Использование биотехнологии в промышленности, сельском хозяйстве и медицине

Особенности культивирования клеток животных и растений

В природных условиях клетки животных и растений находятся в тканях и органах и защищены от механических воздействий внешней среды. Кроме того, эти клетки нуждаются во множестве компонентов минеральной и органической природы. Из органических веществ, помимо углеводов, важны отдельные аминокислоты, витамины, гормоны, т.е. требуется более сложная питательная среда, чем в случае культивирования микробных клеток.

Для культивирования животных клеток используют те же технические средства, которые применяют для культивирования микроорганизмов. Однако выбирают такие реакторы, в которых исключается механическое повреждение животных клеток, менее прочных, чем микробные клетки. Наиболее широко применяется культивирование животных клеток, иммобилизованных на шарообразных микроносителях из стекла, синтетических полимеров или декстрана в виде частиц размером 200-500 мкм (размеры животных клеток 5-10 мкм).

Клетки растений культивируют на твердых питательных средах и глубинным методом в жидкой среде. Используются биореакторы с мешалками и барбатажного типа, но при низкой интенсивности перемешивания среды во избежание механических повреждений клеток.

Преимуществом применения животных и растительных клеток является выделение ими целевых продуктов биотехнологии из клеток в среду, что значительно облегчает дальнейшую процедуру их получения в чистом виде. Однако клетки животных и растений уступают микробным клеткам по скорости роста и продуктивности. Тем не менее, отмеченное преимущество часто является решающим. Например, рекомбинантные бактерии E. coli, способные синтезировать челевеческий интерферон, имеют продуктивность в 100 раз выше, чем синтезирующие то же вещество животные клетки (например, клетки яичника китайского хомячка). Но при выделении целевого продукта из клеток бактерий потери его активности в 1 000 раз превышают потери при выделении интерферона из среды с животными клетками.

Биотехнологические процессы давно используют в пищевой промышленности. С их помощью удается увеличить продуктивность сельского хозяйства. С развитием биотехнологии поднялась на новый уровень фармацевтическая промышленность, возрастает роль биотехнологии в защите окружающей среды. Биотехнология вторгается в металлургию и горнодобывающую промышленность, добычу нефти, развивается новая отрасль – биогеотехнология.

Дальнейший прогресс человечества часто связывают с широким применением во всех сферах жизни электроники и биотехнологии.

Продукты биотехнологической промышленности условно можно разделить на крупнотоннажные (этанол, дрожжи, органические кислоты, фруктозные сиропы) и продукты тонкого микробного синтеза (медикаменты, аминокислоты, гормоны и др.).

Дата добавления: 2014-12-27