Біотехнологія

Визначення і загальна характеристика

БІОТЕХНОЛО́ГІЯ (від біо… і технологія) — сукупність методів використання біологічних реакцій та процесів життєдіяльності живих організмів у процесі виробництва цінної продукції для потреб медицини, сільського господарства, харчової промисловості. Від 70-х рр. 20 ст. Б. набула значного розвитку, пов’язаного передусім з використанням методів генної інженерії і клонуванням клітин та організмів тварин. і рослин. походження. Розроблення технік цілеспрямов. зміни генет. матеріалу клітини, аналізу ультрамікрокількостей нуклеїн. кислот та білків і їх структури — встановлення геному і протеому організмів (зокрема геному людини 2001) — закладає основи для створення генетично модифікованих клітин та організмів (ГМО) і відкриває нові перспективи для Б. Станом на 2002 вже стали відомими послідовності геному декількох десятків мікроорганізмів (зокрема дріжджів і мікобактерій туберкульозу), рису та миші.

Серед остан. досягнень Б. — успішне клонування ссавців (вівці, свині, корови) не з ембріональних, а з соматич. клітин; створення генетично модифікованих рослин, перших штуч. хромосом людини, трансгеном. мишей, які мають і експресують мегабазний локус імуноглобулінів людини тощо. Як приклад «корисних» конструкцій можна навести мікроорганізми, які переробляють сміття або нафтопродукти, чи рослини, які є стійкими до колорад. жука тощо.

1996 біотехнол. компанії виробили продуктів на суму 12,4 млрд дол., на 28 % більше, ніж 1995, і ця тенденція швидкого зростання зберігатиметься найближчими десятиліттями. Більшість продуктів, створ. на основі сучас. Б., — це фармацевт. білки (на суму понад 7 млрд дол.), передусім інсулін, антигени вірусів, інтерферони, еритропоетин, фактор стимулювання гранулоцитів та ін. Б. рослин значно відставала, однак останнім часом спостерігається швидкий вихід на ринок трансген. рослин з новими корис. властивостями. Так, якщо трансгенні рослини в США 1996 займали пл. 1,2 млн га, то 1997 ця площа збільшилася прибл. до 5,2– 6 млн га. Осн. трансгенні форми кукурудзи, сої, бавовнику, картоплі є стійкими до гербіцидів і комах. Це призвело до зростання площі під генно-інж. рослинами у США, Канаді, Арґентині, Китаї. В Україні відсутність законодав. бази, яка б регулювала генно-інж. діяльність, не дозволяє використовувати ГМО.

Соц. потреби у Б. поступово зростають. Протягом останнього століття насел. Землі збільшилося від 1,5 млрд до 5,5 млрд осіб. Звідси припущення, що до 2020 ця цифра зросте до 8 млрд. Харчування та мед. обслуговування такої кількості насел. залишається найважливішою проблемою, яка стоїть перед людством. Хоча виробництво с.-г. продуктів за останні 40 p. зросло в 2,5 рази, вирішення проблеми збільшення виробництва продуктів харчування традиц. методами (без використання ГМО) майже неможливе.

Б. рослин дозволяє отримувати найдешевші білки (навіть тварин. походження) з корисними для людини якостями. Так, введення в геном рослин генів тварин. білків призводить до синтезу в них нейропептиду енкефаліну чи імуноглобулінів з відповід. активністю антитіл, чи інтерферону людини, чи бактеріал. або вірус. антигенів, які можна використовувати як дешеві вакцини.

Дослідження з Б. в Україні проводять в інститутах НАНУ: молекуляр. біології і генетики; клітин. біології і генет. інженерії; мікробіології і вірусології; біохімії; фізіології рослин і генетики, а також в установах УААН, у Нац. аграр. університеті. Вперше методом гібридизації соматич. клітин отримано міжродовий гібрид «Арабідобрасика», розвинено методи генет. трансформації рослин та створено унікал. колекцію трансформов. форм рослин. Широко впроваджуються методи мікроклонування для прискорення розмноження цін. сортів культур. рослин та клонування гібридом соматич. клітин — продуцентів моноклонал. антитіл для імунодіагностики. На базі Інституту клітин. біології і генет. інженерії створ. Міжнар. інститут клітин. біології, який відіграє провідну роль у розробленні теор. засад сучас. Б. Останніми роками створ. кафедри Б. (у Київ. університеті на базі Інституту біохімії НАНУ та у Нац. тех. університеті України «Київ. політех. інститут»), Міжвідомча рада для координації досліджень з Б.

Завантажити статтю