Может ли современное человечество обойтись без биотехнологии кратко сочинение

Биотехнологии — это использование живых организмов в производстве. Биотехнологии — это использование живых организмов для решения технологических задач. Использование бактерий для брожения, производство лекарств из растений, селекция и многое другое использовалось ещё в древности, даже без понимания сути самих процессов. Так что отказ от биотехнологий в этом смысле, теоретически возможен. Но нужен ли нам такой мир, без хороших сортов растений, сахара (а откуда его ещё получать), лекарств, кисломолочных продуктов и много другого.
Но если вкладывать в понятие биотехнологии только современные виды биотехнологий, такие как: биоинженерия, биоинформатика, бионика и др. То тут вопрос стоит не столь радикально. Биотехнологии позволит решать проблемы, которые стоят перед человеком 21 века. С помощью CRISPR/Cas9 мы, возможно, в будущем сможем лечить наследственные заболевания. Генно-инженерные организмы помогут решить проблемы нехватки пресной воды и всемирного голода. Бактерии могут решать проблемы загрязнения, а так же эффективно производят различные вещества (Инсулин для диабетиков производит E.Coli).
Мы, вполне, можем позволить себе отказ от всего этого и не вымрем. Просто будет выше смертность, а глобальные проблемы всего человечества, начнут ещё сильнее усугубляться.

Смогут ли люди прожить без бактерий?

Невероятные факты

Одна только мысль о том, что триллионы бактерий живут на нашей коже и в нашем теле наводит на некоторых жуть.

“Но так, как человек не может прожить без углерода, азота, защиты от заболеваний, он также не может жить без бактерий“, – рассказывает микробиолог и автор книги “Союзники и враги: как мир зависит от бактерий” Анна Макзулак (Anne Maczulak).

Большинство людей узнают о бактериях только в контексте определенных заболеваний, что естественным образом сказывается на человеческом негативном отношении к ним. “Сейчас самое время подумать о том, как они помогают нам, потому что это очень сложный, многоступенчатый процесс”, – добавила Макзулак.

Крошечные властелины

В почве и океане бактерии – это основные игроки, принимающие активное участие в разложении органического вещества и круговороте химических элементов, таких как углерод и азот, которые необходимы для жизни человека.

Бактерии также играют роль в циркуляции и другого не менее важного компонента для жизни человека. Это вода. За последние годы ученым университета Луизианы удалось обнаружить доказательства того, что бактерии являются основной составной частью многих, если не большинства крошечных частиц, которые провоцируют в облаках создание снега и дождя.

Бактерии и человеческое тело

На человеческом теле и внутри него бактерии играют не менее важную роль. При работе пищеварительной системы, они помогают нам в переваривании пищи, так как мы не в состоянии это делать самостоятельно. “Мы получаем намного больше полезных веществ из пищи, которую употребляем именно благодаря бактериям”, – отмечает Макзулак.

Бактерии, находящиеся в пищеварительной системе, предоставляют нам необходимые витамины, такие, как биотин и витамин К, а также являются нашими главными источниками питательных веществ. Эксперименты, проводимые на морских свинках, показали, что животные, выращенные в стерильных условиях без бактерий, постоянно недоедали и умирали молодыми.

Согласно Макзулак, бактерии, находящиеся на поверхности кожи (около 200 видов у обычного здорового человека, по данным исследователей из университета Нью-Йорка), активно контактируют друг с другом, обеспечивая тем самым нормальную работу организма. Также важно отметить, что как внешние, так и внутренние бактерии, оказывают огромное воздействие на формирование и развитие иммунной системы.

Как утверждает микробиолог из университета штата Колорадо Джеральд Каллахан (Gerald Callahan), от активности как полезных, так и вредных бактерий – это именно то, от чего в последствии зависит как отреагирует иммунная система на патогенные изменения в организме. Исследование, опубликованное в медицинском журнале New England Journal, также подтвердило, что дети, которые растут в условиях, защищенных от бактерий, имеют более высокий риск развития астмы и аллергии.

Но все же это не означает, что полезные бактерии не могут быть опасными. Как говорит Макзулак, обычно, полезные и вредные бактерии – это нечто взаимоисключающее. Но иногда ситуация оборачивается совсем по-другому. “Бактерия стафилококка является ярким тому примером, потому что ее дом обитания – это вся наша кожа”, – объясняет Макзулак. Целые колонии золотистого стафилококка, живущие, к примеру, на нашей руке, могут спокойно сосуществовать с человеком без ущерба для здоровья, но стоит вам только порезаться или каким-либо другим способом скомпрометировать вашу иммунную систему, то бактерии тут же могут начать буйствовать, тем самым, вызвав развитие инфекции.

Количество бактерий в организме человека превышает количество клеток человека в 10 раз. “Это немного жутко, но это поможет нам представить, какую роль играют эти организмы”.

Источник:

Перевод: Баландина Е. А.

Источник: https://www.infoniac.ru/news/Smogut-li-lyudi-prozhit-bez-bakterii.html

Может ли современное человечество обойтись без биотехнологии?

Вопрос в том, что вы вкладываете в понятие биотехнологии. Биотехнологии – это использование живых организмов в производстве. Начну с того, что биотехнологии – это использование живых организмов для решения технологических задач.

Использование бактерий для брожения, производство лекарств из растений, селекция и многое другое использовалось ещё в древности, даже без понимания сути самих процессов. Так что отказ от биотехнологий в этом смысле, теоретически возможен.

Но нужен ли нам такой мир, без хороших сортов растений, сахара(а откуда его ещё получать), лекарств, кисломолочных продуктов и много другого.

Но если вкладывать в понятие биотехнологии только современные виды биотехнологий, такие как: биоинженерия, биоинформатика, бионика и др. То тут вопрос стоит не столь радикально. Биотехнологии позволит решать проблемы, которые стоят перед человеком 21 века.

Бактерии могут решать проблемы загрязнения, а так же эффективно производят различные вещества (Инсулин для диабетиков производит E.Coli).

Мы, вполне, можем позволить себе отказ от всего этого и не вымрем. Просто будет выше смертность, а глобальные проблемы всего человечества, начнут ещё сильнее усугубляться.

Самый главный вопрос  – ради чего нам отказываться от биотехнологии?

Несомненно, человечество обладает весьма значительной базой знаний по огромному количеству проблем современной промышленности. Эта база позволяет решить огромное количество проблем, решаемых биотехнологией, при помощи химии и физики.

Это бесконечный спор и глухие дебри, так что туда, на мой взгляд, в рамках этого вопроса углубляться не стоит.  

Выше я сказал, что человечество может решить БОЛЬШИНСТВО проблем при помощи физики и химии, но тем не менее далеко не все. Взять хотя бы промышленное производство аминокислот, необходимых в пищевой, медицинской и ряде других промышленностях.

Как известно, в природе подавляющее их большинство существует в виде двух рацемических изомеров. Исключением из этого правила в ряде протеиногенных аминокислот является глицин, остальные имеют хиральные атомы и при химическом синтезе выдают рацемат – практически неразделимую смесь двух оптических изомеров.

Но тем не менее проблема рацематов элементарно решается биохимическим синтезом при помощи мутантных штаммов микроорганизмов, которые выделяют в окружающую среду необходимый изомер аминокислоты.

К слову, некоторые из подобных мутантов универсальны и способны производить ряд аминокислот – продукт контролируется внешними условиями. Выделение же нужного продукта сводится к давно отработанному и весьма не сложному  процессу.

Это лишь один пример предоставляемых благ биотехнологии из тысяч таковых. Подобные примеры можно найти практически во всех видах промышленности, от металлургии до военной промышленности. Поэтому, прежде чем поднимать вопрос отказа от биотехнологии необходимо досконально изучить все плюсы и минусы.

Несомненно, человечество выживет без биотехнологии, но ценой общего уровня жизни, повышенной смертности, сильного торможения научного и технологического прогресса,  образования дефицита ресурсов, обострения экономической ситуации во многих отраслях промышленности.

Проблемы, которые возникнут при тотальном отказе от данной сферы деятельности человека, можно перечислять бесконечно.

Я думаю нет, с биотехнологией сейчас очень много связано сфер нашей жизни. Производство продуктов, очистка сточных вод, изготовление лекарств и многое, многое другое. Раньше этим всегда пользовались, но не задумывались, что этим занимается биотехнология.

Источник: https://TheQuestion.ru/questions/110233/mozhet-li-sovremennoe-chelovechestvo-oboitis-bez-biotekhnologii

Бактерии управляют сознанием людей: миры внутри нас – МК

Наука о микробиоме

16.01.2018 в 17:48, просмотров: 16976

Мы не знаем, одинок ли человек во Вселенной. Но хорошо известно то, что он не одинок даже наедине с собой. И не просто не одинок. В каждом из нас живет как минимум 100 триллионов живых существ — как полезных, так и вредных, а их общий вес достигает 3–4 килограммов.

Большинство из них обитает в нашем кишечнике, но есть и такие, что прижились у нас в носу, на руках, глазах, ушах, на коже — в общем, в каждом уголке нашего тела.

И от того, кто поселился в нас в данный момент, зависят и наше здоровье, и настроение, и вес, и даже способность мыслить здраво.

Нашим мозгом управляют бактерии

Микрофлора, она же микробиота, — это множество одноклеточных микроорганизмов, живущих как на нас, так и поблизости. Невероятно, но факт: бактерий, живущих в нас, в десятки раз больше количества клеток, из которых состоит наш организм! То есть человек — это не совсем человек, а всего лишь скопище живущих своей жизнью микроорганизмов.

Но самое главное — ученые признали, что былые представления об одноклеточных микроорганизмах оказались ошибочными. Эта незримая армия влияет на все сферы нашей жизни: могут сделать нас умными или глупыми, здоровыми или больными, веселыми или печальными.

И даже вкусными или невкусными для комаров — да-да, за эту индивидуальную особенность также отвечают микробы, обитающие на коже!

В нашем желудочно-кишечном тракте живет 300–400 видов бактерий — это из тех, что идентифицировали ученые. Правда, пока светила науки не знают, что делает большинство из этих тварей — изучено буквально несколько десятков особей.

Однако сегодня установлено, что если в среде этих маленьких жителей происходит какой-то дисбаланс, то есть одних становится больше, а других меньше, развиваются болезни: аллергии, заболевания печени, поджелудочной железы, артрит, аутизм, депрессия и даже рак.

Так, международная группа ученых выяснила, что у большинства пациентов с болезнью Альцгеймера серьезный дисбаланс кишечной микрофлоры. Практически аналогичная ситуация у детей с аутизмом.

Микробиом влияет буквально на все стороны нашей жизни. Вредоносные бактерии ведут к развитию болезней. Полезные защищают нас от патогенных микробов, обезвреживают токсины, производят необходимые витамины и гормоны, помогают усваиваться важным микроэлементам из пищи.

Именно микробиота регулирует работу головного мозга», — говорит известный детский доктор, завкафедрой факультетской педиатрии №2 РНИМУ им. Н.И.Пирогова, научный руководитель Московского городского центра иммунологии и аллергологии профессор Андрей Продеус. Бактерии способны менять поведение человека и даже внушать желания, заставляя нас играть под их дудку. Например, есть сладкое.

Это раньше считалось, что есть сладкоежки от природы, а теперь установлено: тяга к пирожным-мороженому зависит от того, есть ли в вашем кишечнике бактерии под названием клостридии. Они питаются простыми сахарами и выманивают их у нас, заставляя есть шоколад и печеньки.

Или помните про йогурты, от которых «животик улыбается»? Сегодня ученые на полном серьезе говорят о том, что содержащиеся в йогуртах бактерии могут делать нас как умиротворенными, так и унылыми, ведь некоторые бактерии подавляют уровень гормона счастья серотонина, что установлено учеными из APC (Alimentary Pharmabiotic Centre). И не только нас, но и других животных.

Кто в домике живет?

В нашем кишечнике обитают представители царства архей — одноклеточные организмы. В основном это метаногены — они легко обходятся без кислорода, помогают переваривать пищу и выделяют газ метан.

В кишечнике, а также в интимных зонах живут эукариоты (грибки и дрожжи) и бактерии. Одна из самых известных бактерий — кишечная палочка (эшерихия коли).

Раньше считалось, что она ведет к нарушениям стула, но сегодня известно, что есть разновидности этой бактерии, которые приносят нам исключительно пользу.

На коже живет великое разнообразие бактерий — они отвечают за наш запах, за привлекательность для комаров. Удивительный факт: сообщество бактерий на правой руке кардинально отличается от сообщества бактерий на левой. Объяснения этому пока нет. Зато ученые уже предлагают вводить микробные отпечатки пальцев, которые у каждого из нас уникальны.

Популярный обитатель носа — золотистый стафилококк. Пока известны только его зловредные свойства, но ученые предполагают, что другие носовые микробы в большинстве случаев не дают ему развернуться.

Во рту живет стрептококк мутанс — установлено, что именно он подтачивает наши зубы и вызывает кариес. В целом же бактерии из ротовой полости помогают регулировать кровяное давление — они выделяют оксид азота, тем самым расслабляя артерии.

Микробиом на службе здоровью

Наука о микробиоме развивается стремительно, открытия в ней делают чуть ли не каждый день. Сегодня в эту область инвестировано почти 1,5 млрд долларов. Ведь это раньше микробы считались источником заболеваний, а теперь ясно, что они играют важную роль не только в развитии болезней, но и в поддержании здоровья.

Предполагается, что уже в скором времени с помощью микробиома научатся лечить более 50 разных хворей, включая сахарный диабет, воспалительные заболевания кишечника, атеросклероз, дерматит, астму, непереносимость лактозы, иммунодефицит и колоректальный рак.

«Исследования показывают, что медицинские решения, основанные на микробиоме, потенциально могут оказать положительное влияние на все аспекты здоровья человека и помочь вылечить людей по всему миру.

Наш институт ведет исследования с целью объяснить уникальную и очень важную роль, которую играет микробиота.

Мы вдохновлены безграничными возможностями, которые микробиом дает для прогнозирования, диагностики и лечения множества заболеваний, в том числе за счет использования естественных реакций организма», — говорит руководитель самого крупного Института микробиома человека (JHMI) Дирк Геверс.

Ученые из JHMI изучают, как микробиом меняется под воздействием генетических факторов, факторов среды, питания и пр. Это поможет понять, как заставить маленьких обитателей нашего организма служить его здоровью.

Предполагается разработать рекомендации по питанию, которые помогут предотвращать развитие метаболического синдрома, сахарного диабета второго типа и его осложнений. Исследователи изучают микробиомы различных людей, пробуют на них новые лекарства.

«Совместными усилиями мы выработаем новые идеи для решения проблем обмена веществ с помощью микробиологической диагностики и терапии», — сказал Дирк Геверс.

Кое-что уже придумано. Например, разработаны коктейли с микроорганизмами и бактериофагами, поддерживающие здоровье микробиома. Лекарства, способные увеличивать количество одних бактерий и подавлять других. Диагностические тесты, определяющие причины болезней по составу микрофлоры. Вакцины, исправляющие реакцию иммунной системы на изменения в микробиоме.

Все это позволит лечить болезни более прицельно, воздействуя на причины болезней на генетическом уровне.

Как вылечить свою микрофлору

В JHMI отмечают, что состав и разнообразие микробного сообщества напрямую зависят от питания, приема лекарств и других внешних факторов. И даже такие простые вещи, как изменение образа жизни, системы питания или прием микробных коктейлей способны вылечить или предотвратить болезнь.

Исследования ученым в помощь. Недавно вот департамент генетики медицинского центра Университета Гронингена выяснил, что как минимум 60 категорий продуктов и различные типы диет оказывают то или иное влияние на кишечную микрофлору.

Оказалось, что микробиомы людей, которые регулярно едят фрукты, овощи и кисломолочные продукты, более разнообразны.

А вот чрезмерное потребление мяса снижает разнообразие организмов по сравнению с рационом, в котором преобладают фрукты и овощи.

И это далеко не одни только всем известные антибиотики и препараты, снижающие кислотность желудка.

В «черный список» попали антидепрессанты, а также ингибиторы АПФ (лекарства, принимаемые при сердечной недостаточности и для снижения артериального давления).

Один из главных специалистов в России, занимающихся исследованиями микробиоты, биолог Дмитрий Алексеев говорит, что на сегодня это исследование самое качественное и обширное: «Можно сказать, что это начало целого направления в науке.

Но уже сейчас мы можем сказать, что в голландской выборке количество организмов с измененной приемом антибиотиков микробиотой будет значительно меньше, чем в России: в этой стране применение антибиотиков строго ограничено врачами и фармацевтами, а у нас их можно купить в аптеке без рецепта.

Голландцы выявили и неожиданные факторы влияния на микробиоту.

Например, в использовании лекарств ожидаемо было то, что на первом месте будут антибиотики, но в голландской выборке особенно выделяются ингибиторы протонных помп (ИПП) — лекарства, используемые в мире достаточно часто в гастроэнтерологии и до сих пор считающиеся безопасными. Еще один результат: у людей, которые едят больше фруктов, уровень пептида хромогранина A (CgA), маркера стресса, оказался значительно ниже, чем у тех, кто предпочитает мясо. Так что ешьте фрукты — и будете меньше нервничать!»

Кроме того, положительное действие на состав микробиоты оказывают кисломолочные продукты, особенно обогащенные полезными бактериями.

Не все так радужно

Как говорит руководитель биотехнологической компании Олег Парошин, связь между развитием болезней и микробиомом — пока лишь гипотеза: «Твердых фактов, доказывающих эту связь, пока нет. Достаточно давно обсуждается вопрос о влиянии микробиома кишечника на риск развития онкологических заболеваний.

Но если, например, уже установлено, что ключевым фактором для развития рака желудка служит helicobacter pylori, то бактерия, являющаяся возбудителем рака кишечника, пока не идентифицирована.

Есть гипотезы относительно прямого влияния продуктов жизнедеятельности и ферментов некоторых видов кишечных микроорганизмов, которые могут приводить к онкологическому перерождению клеток (особенно толстой кишки). Надеюсь, что дальнейшие исследования генома человеческого микробиома позволят обнаружить конкретных виновников онкологического перерождения здоровых тканей».

Парошин тем не менее согласен, что здоровое питание позволяет вырастить более полезные штаммы микроорганизмов: «От пищи, которую мы едим, зависит видовой состав микробиома, который оказывает практически безграничное действие на организм человека. В том числе он может влиять на развитие многих болезней. Другими словами, бактерии, превалирующие в микробиоме, определяются именно характером принимаемой пищи, а именно они, возможно, в основном и определяют характер заболевания».

В общем, вопросов у ученых пока очень много. Как выяснилось, микробиом имеет гораздо более сложную структуру, чем даже человеческие гены, так что изучить его основательно еще только предстоит. И все же исследователи надеются получить ответы на свои вопросы в ближайшее время…

Лучшее в “МК” – в короткой вечерней рассылке: подпишитесь на наш канал в Telegram

Источник: https://www.mk.ru/science/2018/01/16/bakterii-upravlyayut-soznaniem-lyudey-miry-vnutri-nas.html

Один день на Земле без бактерий | Свободный обмен школьными сочинениями 5-11 класс

Нам не нравится болеть. Мы не любим кашлять, чихать, лежать с температурой, чувствовать слабость, собственное бессилие. Мы не любим находить испорченную еду, случайно забытые на пару часов, день, неделю продукты. Мы не любим — очень не любим виновника этих наших бед: бактерии.

Бактерии виноваты и в наших болезнях, и в наших испорченных продуктах. Порой, некоторые из нас в порыве злости желают им полного исчезновения. Давайте представим, что произойдёт на самом деле, если однажды все бактерии действительно исчезнут с лица земли? Станет ли жизнь прекрасной, как нам кажется, или нет?..

Бактерий больше нет, можно радоваться: процесс гниения ушёл в прошлое! Никакой гнили, падали, никаких испорченных продуктов, никакого старения вещей. Еда начнёт подсыхать, черстветь — но не гнить! Ну не прекрасно ли? Правда? Человечество в результате своей жизнедеятельности производит триллионы бытовых отходов ежегодно. Остатки пищи, упаковок, множество других отходов.

Земля перестанет получать естественные удобрения от перегнивающих растений: поверхность быстро истощится и покроется коростой отживших своё организмов.

Жвачные травоядные не смогут питаться: за переработку пищи у них ответственны бактерии. Отомрут жвачные, в том числе и коровы, на данный момент имеющие решающее значение в производстве продуктов: мясо, молоко, множественные виды кисломолочной пищи.

Даже если найдётся способ обеспечить коровам существование, с кисломолочными продуктами можно попрощаться: за процесс их производства также ответственны штампы бактерий.

Человечество вывело штампы бактерий, способные поглощать смертоносные пестициды, содержащиеся в отравах для насекомых, полимерные соединения: полиэтилен, полистирол, полипропилен. Отдельные виды очищают воздух от тяжёлых металлов, в том числе — от радиоактивных частиц.

Модифицированные штампы могут уничтожать колонии насекомых — подселённые на одну особь, они перекидываются на все особи, с которыми происходил контакт, и буквально поедают их изнутри, используя тела, как материал для собственных колоний.

И это — только верхушка айсберга. Если бы бактерии не существовали в мире — человечество уже было бы мертво. Доказательство: бактерии вызывают болезни, не смертельные — но неприятные.

Переболевший организм всегда обладает большей устойчивостью к болезни, чем не болевший ни разу.

Но наши болезни возникают не только из-за бактерий, но и из-за вирусов, гораздо более опасных изначально.

Заболевший вирусом организм пытается бороться, используя те наработки иммунитета, что появились в результате бактериальных заболеваний. Если человек не болеет вообще — иммунитету взяться неоткуда. Любой даже самый слабенький вирус в таких условиях может оказаться смертельным.

Пример: чума, холера, испанка — страшные болезни прошлого, унесшие миллионы человеческих жизней. Люди заболевали, но пытались с болезнью бороться — иным удавалось выжить. Другие смогли не заразиться там, где заразились почти все окружающие. Иммунитет людей сопротивлялся болезни. Не будь этого, катастрофа страшная стала бы катастрофой ужасающей – и в последнем в человеческом роду.

Источник: http://resoch.ru/odin-den-na-zemle-bez-bakterij/

Бактерии на службе

Бактерии – древнейшие обитатели нашей планеты.

Они появились примерно 3,8 триллиона лет назад и являются наиболее примитивно устроенной клеточной формой жизни, относящейся к прокариотам, не имеющим отдельного от остальной клетки ядра.

Несмотря на огромное разнообразие, у бактерий есть нечто общее – они настолько малы, что их можно рассмотреть только в микроскоп с увеличением в сотни раз, поэтому их называют микроорганизмами, или микробами.

Но бактерии – наиболее стойкие обитатели Земли.

Благодаря исключительной способности усваивать самые разные питательные вещества, малым размерам и легкой приспособляемости к различным внешним условиям они могут быть обнаружены там, где отсутствуют другие формы жизни. Ни низкие температуры, ни кипящие гейзеры, ни растворы солей, ни горные вершины, ни облучение атомных реакторов не мешают их существованию. 

В БИОСФЕРЕ НЕВОЗМОЖНО НАЙТИ МЕСТНОСТЬ ИЛИ ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ, не заселенные теми или иными бактериями. Истинное число видов бактерий ошеломляюще огромно. К настоящему времени известно около 10000 видов, а предполагается, что их существует свыше миллиона.

Иначе говоря, человек на 90 процентов состоит из микробов и только на 10 процентов – из собственных клеток, то есть наш организм может считаться своего рода жилищем для бактерий. Микробы живут на всех внешних и внутренних поверхностях тела взрослого человека. В среднем на 1 кв.

см кожи человека приходится 10 млн бактерий, поэтому естественно, что они играют исключительно важную роль в нашей жизни.

Заселение человеческого тела бактериями начинается с рождения, когда ребенок проходит через родовые пути. Затем этот процесс продолжается при грудном вскармливании и тесном контакте с матерью, что способствует быстрой колонизации кишечника прежде всего бактериями материнского организма.

Это особенно важно с точки зрения полезности материнских бактерий.

Недавние исследования показали, что дети, рожденные с помощью кесарева сечения, по сравнению с детьми, рожденными естественным путем, имеют более высокий риск развития таких заболеваний, как пищевая аллергия, астма, диабет I типа, желудочно-кишечные расстройства.

Ученые считают это следствием заселения стерильного кишечника таких детей в основном бактериями из внешней среды, в первую очередь кожи матери. Напротив, у естественно рожденных младенцев обнаруживаются преимущественно те виды бактерий, которые содержатся в родовых путях матери и крайне важны для переваривания молока и создания здоровой кишечной микрофлоры.

Некоторые бактерии патогенны и могут вызвать различные заболевания верхних и нижних дыхательных путей, отит, туберкулез, желудочно-кишечные расстройства, а также кожные инфекции. Большинство бактерий, однако, не являются опасными для человека.

Более того, человек и тысячи видов бактерий в процессе эволюции развивались так, чтобы быть полезными друг другу. То, что симбиотические бактерии выполняют в организме человека ряд очень важных функций, известно давно. Без них невозможно пищеварение, они вносят важный вклад в формирование иммунной системы.

Группа исследователей Каролинского института в Стокгольме смогла экспериментально показать, что нормальное развитие мозга возможно лишь в присутствии бактерий.

Правда, опыты проводились не на людях, а на мышах, но результаты сравнения поведения двух групп взрослых мышей, выращенных в разных условиях – стерильных и в контакте с бактериями, убедительно указывали на то, что для полноценного развития организма контакт с микробами имеет ключевое значение, а стерильность препятствует нормальному развитию мозга.

В этой связи исключительно важным представляется то, что наследственный материал симбиотических бактерий насчитывает в общей сложности в 150 раз больше генов, чем содержится в хромосомах клеток человека, при этом около 37% генов человека гомологичны с бактериальными. Многие из этих генов способны обмениваться информацией друг с другом, так что не удивительно, что бактерии активно воздействуют на свою среду обитания, то есть на развитие и жизнедеятельность человеческого организма.

Это влияние может быть и опосредованным. На протяжении веков люди нашли многочисленные способы применения бактерий. Бактерии, вызывающие брожение, уже давно используются для производства сыра, йогурта, уксуса, пива, вина, хлеба и других продуктов. Однако пищевая промышленность – далеко не единственная область, в которой бактерии играют важную роль.

В фармацевтической промышленности бактерии используются для производства антибиотиков, аминокислот, витаминов, ферментов и вакцин. Бактериальные продукты используются в производстве вакцин и биопрепаратов для профилактики инфекционных заболеваний.

Вакцины против дифтерии, коклюша, столбняка, брюшного тифа и холеры изготавливаются из компонентов бактерий, которые вызывают эти заболевания.

В соответствии с принятой классификацией биотехнологических направлений более половины мирового производства относится к продукции “красной” биотехнологии (биофармацевтические препараты и биомедицина), 12% – к “зеленой” (агропищевая продукция), остальное – биоматериалы промышленного назначения (“белая” биотехнология).

УЧЕНЫЕ ИЗ ТУЛЕЙНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ЛУИЗИАНЫ (США) ОБНАРУЖИЛИ штамм бактерий, способный производить бутанол, перерабатывая бумагу.

Штамм потенциально может стать источником топлива для автомобилей и одновременно способом утилизации целлюлозы.

Поскольку бутанол в качестве биотоплива обладает множеством преимуществ по сравнению с распространенным сейчас этанолом, открытие может не только снизить стоимость производства биотоплива, но и положительно отразиться на его эффективности, а также снизить объем мусора за счет утилизации целлюлозы.

Чтобы представить потенциальную выгоду, стоит учесть, что только в США ежегодно выбрасывается 323 млн т материалов, из которых бактерии могли бы произвести бутанол.

Отличным источником водорода, который можно использовать для экологически чистых и мощных двигателей, оказалась морская бактерия, найденная на побережье Тихого океана.

Ученые из Вашингтонского университета штата Миссури обнаружили, что эта бактерия живет двойной жизнью – в светлое время суток она поглощает CO2 из окружающего воздуха, вырабатывая кислород с помощью реакции фотосинтеза, которая характерна для наземных растений, водорослей и некоторых одноклеточных организмов. Когда наступает ночь, метаболизм переключается на реакции другого типа – с помощью фермента нитрогеназы микроб захватывает из воздуха азот и перерабатывает его в необходимый для собственной жизнедеятельности аммиак. При этом в качестве побочного продукта выделяется атомарный водород.

УЧЕНЫЕ ИЗ УНИВЕРСИТЕТА НЬЮКАСЛА (ВЕЛИКОБРИТАНИЯ) С ПОМОЩЬЮ генной инженерии на основе бактерий вида Bacillus subtilis разработали новый вид бактерий, чтобы заполнять и “клеить” трещины в бетоне или асфальте.

И каждая бактерия выделяет в окружающую среду малое количество определенного фермента. Когда концентрация этого фермента в окружающей среде превышает запрограммированное значение, это служит своего рода сигналом срабатывания биологического выключателя.

Бактерии начинают интенсивно вырабатывать карбонат кальция внутри оболочек, что, с одной стороны, приводит к их последующей гибели, а с другой – создает клейкий состав, который, высыхая, намертво скрепляет стены трещин.

Опыты показали, что материал на основе карбоната кальция, который скрепляет трещины, является намного более прочным, чем сам бетон.

Существует технология производства строительных материалов из песка без обжига и выбросов углекислого газа. Профессор Джинжер Досир из Американского университета в Шарже в Объединенных Арабских Эмиратах разработала недорогую технологию, которая позволяет строить путем объединения песка, хлорида кальция, мочевины и бактерий блоки кирпичей, склеивающие все компоненты.

Инновационная технология имеет огромный потенциал использования в строительной отрасли, если учесть, что ежегодно в мире производится 1,23 триллиона кирпичей в процессах, которые являются очень энергоемкими и генерируют большое количество СО2, загрязняющего воздух.

Одежду из, казалось бы, абсолютно неподходящего для этого материала разработали британские дизайнеры. Основой для ткани послужили бактерии, используемые при приготовлении напитков с содержанием кофеина.

Стремительно размножаясь в присутствии дрожжей и сладкого зеленого чая, они превращаются в тонкие нити и образуют “микробную целлюлозу”, пригодную для изготовления биоодежды.

Дизайнер Сюзанна Ли уверена, что рано или поздно человечество сможет выращивать биоодежду.

ИЗ БАКТЕРИЙ МОЖНО ВЫРАСТИТЬ ТАКЖЕ УСТОЙЧИВУЮ УПАКОВКУ для транспортировки товаров. Для этого используются бактерии Acetobacter xylinum.

Они буквально формируют бумагоподобную защитную оболочку, если покрыть ими предмет и обеспечить их питательной средой.

Конечно, еще немало усилий нужно приложить для того, чтобы технология заработала и нашла место на рынке, но сама идея замечательная.

Скоро нельзя будет обойтись без бактерий и при добыче золота.

Поэтому вокруг ее колоний возникают темные кольца, состоящие из микроскопических золотых самородков. Возможно, в будущем эти микроорганизмы будут использованы в качестве индикаторов присутствия золота при поиске золотоносных жил.

 Общеизвестно, что во многих странах мира по сей день из-за взрывов старых боеприпасов погибают и получают травмы десятки тысяч людей и животных. Шотландские ученые разработали простой и дешевый способ обнаружения мин.

С помощью генной инженерии им удалось вывести бактерию, которая поглощает тринитротолуол и светится из-за вживленного ей гена медузы. По данным специалистов, технология заключается в распылении с воздуха на минные поля жидкости, содержащей бактерии.

Бактерии скапливаются вокруг мин, из которых идет незначительная, но все же утечка тринитротолуола. Во время питания бактерии как бы »загораются” под воздействием вживленных им генов светящихся медуз.

Все эти факты, которые составляют лишь незначительную часть случаев конкретного применения бактерий для решения насущных задач повседневной жизни, свидетельствуют о том, что они способны осуществлять самые разные химические реакции и это позволяет использовать их практически во всех сферах человеческой деятельности. Пока ученым удалось поставить на службу человеку лишь некоторые бактерии, Но, возможно, уже сейчас мы стоим на пороге новой технологической эры, когда бактерии совершат переворот в энергетике и промышленности, существенно облегчат жизнь человечества.

Источник: http://mostga.am/vzglyad/bakterii-na-sluzhbe-396.html

Какие бактерии полезны человеку

Хозяева жизни на Земле. Территория бактерий – весь мир

Когда вам вдруг страшно захочется сладкого или соленого, когда вы решаете, куда и когда ехать в отпуск, когда на глаза у вас наворачиваются слезы от просмотренной мелодрамы, когда вы планируете завести собаку или аквариумных рыбок – знайте, это не ваши решения!

Не вы управляете собственным телом, не вы управляете собственными мыслями. Не вы определяете, что есть, что пить, кого любить и ненавидеть, какую музыку слушать, и какой сайт открыть.

Не вы примите решение, читать ли дальше этот пост или, покрутив пальцем у виска, закрыть страницу. За вас это сделают бактерии. Именно так! Это не выдумка автора, а профессиональное заключение ученых.

На планете Земля их более 90% от всего живого, что здесь обитает. Именно они и есть настоящие хозяева Земли.

Интересные факты о бактериях

С бактерий началась жизнь на нашей планете, ими все и закончится, так полагают ученые. Есть анекдот, что когда пришельцы открыли Землю, то не могли разобраться, кто ее настоящий хозяин – люди или бактерии

Какую роль играют бактерии в жизни человека

Бактерии появились и живут на планете почти с самого момента ее существования.

Если продолжительность существования бактерий принять за сутки, то на долю существования человечества придется мизерный отрезок, меньше секунды.

Но эти мельчайшие живые организмы не только соседствуют с нами, они органически интегрированы в наше тело. Без их помощи мы бы не смогли существовать.

Бактерии в кишечнике человека

Для примера, в кишечнике микроорганизмов десятки тысяч разных видов, и без этого дружного коллектива человек не смог бы переваривать пищу.

Интересные факты о бактериях

На нашей планете проживает 5 нониллионов микроорганизмов. Число фантастическое, которое во много раз превышает численность всех людей и животных на земле

Убийцы поневоле

Бессознательные убийцы

Эти же микроорганизмы следят за тем, чтобы наш организм регулярно очищался от ненужного  и лишнего хлама.

Когда хлама скапливается слишком много, бактерии устраивают генеральную уборку организма в виде дизентерии, гриппа и других болезней.

Возбудитель дизентерии

Иногда они берутся за дело слишком рьяно, и в результате такого «сенокоса» человек может умереть.

И если поле битвы приходит в негодность, то есть человек умирает, это означает, что победу в очередной баталии одержала другая армия, состоящая из воинов-бактерий, которые участвуют в переработке и разложении наших ногтей, мышц, костей и прочих деталей организма.

Интересные факты о бактериях

На корпусе сотового телефона обитает больше бактерий, чем под ободком унитаза

Враг хитер и коварен

Ученые часто задаются вопросом, могут ли бактерии расправиться с человечеством окончательно и бесповоротно? Ответ не радует никого.

Могут. Причем маленькие твари способны уничтожить человечество быстро, бесшумно и без эмоций. И не только человечество, но и всех других живых существ.

Вполне вероятно, что когда-нибудь это случиться, и микроорганизмы вновь станут единственными хозяевами планеты.

Безлюдная планета Земля

Но пока мы существуем с ним в симбиозе, разберемся, какие из бактерий наиболее полезны для организма и наоборот.

Интересные факты о бактериях

Оказывается, что огромное количество полезных бактерий живут в аппендиците. Орган, который все недавно считали бесполезным атавизмом, помогает организму вырабатывать иммунитет

Полезные бактерии

Таких огромное множество. Назовем лишь самые продуктивные.

Бифидобактерии. Эти крошки свое дело знают. Не дают развиваться болезнетворным микробам, делают СТОП токсинам из кишечника, помогают ионам железа, кальция и витамину D всасываться через стенки кишечника. Кроме того снабжают организм кучей витаминов и прочими полезными веществами.

Бифидобактерии под микроскопом

Молочнокислые бактерии. Успешно воюют с гнилостными и патогенными микробами, защищая от них кишечник.

Интересные факты о бактериях

Вредные бактерии

Этих тварей в природе также предостаточно. Самые противные из них:

Золотистый стафилококк. Возбудитель множества опасных заболеваний.

Сальмонелла. Квартирует в мясе, сырой воде, молочных продуктах. Вызывает сильнейшую интоксикацию и поражает желудочно-кишечный тракт.

Сальмонелла

Столбнячная палочка. Про «столбняк» все слышали? Ее работа. Плюется  очень сильным токсичным ядом, который вызывает паралич нервной системы.

Палочка Коха. Про эту сволочь тоже наверняка читали. Вызывает туберкулез легких, лимфатических узлов, почек, костей и кожи.

ВИДЕО: Факты о бактериях

Источник: http://al-shell.ru/kakie-bakterii-polezny-cheloveku/

«Бактерии — это темная материя, которую мы не знаем»

Человечеству известно не более одного процента из существующих микробов. Огромный неизученный мир обнаружили ученые, разыскивая новые антибиотики

ООН призвала цивилизованный мир бросить все силы на борьбу с устойчивостью бактерий к антибиотикам. За всю историю организации это стало четвертой проблемой здравоохранения, вынесенной на столь высокое обсуждение. Международных наблюдателей напугали известия этого года о том, что сразу в нескольких госпиталях обнаружили бактерии, устойчивые кколистину — антибиотику самого последнего поколения.

Ситуация обостряется, потому что сегодня 15 из 18 крупнейших фаркомпаний мира отказались от разработки и производства антибиотиков — не выгодно. Парадокс в том, что вещества, поражающие бактерий, чаще всего производят сами бактерии. Тот же левомицетин, спасший миллионы жизней от брюшного тифа и дизентерии, производят бактерии, живущие в почве и в соленой воде.

Сегодня, чтобы найти новую бактерию, которая может спасти человечество, ученые без особого успеха “просеивают” претендентов из отдаленных пещер Африки и подледных озер Антарктиды.

Есть ли какие-то более простые пути решения проблемы? Ученые ищут новые лекарства с помощью метагеномики. Этот передовой метод молекулярной биологии позволяет определить ДНК любого содружества живых существ.

Когда ученые таким образом изучили не отдельную бактерию, а их сообщества вместе со средой обитания, то были поражены количеством неизвестных ранее микроорганизмов, которые наверняка содержат в себе перспективные вещества. Теперь задача в том, чтобы их извлекать и модифицировать.

Значит ли это, что мы стоим на пороге революции, которая подарит нам десятки новых лекарственных веществ? И не открываем ли мы ящик Пандоры, “вытаскивая” из небытия неизвестные ранее токсичные вещества, скрываемые природой? На эти вопросы “Огоньку” ответил профессор Ратгерского университета (США) и Сколковского института науки и технологий, заведующий лабораториями в Институте молекулярной генетики РАН и Институте биологии гена РАН Константин Северинов.

— Бактерии совершенствуются, спектр действия антибиотиков сужается. Действительно ли ситуация столь критична, что нам нужно придумывать новые пути решения проблемы?

— С середины 90-х традиционные стратегии поиска новых антибиотиков перестали работать: с тех пор в реальную медицинскую практику не было введено новых классов природных антибиотиков. Выход, по-видимому, будет найден за счет развития новой науки — геномики.

— Мы будем глубже изучать гены бактерий?

— Не только. Дело в том, что с того момента, как Александр Флеминг, который, по легенде, случайно чихнул в чашку Петри и таким образом открыл первый антибиотик, поиск новых антибактериальных лекарств шел по одному принципу. Ученые отыскивали бактерии или микроскопические грибы, выделяли их чистую культуру в пробирке и дальше исследовали их способность производить биологически активные вещества. Так в течение 50-60-х годов удалось получить большое количество новых классов антибиотиков, которые мы используем до сих пор.

— Учитывая, что более или менее приличный микроскоп изобрели в XVII веке, как могло получиться, что мы не знали о таком огромном количестве микробов вокруг нас?

— Очень просто: мы всегда оценивали разнообразие этих микроорганизмов, учитывая только те бактерии, которые смогли вырастить на чашках Петри. Но они представляют собой лишь крохотную часть мира микробов, который существует вокруг нас. Оценки сейчас разнятся, но предполагается, что такие “невидимые”, некультивируемые бактерии составляют 99-99,9 процента общего числа бактерий. Можно сказать, что они представляют собой темную материю, которую мы не видим, не можем “пощупать” и вырастить на чашке Петри.

— Почему же их невозможно вырастить?

— А почему они обязаны расти в пробирке? Вы предлагаете бактериям какую-то питательную среду, но они любят нечто совсем другое. Кишечные палочки, с которыми часто работают в лаборатории, очень любят мясной бульон, недаром же они живут у нас в кишечнике, и их очень просто культивировать. Некоторые более привередливые микробы растут только на средах, содержащих яичный желток, а третьим для роста обязательно нужно добавить какао или сложный коктейль микроэлементов. Вообще наука, или, вернее, искусство культивации микробов — сложная штука, построенная методом проб и ошибок. Большинство микроорганизмов не растут в лаборатории потому, что мы слишком мало знаем об их пищевых потребностях. Не так давно, кстати, стало ясно, что, в отличие от лабораторий, в природе микробы практически никогда не существуют в чистых культурах. Они, как правило, образуют сложные сообщества, где каждый из членов в чем-то зависит от других. Есть работы, где показано, что некоторые бактерии, которые не культивировались в чистой культуре, начинают расти в компании с двумя-тремя партнерами. И наоборот, одни бактерии могут угнетать рост других, все как у людей. В этом смысле антибиотики для микробов — это способ общения друг с другом, попытка сказать с помощью химических сигналов, что территория занята, тут тесно и мало пищи и т. д.

— Что мы можем ожидать от этой неведомой темной бактериальной материи?

— Миллиарды и миллиарды неизвестных бактерий существовали миллиарды лет до нас и будут существовать после нас. Это их планета, и им до нас нет совершенно никакого дела. Зато нам с точки зрения поиска новых лекарств очень полезно их изучать. Ведь в них наверняка скрыто потрясающее разнообразие новых биологически активных веществ, о которых мы ничего не знаем. Некоторые из них могут стать высокоэффективными лекарствами.

— Если мы будем выделять новые вещества из этой самой “темной материи”, не получится ли, что мы “подарим” миру неизвестные ранее опасные токсины?

— Нет, не получится. Ведь эти бактерии всегда были рядом с нами, просто мы их не видели. Безусловно, при желании можно направленно искать гены токсинов и делать бактерии, которые их производят. Но найти хороший яд не проще, чем хорошие антибиотики. Если речь о новом оружии, то людей можно укокошивать гораздо проще.

— Последовательность ДНК это, по сути, огромный набор букв, что вы делаете дальше? Как это позволяет искать новые антибиотики?

— С помощью методов биоинформатики можно выделить какие-то группы генов, которые, скорее всего, отвечают за производство антибиотиков. Полученные машиной данные должен проанализировать человек, который разбирается в эволюционных процессах и представляет, может ли этот ген в принципе производить антибиотик. Если все сходится, он дает предсказание, что мы нашли верные гены.

Сейчас очень многие биологи заняты такими биоинформатическими предсказаниями. Одна из наиболее успешных научных групп в этой области работает в Национальных институтах здоровья США под руководством Евгения Кунина, его недавно выбрали в академики Американской национальной академии наук.

–То есть сегодня открытия в биологии совершают математики?

— Отчасти это так. Я думаю, что в недалеком будущем такого рода исследования в массовом режиме будут делать школьники, потому что когда вы определяете метагеном образца почвы из цветочного горшка в кабинете биологии, вероятность того, что при компьютерном анализа данных вы найдете что-то интересное или полезное, нисколько не меньше, чем если вы поедете исследовать какие-нибудь пещеры или подледные озера.

— Что происходит после того, как у вас на руках оказываются перспективные гены?

— Технологии сегодня настолько удешевились, что во всех цивилизованных странах и даже в России можно просто синтезировать ДНК интересующих вас генов.

— То есть вы можете эти искусственные гены внедрить в любой организм, и он начнет производить антибиотик? И это могут быть самые простые кишечные палочки, которые прекрасно размножаются в неволе?

— Именно так: вы вводите гены некультивируемой ранее бактерии в ту же кишечную палочку, а дальше просто смотрите что получилось, и действительно ли она вырабатывает антибиотик.

Но если вдруг действительно обнаружено новое вещество, которое подавляет рост какой-то бактерии, вам надо будет определить его химическую структуру и понять, как именно оно действует. В общем, это нетривиальная и интересная работа с привлечением методов структурной биологии, генетики и биохимии. В результате вы будете иметь представление о механизме действия обнаруженного вами антибиотика, без этой информации продвигаться дальше в его разработке невозможно.

— Раньше таких требований к лекарствам просто не было.

— Если бы полвека назад к новым антибиотикам применяли сегодняшние требования, золотой век антибиотиков никогда бы не наступил! Тогда главное было, чтобы вещество подавляло рост патогенных бактерий и чтобы от него пациенты не умирали. Это, впрочем, приводило и к тяжелым последствиям. Например, в 60-е годы от применения недостаточно очищенного стрептомицина многие пациенты глохли. Но зато они излечивались от туберкулеза. Но потом сам препарат “подчистили”, и все стало нормально. Для фармкомпаний необходимость детальной характеристики того, на что именно действует вещество, это огромная головная боль, а биологам от этого только хорошо — можно открыть массу очень интересных вещей.

— На недавней конференции “Информационные технологии и системы” ваши сотрудники представили доклад о новом веществе, которое в будущем может претендовать на роль антибиотика. Это тоже совместная работа биологов и математиков?

— Да, мы совместно с группой Михаила Гельфанда из Института проблем передачи информации (РАН) открылиновый класс микроцинов — антибиотических пептидов, которые бактерии используют для борьбы с себе подобными. Их предсказали биоинформатики из лаборатории Гельфанда, а мы изучили их действие. Сегодня ясно, что они работают по принципу “троянского коня”: чувствительная бактерия принимает микроцин за пищу, поглощает его и начинает расщеплять, что приводит к высвобождению токсичной “боеголовки”.

Антибиотики для микробов — это способ общения друг с другом, попытка сказать с помощью химических сигналов, что территория занята, тут тесно и мало пищи

— То есть это потенциальный антибиотик?

— В последнее время мы действительно нашли некоторое количество довольно интересных и неожиданных биологически активных веществ. Но никаких гарантий, что из них получится новый препарат, нет. Сегодня нам интересно понять более общие вещи. Например, зачем бактериям нужно тратить силы для того, чтобы производить антибиотики? Сейчас очевидно, что у многих бактерий есть гены, которые позволяют им производить яды, но в большинстве случаев они этого не делают — гены не работают. Они как-то умеют договариваться друг с другом, жить сообществами в состоянии относительного мира. Для нас это очень интересно — как открывать камешки на море, под которыми может оказаться что-то новое. С другой стороны, если работы в этом направлении не будут вестись, то новых антибиотиков в будущем точно не будет.

— Может, лучше пойти совсем другим путем? Например, модифицировать иммунные клетки нашего организма для борьбы с инфекциями?

— Это не моя область, я не могу про это говорить. Но сам человек, кстати, может быть прекрасным “сырьем” для поиска новых антибиотиков. Недавно совершенно новый антибиотик против стафилококков, в том числе устойчивых ко многим лекарствам, выделили прямо из человеческого носа. Ученые справедливо сочли, что если у нас в носу живет много стафилококков и это их естественная среда обитания, то там обитают и другие микробы, которые не дают этим стафилококкам активно размножаться. И действительно, анализируя содержимое носа одного из авторов статьи, ученые выделили бактерию, которая производила антибиотик, угнетавший рост стафилокков! Сама по себе идея очень интересная, потому что показывает, что человеческий микробиом — великое множество бактерий, которое обитает на нас и внутри нас, как источник антибиотиков явно недооценен.

— Насколько сейчас в принципе перспективно заниматься поиском антибиотиков? Сложно на это получить деньги в Штатах и в России?

— В Америке получить грант на антибиотики легче, чем, предположим, на изучение того, как работают гены непатогенных бактерий. Хотя в целом там сейчас не самая благоприятная ситуация с финансированием науки. В свое время Билл Клинтон пообещал, что он к 2010 году увеличит бюджет Национальных институтов здоровья, которые финансируют большинство биомедицинских исследований, вдвое. Это обещание было выполнено, и бюджет вырос с 13 млрд долларов до 33 млрд. Пока бюджет рос, все больше научных групп получало крупные исследовательские гранты на четыре-пять лет. При Буше рост прекратился, и стало понятно, что денег для продления существующих и для новых грантов не хватает. Сейчас вероятность финансирования грантовских заявок не превышает 10%. В России получить исследовательский грант на изучение антибиотиков относительно легко, но подавляющее число людей, занимающихся антибиотиками в России, делают это плохо.

— Причина в 90-х, когда все разъехались?

— 90-е тут ни при чем. У нас в принципе существуют большие проблемы с организацией науки. В России не решены проблемы доставки оборудования, своевременной поставки реагентов, транспорта биологических материалов внутрь страны и за ее пределы. Плохая организация приводит к тому, что большую часть времени ученые, даже в таких организациях, как “Сколтех”, заняты не наукой, а чем-то еще. С этим надо что-то делать, иначе на развитие биомедицины в стране можно ставить крест.

Во времена СССР было много своих оригинальных антибиотиков, были совершенно замечательные ученые, в том числе великий охотник за антибиотиками Георгий Гаузе, именем которого назван институт на Пироговке. Но времена поменялись, изменилась наука, а у нас очень многие остались в прежних временах, так что современных исследований в этой области в России мало. Заводов по производству антибиотиков в России, кстати, тоже нет.

Беседовала Елена Кудрявцева

Источник: https://www.kommersant.ru/doc/3125061



Вспомните!

Что такое биотехнология?

Биотехнология — это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве. Термин «биотехнология» получил широкое распространение с середины 70 -х гг. XX в., хотя ещё с незапамятных времён человечество использовало микроорганизмы в хлебопечении и виноделии, при производстве пива и в сыроварении.

Какое значение для промышленности и сельского хозяйства имеет селекция микроорганизмов?

Биотехнология позволяет не только получать важные для человека продукты, например антибиотики и гормон роста, этиловый спирт и кефир, но и создавать организмы с заранее заданными свойствами гораздо быстрее, чем с помощью традиционных методов селекции. Существуют биотехнологические процессы по очистке сточных вод, переработке отходов, удалению нефтяных разливов в водоёмах, получению топлива. Эти технологии основаны на особенностях жизнедеятельности некоторых микроорганизмов. Появляющиеся современные биотехнологии изменяют наше общество, открывают новые возможности, но одновременно создают определённые социальные и этические проблемы.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое биотехнология?

Биотехнология — это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве. Термин «биотехнология» получил широкое распространение с середины 70 -х гг. XX в., хотя ещё с незапамятных времён человечество использовало микроорганизмы в хлебопечении и виноделии, при производстве пива и в сыроварении.

2. Какие проблемы решает генная инженерия? С какими трудностями связаны исследования в этой области?

Удобными объектами биотехнологии являются микроорганизмы, имеющие сравнительно просто организованный геном, короткий жизненный цикл и обладающие большим разнообразием физиологических и биохимических свойств. Одной из причин сахарного диабета является недостаток в организме инсулина — гормона поджелудочной железы. Инъекции инсулина, выделенного из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота, спасают миллионы жизней, однако у некоторых пациентов приводят к развитию аллергических реакций. Оптимальным решением было бы использование человеческого инсулина. Методами генной инженерии ген инсулина человека был встроен в ДНК кишечной палочки. Бактерия начала активно синтезировать инсулин. В 1982 г. инсулин человека стал первым фармацевтическим препаратом, полученным с помощью методов генной инженерии.

3. Как вы думаете, почему селекция микроорганизмов приобретает в настоящее время первостепенное значение?

Микроорганизмы можно использовать во всех средах деятельности человека. Их легко использовать в лабораторных условиях. Например, в природе существует бактерия, которая выделяет токсин, убивающий многих вредных насекомых. Ген, отвечающий за синтез этого токсина, был выделен из генома бактерии и встроен в геном культурных растений. К настоящему времени уже созданы устойчивые к вредителям сорта кукурузы, риса, картофеля и других сельскохозяйственных растений. Выращивание таких трансгенных растений, которые не требуют использования пестицидов, имеет огромные преимущества, потому что, во-первых, пестициды убивают не только вредных, но и полезных насекомых, а во-вторых, многие пестициды накапливаются в окружающей среде и оказывают мутагенное влияние на живые организмы

4. Приведите примеры промышленного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Инсулин, гормон роста, токсин, убивающий многих вредных насекомых.

5. Какие организмы называют трансгенными?

Так же как у бактерий, с помощью методов генной инженерии можно изменять и наследственный материал эукариотических организмов. Такие генетически перестроенные организмы называют трансгенными или генетически модифицированными организмами (ГМО). Канадские учёные ввели в наследственный материал лосося ген другой рыбы, который активировал ген гормона роста. Это привело к тому, что лосось рос в 10 раз быстрее и набирал вес, в несколько раз превышающий норму.

6. В чём преимущество клонирования по сравнению с традиционными методами селекции?

Создание многочисленных генетических копий одного индивидуума с помощью бесполого размножения называют клонированием. У ряда организмов этот процесс может происходить естественным путём, вспомните вегетативное размножение у растений и фрагментацию у некоторых животных. Если у морской звезды случайно оторвётся кусочек луча, из него образуется новый полноценный организм. У позвоночных животных этот процесс естественным путём не происходит. Клонирование представляется перспективным методом в животноводстве. Например, при разведении крупного рогатого скота используется следующий приём. На ранней стадии развития, когда клетки эмбриона ещё не специализированы, зародыш разделяют на несколько частей. Из каждого фрагмента, помещённого в приёмную (суррогатную) мать, может развиться полноценный телёнок. Таким способом можно создать множество идентичных копий одного животного, обладающего ценными качествами. Для специальных целей можно также клонировать отдельные клетки, создавая культуры тканей, которые в подходящих средах способны расти бесконечно долго. Клонированные клетки служат заменой лабораторным животным, так как на них можно изучать воздействие на живые организмы различных химических веществ, например лекарственных препаратов. При клонировании растений используется уникальная особенность растительных клеток. В начале 60 -х гг. XX в. впервые было показано, что клетки растений, даже после достижения зрелости и специализации, в подходящих условиях способны давать начало целому растению (рис. 110). Поэтому современные методы клеточной инженерии позволяют осуществлять селекцию растений на клеточном уровне, т. е. отбирать не взрослые растения, обладающие теми или иными свойствами, а клетки, из которых потом выращивают полноценные растения.

Подумайте! Вспомните!

1. Какие перспективы в развитии народного хозяйства открывает использование трансгенных животных?

Трансгенные животные, экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству по законам Менделя. Изредка трансген может реплицироваться и передаваться по наследству как экстрахромосомный автономно реплицирующийся фрагмент ДНК. Технология создания трансгенных животных является одной из наиболее бурно развивающихся биотехнологий в последние 10 лет. Трансгенные животные широко используются как для решения большого числа теоретических задач, так и в практических целях для биомедицины и сельского хозяйства. Некоторые научные проблемы не могли бы быть решены без создания трансгенных животных. На модели трансгенных лабораторных животных проводятся широкие исследования по изучению функции различных генов, регуляции их экспрессии, фенотипическому проявлению генов, инсерционному мутагенезу и др. Трансгенные животные важны для различных биомедицинских исследований. Существует множество трансгенных животных, моделирующих различные заболевания человека (рак, атеросклероз, ожирение и др.). Так, получение трансгенных свиней с измененной экспрессией генов, определяющих отторжение органов, позволит использовать этих животных для ксенотрансплантации (пересадки органов свиньи человеку).

2. Может ли современное человечество обойтись без биотехнологии? Организуйте выставку или сделайте стенную газету «Биотехнология: прошлое, настоящее, будущее».

Биотехнологии — это использование живых организмов в производстве. Биотехнологии — это использование живых организмов для решения технологических задач. Использование бактерий для брожения, производство лекарств из растений, селекция и многое другое использовалось ещё в древности, даже без понимания сути самих процессов. Так что отказ от биотехнологий в этом смысле, теоретически возможен. Но нужен ли нам такой мир, без хороших сортов растений, сахара (а откуда его ещё получать), лекарств, кисломолочных продуктов и много другого.

Но если вкладывать в понятие биотехнологии только современные виды биотехнологий, такие как: биоинженерия, биоинформатика, бионика и др. То тут вопрос стоит не столь радикально. Биотехнологии позволит решать проблемы, которые стоят перед человеком 21 века. С помощью CRISPR/Cas9 мы, возможно, в будущем сможем лечить наследственные заболевания. Генно-инженерные организмы помогут решить проблемы нехватки пресной воды и всемирного голода. Бактерии могут решать проблемы загрязнения, а так же эффективно производят различные вещества (Инсулин для диабетиков производит E.Coli).

Мы, вполне, можем позволить себе отказ от всего этого и не вымрем. Просто будет выше смертность, а глобальные проблемы всего человечества, начнут ещё сильнее усугубляться.

3. Организуйте и проведите дискуссию на тему «Клонирование: за и против».

4. Приведите примеры продуктов, входящих в ваш рацион, которые были созданы с использованием биотехнологических процессов.

Самые распространенные продукты – это йогурты. В настоящее время в России и за рубежом производится достаточно большой ассортимент кисломолочных пробиотических продуктов на основе бифидобактерий и лактобацилл. В большей части кисломолочных продуктов пробиотический эффект достигается путем обогащения готовых кисломолочных продуктов концентратами бифидобактерий. В таких кисломолочных продуктах отсутствуют продукты метаболизма пробиотических микроорганизмов, антимикробные и антимутагенные вещества, витамины, аминокислоты, экзополисахариды и другие полезные для организма соединения, продуцируемые бифидобактериями.

5. Докажите, что биологическая очистка воды является биотехнологическим процессом.

Например, сточные воды – это самый распространенный вид загрязнения, и большая проблема для человечества. Сточные воды обычно содержат сложную смесь нерастворимых и растворимых компонентов различной природы и концентрации. Бытовые отходы, как правило, содержат почвенную и кишечную микрофлору, включая патогенные микроорганизмы. Сточные воды сахарных, крахмальных, пивных и дрожжевых заводов, мясокомбинатов содержат в больших количествах углеводы, белки и жиры, являющиеся источниками питательных веществ и энергии. Стоки химических и металлургических производств могут содержать значительное количество токсических и даже взрывчатых веществ. Серьезное загрязнение возникает при попадании в окружающую среду соединений тяжелых металлов, таких как железо, медь, олово и др. Цель очистки сточных вод — удаление растворимых и нерастворимых компонентов, элиминирование патогенных микроорганизмов и проведение детоксикации таким образом, чтобы компоненты стоков не вредили человеку, не загрязняли водоемы. Бактерии рода Pseudomonas практически всеядны. Например, P. putida могут утилизировать нафталин, толуол, алканы, камфару и др. соединения. Выделены чистые культуры микроорганизмов, способные разлагать специфические фенольные соединения, компоненты нефти в загрязненных водах и т.д. Микроорганизмы рода Pseudomonas могут утилизировать и необычные химические соединения — инсектициды, гербициды и другие ксенобиотики. Генетически сконструированные штаммы микроорганизмов в будущем смогут решить проблему очистки сточных вод и почв, загрязненных пестицидами и другими антропогенными веществами. Пестициды поступают в окружающую среду после обработки сельскохозяйственных культур. Большинство из них расщепляются бактериями и грибами. Лучше всего биодеградация пестицидов удается, если микроорганизмы действуют сообща, в химических реакциях сопряженного метаболизма. При этом уже на первой стадии микробной трансформации токсичность большинства пестицидов утрачивается, что позволяет разрабатывать относительно простые биотехнологические методы борьбы с ними. Первичный гидролиз пестицидов можно проводить и с помощью ферментов, таких как гидролазы, эстеразы, фосфоэстеразы, ациламидазы. Пестициды из сточных вод можно удалять, используя иммобилизованные формы этих ферментов.

6. Создайте рекламный видео ролик «Биотехнология: достижения и перспективы развития».

Ваша будущая профессия

1. Что является предметом изучения науки геронтологии? Оцените, насколько развита эта наука в нашей стране. Есть ли в вашем регионе специалисты в этой области?

Геронтоло́гия (от др.-греч. «старик») — наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение). Возникла около века назад. Составными частями геронтологии являются гериатрия — учение о болезнях, связанных с инволюционными изменениями, а также особенности лечения и профилактики заболеваний в пожилом и старческом возрасте, герогигиена, которая изучает вопросы общей и специальной гигиены людей старших возрастных групп и геронтопсихология, которая изучает психолого-поведенческие особенности людей пожилого и престарелого возраста. Российский геронтологический научно-клинический центр (РГНКЦ) — ведущее научно-методическое и лечебное гериатрическое учреждение Минздрава России. Клиника РГНКЦ представлена терапевтическим, кардиологическим, неврологическим, гинекологическим, урологическим, ортопедическим, хирургическим отделениями. Статус федерального лечебного учреждения позволяет принимать на обследование и лечение пациентов из любых регионов России. Основоположником ее считается И. И. Мечников, впервые предложивший этот термин в 1903 г.

2. Как вы думаете, какими личными качествами должны обладать люди, работающие в медико-генетических консультациях? Объясните свою точку зрения.

Профессионалы, психологически устойчивы, тактичны, так как людям нужно доступно и компетентно рассказывать о имеющихся болезнях и как это решать.

3. Что вы знаете о профессиях, связанных с материалом этой главы? Найдите в Интернете названия нескольких профессий и подготовьте небольшое (не более 7—10 предложений) сообщение о той профессии, которая вас наиболее впечатлила. Объясните свой выбор.

На основании атласа новых профессий http://atlas100.ru/

ИТ-генетик: Специалист, который занимается программированием генома под заданные параметры. В последнее десятилетие одним из бурно развивающихся направлений в медицине стала генотерапия – внесение в генетический аппарат человека изменений для борьбы с заболеваниями. Пока этот метод в основном тестируют на животных, однако есть уже и успешные случаи применения генотерапии и для людей. Например, в 2014 году в Великобритании объявили, что у 6 пациентов, больных хороидеремией (наследственным генетическим заболеванием, до настоящего момента неизлечимым и ведущим к слепоте), в результате генотерапии улучшилось зрение. Но это лишь первый шаг. Следующий шаг — модификация генома: эксперимент с целенаправленным изменением двух генов уже провели на обезьянах.

4. Используя дополнительные источники информации, выясните, что является предметом изучения эмбриолога. Где можно приобрести такую специальность?

Эмбриолог – специалист по эмбриональному развитию человека. Им может стать специалист-биолог либо врач клинической диагностики. Например, закончить кафедру эмбриологии Биологического факультета МГУ. Это направление в медицине еще очень молодо.

Это, например, применение вспомогательных репродуктивных технологий на практике — клиническая эмбриология.

5. Какими знаниями должны обладать специалисты, занимающиеся селекционной работой? Объясните свою точку зрения.

Знаниями генетики, биотехнологии, зоологии, ботаники. Так как селекция основана на генетических законах, а так же знаниях тех организмов, на селекцию которых будет направлена работа – зоология (животные), ботаника (растения) и т.д.

Тема: «Биотехнология:
настоящее и будущее»

Биотехнология — это использование организмов, биологических
систем или биологических процессов в промышленном производстве.

Биотехнология сегодня развивается бурными темпами. Как наука,
она изучает внедрение производственных процессов, в основе которых лежит
практическое использование микроорганизмов, всевозможных биологических систем.
Это не только растительные или животные ткани, но и протопласты, рекомбинантные
ДНК, а также полностью генетически модифицированные организмы.

Корни биотехнологии уходят
в далёкое прошлое и связаны с хлебопечением, виноделием
и другими способами приготовления пищи, известными человеку еще
в древности. Например, такой биотехнологический процесс, как брожение
с участием микроорганизмов, был известен и широко применялся еще
в древнем Вавилоне, о чем свидетельствует описание приготовления
пива, дошедшее до нас виде записи на дощечке, обнаруженной
в 1981 г. при раскопках Вавилона.

Наукой биотехнология стала
благодаря исследованиям и работам французского ученого, основоположника
современной микробиологии и иммунологии Луи Пастера (1822−1895).

Современная биотехнология изучает процессы
на молекулярном и клеточном уровнях, в ее основе работа с молекулой ДНК –
биологическим кодом всего живого на Земле.

       
 Основными направлениями ее в конце XX века стали:

1. Биотехнология пищевых продуктов.

2. Биотехнология препаратов для сельского
хозяйства.

3. Биотехнология препаратов и продуктов
для промышленного и бытового использования.

4. Биотехнология лекарственных препаратов.

5. Биотехнология средств диагностики и
реактивов.

 Биотехнология также включает выщелачивание и
концентрирование металлов, защиту окружающей среды от загрязнения, деградацию
токсических отходов, увеличение добычи нефти. Еще одна область, в которой
биотехнологии нашли широкое применение и за которыми видят большое будущее —
лечение и профилактика  заболеваний.

 Биотехнологии сегодня — одна из самых привлекательных
для инвестиций наукоемких областей производства, и интерес инвесторов из
развитых стран к ней вполне понятен. Возможности, открываемые биотехнологией
перед человечеством, как в области фундаментальной науки, так и во многих
других областях, весьма велики и нередко даже революционны. Уже сейчас
биотехнологические товары составляют четверть всей мировой продукции. Это и
лекарственные препараты, и косметика, и сельское хозяйство и производство
продуктов питания, и даже новые источники энергии, т. е. спектр коммерчески
выгодных приложений здесь необычайно широк. 

Современная биотехнология – это наука о
генно – инженерных и клеточных методах создания и использования генетически
трансформированных биологических объектов для улучшения производства или
получения новых видов продуктов различного назначения.

        Одними из
самых важных методом современной биотехнологии являются клеточная и генная
инженерия, а также клонирование. 

          Генная
и клеточная инженерия являются важнейшими методами, лежащими в основе
современной биотехнологии и направлены на конструирование новых, не
существующих в природе сочетаний генов.

     Клеточная инженерия –
это  отрасль биотехнологии, в которой применяют методы выделения клеток из
организма и переноса их на искусственные питательные среды, где эти клетки
продолжают жить и размножаться. Методы клеточной инженерии  направлены на
конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания
жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения
целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей
генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

     Генная инженерия —
искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с целью
получения культур с заранее заданными свойствами. Основной метод генной
инженерии — выделение необходимых генов, их клонирование и введение в новую
генетическую среду.

        В конце XX
века генная инженерия широко начала использоваться в сельском хозяйстве, с
целью получения генно – модифицированных растений и животных. Ученые сейчас
создают растения, которые скоро появятся на рынке: растения – вакцины, растения
– биореакторы для призводства промышленных продуктов, растения – фабрики
лекарств и т. д. Биотехнологические подходы позволяют современным селекционерам
выделять отдельные гены, отвечающие за желаемые признаки, и перемещать их из
генома одного растения в геном другого.

        Вполне
достижимой целью при современном уровне технологии является создание
трансгенных животных с определенным целевым геном. Например, трансгенные козы,
в результате введения соответствующего гена, могут вырабатывать специфический
белок, который препятствует кровотечению у больных, страдающих гемофилией.

      Биотехнология
позволяет и то, что не под силу природе – перемещение генов между растениями,
животными и микроорганизмами. Это открывает огромные возможности для улучшения
качества урожая.

       Таким образом,
решающую роль в процессе биологизации сельского хозяйства может и должна
сыграть биотехнология. Сегодня можно и нужно говорить о биологизации техники,
промышленного производства и энергетики. Особенно большие надежды связывают с
попытками использования микроорганизмов и культур клеток для уменьшения
загрязнения среды и производства энергии. К 2021 году планируется увеличивать
выработку  электроэнергии и тепловой энергии при помощи биотехнологии на
7% ежегодно, а использование биотоплива — на 10%  каждый год. Важным и
перспективным направлением биотехнологии является разработка способов получения
экологически чистой энергии.

     Еще один метод
современной биотехнологии — клонирование. Благодаря этому методу мы получаем
идентичные организмы путем бесполого размножения.        
      

         
Клонирование использовали много лет для выращивания растений. Животное
клонирование было предметом изучения для ученых многие годы, но получало мало
внимания до 1997, пока не было клонировано первое млекопитающее — овечка Долли.
К клонированию Долли подошли более тщательно. В 277 (!) яйцеклеток были
перенесены ядра, принадлежащие шестилетней овце — донору. В результате
образовалось всего 29 эмбрионов и только один выжил. Пастух, принимавший роды,
попросил назвать клон Долли, в честь его любимой певицы Долли Паркер. Произошло
это в июне 1996 г

        Овечка — копия
старела намного быстрее, чем обычная. На этом старались не акцентировать
внимания, но объяснять все же пришлось. Одна из причин крылась в том, что
клетки были изначально запрограммированы на ограниченное количество делений и
соответственно ограниченную продолжительность их жизни. Во-вторых, она была
больна артритом, что многие были склонны связывать с прорехами в клонировании.
В целом Долли прожила шесть лет, совсем не долго и не счастливо. ( В среднем
овцы живут по 14-15 лет). Конец генетическому символу XX века пришел, когда
Долли заболела тяжелым заболеванием легких. Выхода не было, 14 февраля 2003
г. ее усыпили.

     Клонирование уже
подарило нам биотехнологических овец, собак, лошадей, продукты питания,
лекарства. Можно  только добавить, что в конце этого списка уже давно
скромно стоит…человек.

        Профессор
Уилмат, являющийся «Отцом» овечки Долли, признал, что созданные с помощью
клонирования существа в 80 % случаев имеют серьезные отклонения в здоровье, и
заявил о недопустимости воссоздания человека существующими методами
клонирования.

         Впервые об успешном создании
человеческого клона заявили английские ученые в 2005 году. Исследователи взяли
яйцеклетки 11 женщин, удалили из них ядро и пересадили внутрь ядра
эмбриональных стволовых клеток.

         
Клонирование совершенствуется каждый день, и к 2011 году появились
потенциально-новые технологии – они более совершенны, в некоторых случаях не
связаны с разрушением эмбриона. Однако позиция стран о клонировании слишком
разнятся. Некоторые верят, что, создавая эмбрион, вы порождаете личность,
другие уверены, что речь идет о скоплении клеток.

         Вот уже
много лет ученые пытаются разгадать причину разнообразных поломок организмов —
клонов. Чаще всего, у клонов слабо работает иммунная система, поэтому организм
не справляется с простыми вирусами и бактериями. В результате многочисленные
осложнения приводят клон к преждевременной смерти. Для того, чтобы клон жил
так, как живет обычный человек, нужно все — таки определить, какие гены в
геноме человека за что отвечают и как работают. Учитывая, что в организме
человека 25 000 генов, работы хватит на всех. Будет ли когда-нибудь клонирован
человек и если да, то каким способом? 

        Прогресс не
остановить, если и есть какая-то технология, то всегда найдутся и умельцы,
которые будут это делать. Если говорить о способах, то самым реальным кажется
такой фантастический на сегодняшний день метод, как синтез необходимой ДНК
химическим путем. Сейчас это делают для микроорганизмов, а когда-нибудь
научатся делать для больших и сложных.

       Сегодня
невозможно представить себе диагностику ряда заболеваний без достижений
биотехнологии. Одно из последних – метод биосенсоров, которые « отлавливают»
связанные с болезнями молекулы и подают сигналы на датчики, что часто
используется в «скорой помощи» (например, определение глюкозы в крови больных
сахарным диабетом).

        Ну, а самой
передовой технологией в диагностике ныне считают микрочипы. Их применяют для
ранней диагностики инфекционных, онко — и генетических заболеваний, аллергенов,
а также при исследовании новых лекарств. В России уже разработаны биочипы для
выявления туберкулеза, оспы, гриппа, гепатита, герпеса – эти тест – системы
позволяют сократить время диагностики с 6-8 недель до 1 дня.

        Одним из самых
перспективных направлений в биомедицинской науке ученые называют генотерапию –
воздействие на болезнь с помощью генов, переносимых в клетки организма
больного.

        У биотехнологии
большое будущее, развитие, огромные перспективы. Биотехнология стала и будет
источником не только новых продуктов питания, медицинских препаратов,
экологически чистых видов энергии, но и получения новых химических веществ.
Подсчитано, что только  продажи биопродукции в химической промышленности
 будут расти на 10-12% каждый год, а  биологизация техники и
 промышленного производства откроет большие перспективы для получения
новой продукции, необходимой для человека.

       
Конструирование нужных генов позволит управлять наследственностью и
жизнедеятельностью животных, растений, микроорганизмов и человека создавать
организмы с новыми свойствами. С уверенностью в будущее!

Понятие биотехнологии

При помощи биотехнологий обеспечиваются определенные потребности, такие как разработка медицинских препаратов, создание новых видов животных и растений или их модификация, что позволяет увеличить качество пищевых продуктов.

В качестве науки биотехнология зародилась в начале 70-х годов ХХ века. Отправной точкой послужила генная инженерия, когда ученым удалось перенести генетический материал из одного организма к другому без половых процессов, с применением рекомбинантной ДНК или РНК. Этот метод используется для улучшения или изменения определенного организма.

Учим создавать игры

Создавай 3D-графику и концепты, придумывай персонажей, учись программировать с нуля

Записаться на курс

Биотехнологии в современной медицине

Биотехнологии, применяемые в медицины, делятся на две группы:

• диагностические, которые бывают химическими и физическими
• лечебные

Производственные процессы, в которых создаются биообъекты или вещества медицинского назначения, также относятся к медицинским. Это могут быть витамины. Ферменты, антибиотики, полисахариды, аминокислоты.

В медицине биотехнологии применяются для производства инсулина, для чего используются генно-модифицированные бактерии. Также биотехнологии в медицине применяются для создания эритропоэтина.

Биотехнологии в современной науке

Применение биотехнологий в современной науке играет важнейшую роль и приносит огромную пользу. В результате открытия генной инженерии появились возможности выведения новых сортов растений и пород животных, которые станут очень полезными для сельского хозяйства.

«Современные биотехнологии » 👇

Изучение биотехнологий не связано исключительно только с биологическими науками. Например, биотехнологии используются в микроэлектронике, где разработаны ион-селективные транзисторы на основе полевого эффекта. Также биотехнологии применяются для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов. Особенно развитым направлением использования биотехнологий является их применение для очистки бытовых и сточных вод. Кроме перечисленных, в развитие биотехнологий внесли свой вклад и другие научные дисциплины. Таким образом, биотехнологии относят к комплексной науке.

Дефицит социально-экономических потребностей является еще одной причиной активного изучения биотехнологий. По мнению ученых, биотехнологии смогут помочь в решение таких проблем, как:

• дефицит в некоторых регионах пресной или очищенной воды
• загрязнение окружающей среды химическими веществами
• недостаток энергетических ресурсов
• необходимость в новых экологически чистых материалах
• повышение уровня медицины и т.д.

Современные биотехнологии: применение на практике, этические проблемы

Биотехнологии являются не только наукой, но и сферой практической деятельности человека, которая занимается производством разного вида продукции при помощи живых клеток или организмов.

Генетика является теоретической основой биотехнологии. Практической основой биотехнологии является микробиологическая промышленность. Она, в свою очередь, получила активное развитие после открытия антибиотиков.

Объектами биотехнологий являются бактерии, вирусы, грибы, а также изолированные клетки и органоиды.

Основными сферами современных биотехнологий являются генетическая и клеточная инженерия в сочетании с биохимией.

Клеточная инженерия – это процесс выращивания клеток различных живых организмов в специально созданных условиях, а также исследования над ними.

Клеточная инженерия растений является самым успешным направлением, она дала возможность ускорения селекционных процессов, в результате чего время выведения нового сорта сократилось с 11 до 3 лет.

Клонированием называется процесс получения потомков, полностью идентичных прототипу. Первые опыты были проведены на растениях, клонирование происходило вегетативным путем.

Клонирование бактерий – это процесс искусственного размножения растений, которым управляет человек.

В конце ХХ ученые стали активно обсуждать возможность клонирования человека.

Генная инженерия проводит исследования микроорганизмов и человека. также она изучает заболевания, связанные с онкологией и иммунной системой.

Потенциал, открываемый биотехнологиями, огромен не только для науки, но и для других сфер деятельности. Использование биотехнологических методов предоставило возможность массового производства всех белков.

В будущем предполагается, что биотехнологии позволят улучшать растения и животных. При помощи генной инженерии будут бороться с наследственными заболеваниями.

Генная инженерия, являясь основным направлением в биотехнологии, ускоряет решение проблемы аграрного, энергетического, продовольственного кризиса.

В современной биотехнологии активно развивается отрасль микробного синтеза веществ, ценных для человека. еще одним важным направлением современных биотехнологий является получение экологически чистой энергии.

Однако существует ряд проблем, связанных с этической стороной исследования в области биотехнологий. После того, как информация о проведении опытов над эмбрионами человека и попытками клонирования стала достояние общественности, возникли бурные дискуссии на эту тему среди ученых и обычных людей. Поэтому подобные исследования подвергаются строгому регламентированию. следования этому регламенту является обязательным для всех ученых и исследователей. Стоит ли клонировать человека — это сложный вопрос. С одной стороны, это открывает новые возможности, а с другой — ни один ученый не может со стопроцентной уверенностью предсказать возможные последствия.