Біологічні об’єкти і методи біотехнології

До хіміко-біологічних процесів належать ті з них, в яких використовують біологічні об’єкти різної природи (мікробної, рослинної або тваринної), наприклад, при виробництві продуктів різноманітного призначення – антибіотиків, вакцин, ферментів, кормового і харчового білка, гормонів, амінокислот, біогазу, органічних добрив тощо.

Об’єкти біотехнології дуже різноманітні й діапазон їх розповсюджується від організованих частин (вірусів) до людини (рис. 1).

Біооб’єкти характеризуються такими показниками, як рівень структурної організації, здатність до розмноження (або репродукції), наявність або відсутність власного метаболізму при культивуванні в належних умовах. Що стосується характеру біооб’єктів, то під цим слід розуміти їх структурну організацію. В такому випадку біооб’єкти можуть бути молекулами (ферменти, імуномодулятори, нуклеозиди, оліго- і поліпептиди тощо), організованими частинами (віруси, фаги), одноклітинними (бактерії, дріжджі) і багатоклітинними особинами (нитчасті вищі гриби, рослинні тканини, одношарові культури клітин ссавців), цілими організмами рослин і тварин.

Рис. 1. Класифікація об’єктів біотехнології

Рис. 2. Класифікація мікроорганізмів

Таким чином, незалежно від систематичного положення біооб’єкта на практиці використовують або природні організовані частинки (фаги, віруси) і клітини з природною генетичною інформацією, або клітини із штучно заданою генетичною інформацією, тобто у будь-якому випадку використовують клітини – чи то мікроорганізм, рослина, тварина або людина.

Нині більшість об’єктів біотехнології становлять мікроби, світ яких дуже великий і різноманітний. До них належать усі прокаріоти – бактерії, актиноміцети, рикетсії, синьо-зелені водорості й частина еукаріотів – дріжджі, нитчасті гриби, простіші і водорості (рис. 2). Мікробами серед рослин є мікроскопічні водорості, а серед тварин – мікроскопічні найпростіші.

Активність і стабільність перебування біооб’єктів в активному стані – найважливіші показники їх придатності до тривалого використання в біотехнології.

Головною ланкою біотехнологічного процесу, який визначає його сутність, є клітина. Саме в ній синтезується цільовий продукт. Узагальнена схема одержання біотехнологічної продукції наведена на схемі (рис. 3).

Рис. 3. Приблизна узагальнена схема процесів у біотехнології

Методи біотехнології. Біотехнології притаманні свої специфічні методи. Це крупномасштабне глибинне культивування біооб’єктів у періодичному, напівбезперервному та безперервному режимах та вирощування клітин рослинних і тваринних тканин в особливих умовах. Біотехнологічні методи культивування біооб’єктів виконуються у спеціальному обладнанні, наприклад, у ферментерах вирощують бактерії і гриби при одержанні антибіотиків, ферментів, органічних кислот, деяких вітамінів тощо.

Інші методи, які використовують у біотехнології, є спільними, наприклад, з методами в мікробіології, біохімії, органічній хімії та інших науках. Особливо потрібно виділити методи клітинної і генетичної інженерії, які покладено в основу сучасної біотехнології.

Відмінністю методів, які використовуються у біотехнології, є те, що вони повинні виконуватися, як правило, в асептичних умовах, тобто з уникненням можливості потрапляння в середовище, де культивується біооб’єкт, патогенних і сапрофітних мікроорганізмів. Патогенні види становлять безпосередню небезпеку для задіяних у виробництві людей і для споживачів кінцевих продуктів; сапрофітні види можуть виступати конкурентами за поживні субстрати, антагоністами, продуцентами токсичних речовин, включаючи пірогени.

Дата добавления: 2014-01-07