Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
технологии, причем в значительной мере независимого от администрации.
Может быть, правильнее всего называть биотехнологией использование в
промышленности биологических систем или процессов. В основе ее лежит
уникальность биологических систем в отношении узнавания и катализа.
Проявляется это при распознавании других биологических систем или
определенных хи-
Что такое биотехнология?
9
мических соединений, а также в удивительной способности ферментов
катализировать широкий спектр химических реакций в мягких условиях. Даже
сегодня химикам не удается создать катализаторы, превосходящие по своей
эффективности и специфичности биологические катализаторы, кроме того,
наши знания о механизмах ферментативного катализа остаются весьма
скудными. Несмотря на все достижения химии, которые лежат в основе многих
отраслей промышленности, мы еще очень мало знаем о природе катализа.
Человек использовал биотехнологию многие тысячи лет: люди занимались
пивоварением, пекли хлеб. Они придумали способы хранения и переработки
продуктов путем ферментации (производство сыра, уксуса, соевого соуса),
научились делать мыло из жиров, изготавливать простейшие лекарства и
перерабатывать отходы. Однако только разработка методов генетической
инженерии, основанных на создании рекомбинантных ДНК (гл. 7), привела к
тому "биотехнологическому буму", свидетелями которого мы являемся. Эти
методы не только открывают возможности улучшения уже освоенных процессов
и продуктов, но и дают нам совершенно оригинальные способы получения
новых, ранее недоступных веществ, позволяют осуществлять новые процессы.
Сама история этой науки - генетической инженерии - яркий пример того, как
сложно прогнозировать внедрение в практику достижений фундаментальных
наук. Разработка технологии рекомбинантных ДНК-результат значительных
вложений в развитие молекулярной биологии за последние сорок с лишним
лет. А ведь не так давно, в конце 60-х годов, многие биологи сетовали,
что слишком уж много внимания уделяется этой престижной области биологии
и химии, которая не дает ничего полезного. Сегодня нам ясно, что открытия
молекулярной биологии глубоко скажутся на судьбе человечества.
Хотя популярность биотехнологии обусловлена главным образом
использованием технологии рекомбинантных ДНК, нужно подчеркнуть, что и в
других областях науки был сделан ряд крупных открытий, повлиявших на ее
развитие. Наиболее важные в этом плане достижения отражены в табл. 1.1.
Их вклад в различные отрасли биотехнологии обсуждается в последующих
главах этой книги.
Вряд ли найдется иная, помимо биотехнологии, область науки, к которой так
подходят следующие слова: "Нет и еще тысячу раз нет: я не знаю такой
науки, которую можно было бы назвать прикладной. Есть наука и есть
области ее применения, и они связаны друг с другом, как плод с
взрастившим его деревом" (Пастер, 1871; цитата взята из Revue
Scientifique).
ю
Глава 1
Таблица 1.1. Области науки, в которых недавно были получены новые
результаты, важные для развития биотехнологии
Генетическая инженерия (технология рекомбинантных ДНК)
/Ферменты (выделение, иммобилизация, стабилизация)
Биокатализ
Целые клетки микроорганизмов и клетки макроорганизмов (иммобилизация,
стабилизация).
Иммунология (особенно моноклональные антитела)
/Производство
Технология ферментации
'Переработка отходов
Биоэлектрохимия
Использование научных достижений в биотехнологии тесно связано с
фундаментальными исследованиями и осуществляется на самом высоком уровне
современной науки. Удивительная научная многоликость биотехнологии, о
которой уже шла речь, отчетливо видна из рис. 1.1. Не все перечисленные
на нем от-
Организация/Координация
Рис. 1.1. Междисциплинарная природа биотехнологии.
расли науки вносят свой вклад в осуществление каждого конкретного
биотехнологического процесса или в получение того или иного продукта, но,
как правило, таких отраслей несколько.
В наши дни определилась одна важная особенность развития некоторых
перспективных разделов биотехнологии: необходимость тесного
международного сотрудничества специалистов, ученых и технологов. Дело в
том, что лишь немногие научные коллективы в мире обладают достаточным
опытом работы в этой области. Ярким примером тому служит многонациональ-
Что такое биотехнология?
11
ность ряда основанных в последние годы крупнейших международных
биотехнологических фирм.
В заключительной части этой главы мы вкратце остановимся на проблемах
развития и перспективах основных направлений биотехнологии, а также
рассмотрим некоторые экономические вопросы. Это будет своего рода
вступлением к более детальному обсуждению задач биотехнологии в
последующих главах.
1.2. Исторические перспективы
До тех пор, пока всеобъемлющий термин "биотехнология" не стал
общепринятым, для обозначения наиболее тесно связанных с биологией
разнообразных технологий использовали такие названия, как прикладная
микробиология, прикладная биохимия, технология ферментов, биоинженерия,
