биотехно́лог, -а
биотехнология
Толковый словарь
ж.
Совокупность промышленных методов и технических процессов, основанных на использовании живых организмов с целью производства различных веществ для народного хозяйства и медицины.
Энциклопедический словарь
БИОТЕХНОЛО́ГИЯ -и; ж. Совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы для производства различных продуктов народного хозяйства.
◁ Биотехнологи́ческий, -ая, -ое.
* * *
биотехноло́гия - использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии и культуры животных и растительных клеток.
* * *
БИОТЕХНОЛОГИЯ - БИОТЕХНОЛО́ГИЯ, использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии (см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ) и культуры животных и растительных клеток.
* * *
БИОТЕХНОЛО́ГИЯ (от греч. bios - жизнь, techne - искусство, мастерство и logos - слово, учение), использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Биотехнология - междисциплинарная область, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук. С развитием биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества - ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.
История биотехнологии
С древнейших времен человек использовал биотехнологические процессы при хлебопечении, приготовлении кисломолочных продуктов, в виноделии и т. п., но лишь благодаря работам Л. Пастера (см. ПАСТЕР Луи) в середине 19 в., доказавшего связь процессов брожения (см. БРОЖЕНИЕ) с деятельностью микроорганизмов, традиционная биотехнология получила научную основу. В 1940-1950-е, когда был осуществлен биосинтез пенициллинов (см. ПЕНИЦИЛЛИНЫ) методами ферментации, началась эра антибиотиков (см. АНТИБИОТИКИ), давшая толчок развитию микробиологического синтеза (см. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ) и созданию микробиологической промышленности. В 1960-1970-е начала бурно развиваться клеточная инженерия (см. КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ). С созданием в 1972 группой П. Берга (см. БЕРГ Пол) в США первой гибридной молекулы ДНК in vitro формально связано рождение генетической инженерии (см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ), открывшей путь к сознательному изменению генетической структуры организмов таким образом, чтобы эти организмы могли производить необходимые человеку продукты и осуществлять необходимые процессы. Эти два направления определили облик новой биотехнологии, имеющей мало общего с той примитивной биотехнологией, которую человек использовал в течение тысячелетий. Показательно, что в 1970-е получил распространение и сам термин «биотехнология». С этого времени биотехнология неразрывно связана с молекулярной и клеточной биологией, молекулярной генетикой, биохимией и биоорганической химией. За краткий период своего развития (25-30 лет) современная биотехнология не только добилась существенных успехов, но и продемонстрировала неограниченные возможности использования организмов и биологических процессов в различных отраслях производства и народного хозяйства.
Биотехнология в медицине
В медицине биотехнологические приемы и методы играют ведущую роль при создании новых биологически активных веществ и лекарственных препаратов, предназначенных для ранней диагностики и лечения различных заболеваний. Антибиотики - самый большой класс фармацевтических соединений, получение которых осуществляется с помощью микробиологического синтеза. Созданы генноинженерные штаммы кишечной палочки (см. КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА), дрожжей, культивируемых клеток млекопитающих и насекомых, используемые для получения ростового гормона (см. РОСТОВОЙ ГОРМОН), инсулина (см. ИНСУЛИН) и интерферона (см. ИНТЕРФЕРОН) человека, различных ферментов и противовирусных вакцин. Изменяя нуклеотидную последовательность в генах, кодирующих соответствующие белки, оптимизируют структуру ферментов, гормонов и антигенов (так называемая белковая инженерия). Важнейшим открытием явилась разработанная в 1975 Г. Келером (см. КЕЛЕР Георг) и С. Мильштейном (см. МИЛЬШТЕЙН Сесар) техника использования гибридом (см. ГИБРИДОМА) для получения моноклональных антител желаемой специфичности. Моноклональные антитела используют как уникальные реагенты, для диагностики и лечения различных заболеваний.
Биотехнология в сельском хозяйстве
Вклад биотехнологии в сельскохозяйственное производство заключается в облегчении традиционных методов селекции растений и животных и разработке новых технологий, позволяющих повысить эффективность сельского хозяйства. Во многих странах методами генетической и клеточной инженерии созданы высокопродуктивные и устойчивые к вредителям, болезням, гербицидам сорта сельскохозяйственных растений. Разработана техника оздоровления растений от накопленных инфекций, что особенно важно для вегетативно размножаемых культур (картофель и др.). Как одна из важнейших проблем биотехнологии во всем мире широко исследуется возможность управления процессом азотфиксации (см. АЗОТФИКСАЦИЯ), в том числе возможность введения генов азотфиксации в геном (см. ГЕНОМ) полезных растений, а также процессом фотосинтеза (см. ФОТОСИНТЕЗ). Ведутся исследования по улучшению аминокислотного состава растительных белков. Разрабатываются новые регуляторы роста растений, микробиологические средства защиты растений от болезней и вредителей, бактериальные удобрения. Генноинженерные вакцины, сыворотки, моноклональные антитела используют для профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных. В создании более эффективных технологий племенного дела применяют генноинженерный гормон роста, а также технику трансплантации и микроманипуляций на эмбрионах домашних животных. Для повышения продуктивности животных используют кормовой белок, полученный микробиологическим синтезом.
Биотехнология в производстве
Биотехнологические процессы с использованием микроорганизмов и ферментов уже на современном техническом уровне широко применяют в пищевой промышленности. Промышленное выращивание микроорганизмов, растительных и животных клеток используют для получения многих ценных соединений - ферментов, гормонов, аминокислот, витаминов, антибиотиков, метанола, органических кислот (уксусной, лимонной, молочной) и т. д. С помощью микроорганизмов проводят биотрансформацию одних органических соединений в другие (например, сорбита (см. СОРБИТ (в химии)) во фруктозу (см. ФРУКТОЗА)). Широкое применение в различных производствах получили иммобилизованные ферменты (см. ФЕРМЕНТЫ). Для выделения биологически активных веществ из сложных смесей используют моноклональные антитела. А. С. Спириным (см. СПИРИН Александр Сергеевич) в 1985-88 разработаны принципы бесклеточного синтеза белка, когда вместо клеток применяются специальные биореакторы, содержащие необходимый набор очищенных клеточных компонентов. Этот метод позволяет получать разные типы белков и может быть эффективным в производстве. Многие промышленные технологии заменяются технологиями, использующими ферменты и микроорганизмы. Таковы биотехнологические методы переработки сельскохозяйственных, промышленных и бытовых отходов, очистки и использования сточных вод для получения биогаза (см. БИОГАЗ) и удобрений. В ряде стран с помощью микроорганизмов получают этиловый спирт, который используют как горючее для автомобилей (в Бразилии, где топливный спирт широко применяется, его получают из сахарного тростника и других растений). На способности различных бактерий переводить металлы в растворимые соединения или накапливать их в себе основано извлечение многих металлов из бедных руд или сточных вод.
***
Дальнейший прогресс человечества во многом связан с развитием биотехнологии. Вместе с тем необходимо учитывать, что неконтролируемое распространение генноинженерных живых организмов и продуктов может нарушить биологический баланс в природе и представлять угрозу здоровью человека.
Большой энциклопедический словарь
БИОТЕХНОЛОГИЯ - использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве. Развивается микробиологический синтез ферментов, витаминов, аминокислот, антибиотиков и т. п. Перспективно промышленное получение других биологически активных веществ (гормональных препаратов, соединений, стимулирующих иммунитет, и т. п.) с помощью методов генетической инженерии и культуры животных и растительных клеток.
Иллюстрированный энциклопедический словарь
БИОТЕХНОЛОГИЯ, использование живых организмов в производстве и переработке различных продуктов. Некоторые биотехнологические процессы с древних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при различных способах переработки кожи, растительных волокон и др. Появление термина "биотехнология" в 1970-х гг. связано с успехами молекулярной генетики. Современная биотехнология основана главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток. Используя микробиологический синтез, получают кормовые и пищевые белки, ферменты, аминокислоты, антибиотики, витамины и др. С помощью методов генетической инженерии получены бактерии, продуцирующие (в промышленных масштабах) интерферон, инсулин и гормон роста человека. Культура растительных клеток используется для получения медицинских препаратов, селекции растений с нужными свойствами. С развитием биотехнологии связывают решение проблем обеспечения населения планеты продовольствием, минеральными ресурсами и энергией (биогаз), охраны окружающей среды (в том числе биологическая очистка воды) и др.