите при печенето на хляб, в производството на вино и млечни продукти.

Научната основа за всички подобни процеси е обобщена от Л. Пастьор през 19 век, доказвайки, че процесът на ферментация се причинява от микроорганизми. Но в съвременната си форма биотехнологията като наука не възниква веднага, а след преминаване през няколко етапа:

1. През 40-50-те години на ХХ век, в резултат на биосинтеза на пеницилин, се създава микробиологична индустрия.
2. Клетъчното инженерство се развива през 60-те и 70-те години на миналия век.
3. През 1972 г. създаването на първата "ин витро" хибридна ДНК молекула в САЩ доведе до появата на генното инженерство. След това стана възможно умишлено да се промени генетичната структура на живите организми. През 70-те години на миналия век възниква самият термин "биотехнология".

Постепенното възникване на биотехнологията доведе до нейната неразривна връзка с клетъчната и молекулярната биология, биохимията, молекулярната генетика и биоорганичната химия.

Биотехнология.

21 век се нарича "златният век" на биологията и един от нейните клонове - биотехнологиите. През последните няколко десетилетия науката премина от доказателството на Осуалд ​​Ейвъри (1944), че ДНК е носител на наследствена информация до способността да се контролира основата на наследствеността.

Биотехнологията в широк смисъл е използването на живи организми и биологични процеси в производството. Хората използват различни биологични процеси от стотици и хиляди години: при печене, приготвяне на ферментирали млечни продукти, във винопроизводството и др. През 40-те - 1950-те години. започва ерата на антибиотиците, даващи тласък на развитието на биологичната индустрия.
Самият термин "биотехнология" обаче се появява около 70-те години на миналия век. във връзка с развитието на генното инженерство. През 1972г Пол Берг синтезира първата рекомбинантна ДНК молекула. Десет години по-късно на фармацевтичния пазар се появява първото рекомбинантно лекарство - човешки инсулин. Развитието на методите на генното инженерство, заедно с методите за клониране на растения и животни, дава на учените инструменти за решаване на вековните проблеми на човечеството – храна, здраве и опазване на околната среда.
Фундаментално нови форми на растения и животни ще помогнат за осигуряването на храна за нарастващото население на Земята - по-продуктивни, издръжливи, устойчиви на болести. През 1994г Първият генетично модифициран сорт домати беше пуснат на пазара. Стотици щамове трансгенни микроорганизми и стотици растителни сортове от много видове вече са разрешени за употреба в света. Вече са създадени трансгенни сьомга, прасета, крави, кози, готови да дадат протеините, тъканите и органите, от които хората се нуждаят, но те все още не са освободени от лабораториите.
Биотехнология в медицината. Животински клетки се отглеждат в епруветки от около 100 години. Те се използват за получаване на много продукти, като интерферон. Върху тях се отглеждат вируси, за да се произвеждат ваксини. Клетъчните култури често се използват при тестване и изучаване на механизма на действие на лекарства и козметика, пестициди, консерванти и други подобни. Методите на клетъчни култури са намерили широко приложение за реконструкция на различни тъкани и органи. По този начин, кожна клетъчна култура се използва за трансплантация в случай на изгаряния, ендотелна клетъчна култура се използва за реконструкция на съдовите стени.
Различни компании разработват животински биореактори, които произвеждат протеини за лечение на различни заболявания, като кравите, които ще дават млечен протеин, който предотвратява образуването на кръвни съсиреци за лечение на инфаркти, инсулти и тромбофлебит. Завършени клинични изпитвания на антитромбин от мляко на трансгенни кози.
Друг източник на пълноценни протеини, някои от които могат да бъдат заменени с лечебни, са яйцата. Вече са отгледани пилета и пъдпъдъци, чиито яйца съдържат многоклетъчни антитела срещу рак на простатата и един от видовете рак
кожа - меланом.
Особен интерес за учените е свързан с култури от ембрионални стволови клетки, които в тялото пораждат различни тъкани и органи. Изследването на процесите на диференциация ще направи възможно изкуственото отглеждане на тъкани и органи за трансплантация. Такива клетки се използват за клониране на животни.
Биотехнология в селското стопанство. Една от основните области на биотехнологиите е производството и използването на трансгенни растения, в гена на които са вложени гените на животни, хора, бактерии и други растения, които произвеждат нови продукти. Общата площ на посевите от трансгенни култури от 1996 г в света нараства над 50 пъти и възлиза на 2005г. 90 милиона хектара. Следващата стъпка е подобряване на свойствата на обичайните растителни храни, като растителното масло, което предотвратява развитието на сърдечно-съдови заболявания и диабет и намалява риска от рак.
Една от основните области на работа на генните инженери със селскостопански животни е устойчивостта на болести. Например, учените се опитват да развъждат крави, които не са податливи на вируса на левкемия (ваксина за него не може да бъде създадена). Работи се за създаване на устойчиви на грип свине, крави, които са устойчиви на луда крава и не съдържат опасни за хората приони и др.
Учените дори предложиха отглеждане на "месо от епруветка", което писателите на научна фантастика многократно споменават. Доказано е, че една клетка от крава или пиле в култура може да доведе до много хиляди миоцити. В лабораториите вече се отглеждат мускулни клетки на риба, пуйка и пиле, макар и в много малки количества.

Имате голям късмет днес, можете да разберете всички факти - "Биотехнология"! Можете да изучавате по-задълбочено факти за човек!

Развитите страни са особено заинтересовани от опазването на околната среда. Те добре осъзнават до каква степен природата вече е пострадала от човешката дейност и разбират, че ако се увеличат посевите, нарушенията ще бъдат още по-големи. Възможно е тези страни

може да удвои производството на храни на същата площ без генно инженерство, като използва широка гама от агрохимикали и най-модерните методи за отглеждане.

Развиващите се страни и страните с икономики в преход се стремят към продоволствена независимост. Те искат сами да произвеждат храна и да не зависят от другите, тъй като храната е може би най-страшното политическо оръжие в съвременния свят. За да се удвои производството на храни в тези страни, новите технологии и знания за гените, които определят добива и други важни потребителски свойства на основните земеделски култури, няма да минат без сериозна работа за подобряване на техните свойства. С други думи, човек трябва да "разчита" на трансгенни или генетично модифицирани (ГМ) сортове.

Растителният геном има голям потенциал, включително за растеж на производителността. Това е важен аспект, който не се взема предвид от "зелените". Те смятат, че производителността на селското стопанство на развиващите се страни и страните с икономики в преход зависи от социалните и икономически условия, с което е трудно да не се съгласим, но не отчитат, че днес това вече не е достатъчно за повишаване на производителността и новите технологии са необходими. Само те ще направят възможно да се доближим до устойчиво земеделие, устойчива индустрия и съответно до устойчива (самолекуваща се) среда.

Както знаете, през XIX век. дори в най-развитите страни имаше протести срещу използването на детски труд, ниските заплати, 12-часовия работен ден. Но днес ние добре осъзнаваме, че истинските промени са настъпили не толкова заради тези изказвания, а поради използването на нови, по-ефективни технологии в индустрията. Така че, ако искаме промяна, ще трябва да се обърнем към науката за помощ.

Напълно незабележим плевел с гръмко латинско име Arabidopsis thalianaвлезе в историята, като стана първото растение, чийто генетичен код беше дешифриран. И в края на 2001 г. геномът на ориза беше публично достояние. Някои интересни характеристики на тези резултати заслужават внимание:

изобилие от гени - има почти толкова много от тях, колкото в геномите на бозайниците;

необичайна регулация на генната активност - броят на факторите, влияещи върху нея, достига 1800 (много повече от този на нематоди, дрожди, дрозофила);

в някои случаи отделните функции на гените са много по-изразени, отколкото в други (възможно е растенията да се адаптират към стреса, променяйки значително метаболизма си);

Арабидопсисне е известно, че е растение, което синтезира алкалоиди или терпеноиди, но много метаболитни пътища, свързани с такива вторични метаболити, са открити в генома му (за химическата и фармацевтичната индустрия такова познаване на метаболитните пътища не може да бъде надценено, освен това изглежда, че това ще доведе до създаването на нова индустрия в индустрията);

отново трябваше да се сблъскаме с фундаменталния проблем за висока консерватизъм на гените в еволюцията - изненадващо е колко подобни, например, гените на растенията и бозайниците.

Освен всичко друго, това ни позволява да преценяваме пътищата на еволюцията, като сравняваме геномите на различни организми. Виждайки колко сходни са гените и размишлявайки върху консерватизма на еволюцията, разбирате, че има само една концепция за организацията на живота – философията на живота като цяло, така че не може да има нищо неестествено в преместването на гени от един организъм в друг.