Qu'est-ce que la biotechnologie en chimie. Recherche avancée en biotechnologie

Méthodes possibles d'utilisation de la culture de masse d'algues

Structure de l'ARN de transfert

Biotechnologie- une discipline qui étudie les possibilités d'utiliser les organismes vivants, leurs systèmes ou produits de leur activité vitale pour résoudre des problèmes technologiques, ainsi que la possibilité de créer des organismes vivants dotés des propriétés nécessaires grâce au génie génétique.

La biotechnologie est souvent considérée comme l'application du génie génétique au 21e siècle, mais le terme fait également référence à un ensemble plus large de processus de modification des organismes biologiques pour répondre aux besoins humains, à commencer par la modification des plantes et des animaux par sélection artificielle et hybridation. Grâce aux méthodes modernes, la production biotechnologique traditionnelle a la possibilité d'améliorer la qualité des produits alimentaires et d'augmenter la productivité des organismes vivants.

Avant 1971, le terme « biotechnologie » était principalement utilisé dans les industries alimentaires et agricoles. Depuis les années 1970, les scientifiques utilisent ce terme pour désigner des techniques de laboratoire, telles que l'utilisation d'ADN recombinant et de cultures cellulaires cultivées. in vitro.

La biotechnologie repose sur la génétique, la biologie moléculaire, la biochimie, l'embryologie et la biologie cellulaire, ainsi que sur des disciplines appliquées - chimie, technologies de l'information et robotique.

Histoire de la biotechnologie

Le terme « biotechnologie » a été utilisé pour la première fois par l’ingénieur hongrois Karl Ereky en 1917.

L'utilisation de micro-organismes ou de leurs enzymes dans la production industrielle, qui assurent le processus technologique, est connue depuis l'Antiquité. Cependant, la recherche scientifique systématique a considérablement élargi l'arsenal de méthodes et de moyens de biotechnologie.

Nanomédecine

Image informatique de l’insuline

Surveillance, correction, ingénierie et contrôle des systèmes biologiques humains au niveau moléculaire à l'aide de nanodispositifs et de nanostructures. Un certain nombre de technologies destinées à l'industrie de la nanomédecine ont déjà été créées dans le monde. Il s’agit notamment de l’administration ciblée de médicaments aux cellules malades, de laboratoires sur puce et de nouveaux agents bactéricides.

Biopharmacologie

Bionique

Sélection artificielle

Biotechnologie éducative

La biotechnologie Orange ou biotechnologie éducative est utilisée pour la diffusion des biotechnologies et la formation dans ce domaine. Elle développe du matériel interdisciplinaire et des stratégies éducatives liées à la biotechnologie (p. ex., production de protéines recombinantes) accessibles à l'ensemble de la communauté, y compris aux personnes ayant des besoins particuliers tels qu'une déficience auditive et/ou visuelle.

Hybridation

Processus de formation ou de production d’hybrides, basé sur la combinaison de matériel génétique provenant de différentes cellules dans une seule cellule. Elle peut être réalisée au sein d'une même espèce (hybridation intraspécifique) et entre différents groupes systématiques (hybridation à distance, dans laquelle différents génomes sont combinés). La première génération d'hybrides est souvent caractérisée par une hétérosis, qui se traduit par une meilleure adaptabilité, une plus grande fertilité et viabilité des organismes. En hybridation à distance, les hybrides sont souvent stériles.

Génie génétique

Substrats pour l'obtention de protéines unicellulaires pour différentes classes de micro-organismes

Les cochons verts brillants sont des porcs transgéniques élevés par un groupe de chercheurs de l'Université nationale de Taiwan en introduisant dans l'ADN de l'embryon un gène de protéine fluorescente verte emprunté à une méduse fluorescente. Aequorea victoria. L’embryon a ensuite été implanté dans l’utérus d’une truie. Les porcelets brillent en vert dans le noir et ont une teinte verdâtre sur la peau et les yeux à la lumière du jour. Selon les chercheurs, l'objectif principal de l'élevage de tels porcs est de pouvoir surveiller visuellement le développement des tissus pendant la transplantation de cellules souches.

Aspect moral

De nombreux chefs religieux modernes et certains scientifiques mettent en garde la communauté scientifique contre un enthousiasme excessif pour les biotechnologies (en particulier les technologies biomédicales) telles que le génie génétique, le clonage et diverses méthodes de reproduction artificielle (telles que la FIV).

L'homme face aux dernières technologies biomédicales, article du chercheur principal V. N. Filyanova :

Le problème de la biotechnologie n'est qu'une partie du problème de la technologie scientifique, qui s'enracine dans l'orientation de l'homme européen vers la transformation du monde, la conquête de la nature, amorcée à l'ère moderne. Les biotechnologies, qui se sont développées rapidement au cours des dernières décennies, rapprochent à première vue la réalisation d'un rêve de longue date consistant à vaincre les maladies, à éliminer les problèmes physiques et à atteindre l'immortalité terrestre grâce à l'expérience humaine. Mais d'un autre côté, ils soulèvent des problèmes complètement nouveaux et inattendus, qui ne se limitent pas aux conséquences de l'utilisation à long terme de produits génétiquement modifiés, à la détérioration du patrimoine génétique humain due à la naissance d'une masse de personnes nées uniquement grâce à l'intervention de médecins et aux dernières technologies. Dans le futur se pose le problème de la transformation des structures sociales, le spectre du « fascisme médical » et de l’eugénisme, condamné lors du procès de Nuremberg, ressuscite.

La biotechnologie, ses objets et ses grandes orientations.Biotechnologie - est la production de produits humains et de composés biologiquement actifs à l’aide d’organismes vivants, de cellules cultivées et de processus biologiques.

Depuis des temps immémoriaux, la biotechnologie a été utilisée principalement dans les industries alimentaires et légères, notamment dans la vinification, la boulangerie, la fermentation des produits laitiers, la transformation du lin, du cuir, etc. dans des processus basés sur l’utilisation de micro-organismes. Au cours des dernières décennies, les possibilités de la biotechnologie se sont considérablement élargies.

Objets de biotechnologie Ceux-ci incluent des virus, des bactéries, des protistes, des levures, ainsi que des plantes, des animaux ou des cellules isolées et des structures subcellulaires (organites).

Principaux domaines de la biotechnologie sont : 1) la production à l'aide de micro-organismes et de cellules eucaryotes cultivées de composés biologiquement actifs (enzymes, vitamines, hormones), de médicaments (antibiotiques, vaccins, sérums, anticorps hautement spécifiques, etc.), ainsi que de composés précieux (additifs alimentaires , par exemple les acides aminés essentiels , les protéines alimentaires ; 2) l'utilisation de méthodes biologiques de lutte contre la pollution de l'environnement (traitement biologique des eaux usées, pollution des sols) et de protection des plantes contre les ravageurs et les maladies ; 3) création de nouvelles souches utiles de micro-organismes, de variétés végétales, de races animales, etc.

Objectifs, méthodes et réalisations de la biotechnologie. La tâche principale des sélectionneurs de notre époque est devenue la solution au problème de la création de nouvelles formes de plantes, d'animaux et de micro-organismes bien adaptés aux méthodes de production industrielles, capables de résister à des conditions défavorables, d'utiliser efficacement l'énergie solaire et, surtout, de permettre obtenir des produits biologiquement purs sans pollution excessive de l'environnement. Les approches fondamentalement nouvelles pour résoudre ce problème fondamental sont l'utilisation du génie génétique et cellulaire dans la sélection.

Génie génétique est une branche de la génétique moléculaire associée à la création ciblée de nouvelles molécules d'ADN capables de se répliquer dans une cellule hôte et de contrôler la synthèse des métabolites nécessaires. Le génie génétique concerne le décodage de la structure des gènes, leur synthèse et leur clonage, ainsi que l'insertion de gènes isolés des cellules d'organismes vivants ou de gènes nouvellement synthétisés dans des cellules végétales et animales afin de modifier spécifiquement leurs propriétés héréditaires.

Pour réaliser un transfert de gènes (ou transgenèse) d'une espèce d'organisme à une autre, souvent d'origine très lointaine, il est nécessaire de réaliser plusieurs opérations complexes :

isoler des gènes (fragments d'ADN individuels) de cellules bactériennes, végétales ou animales.

Dans certains cas, cette opération est remplacée par une synthèse artificielle des gènes nécessaires ;

connexion (assemblage) de fragments d'ADN individuels de toute origine en une seule molécule faisant partie d'un plasmide ;

introduction d'ADN plasmidique hybride contenant le gène souhaité dans des cellules hôtes ;

copie (clonage) de ce gène chez un nouvel hôte pour assurer son fonctionnement (Fig. 8.11). Le gène cloné est micro-injecté dans un œuf de mammifère ou un protoplaste végétal (une cellule isolée sans paroi cellulaire) et transformé en un animal ou une plante entière. Les plantes et les animaux dont le génome a été modifié par des opérations de génie génétique sont appelés

plantes transgéniques et animaux transgéniques.

Aujourd'hui, les méthodes de génie génétique ont permis de synthétiser en quantités industrielles des hormones telles que l'insuline, l'interféron et la somatotropine (hormone de croissance), nécessaires au traitement des maladies génétiques humaines - le diabète, certains types de tumeurs malignes et le nanisme, respectivement.

Ingénierie cellulaire - une méthode qui permet de construire un nouveau type de cellule. La méthode consiste à cultiver des cellules et des tissus isolés sur un milieu nutritif artificiel dans des conditions contrôlées, ce qui est devenu possible grâce à la capacité des cellules végétales à former une plante entière à partir d'une seule cellule suite à la régénération. Des conditions de régénération ont été développées pour de nombreuses plantes cultivées, comme la pomme de terre, le blé, l'orge, le maïs, la tomate, etc. Travailler avec ces objets permet d'utiliser des méthodes non traditionnelles d'ingénierie cellulaire en sélection, comme l'hybridation somatique, l'haploïdie, sélection cellulaire, dépassement de la non-croisabilité en culture, etc.

Hybridation somatique est la fusion de deux cellules différentes en culture tissulaire. Différents types de cellules d'un même organisme et des cellules d'espèces différentes, parfois très éloignées, par exemple des souris et des rats, des chats et des chiens, des humains et des souris, peuvent fusionner.

La culture de cellules végétales est devenue possible lorsqu’ils ont appris à utiliser des enzymes pour se débarrasser d’une épaisse paroi cellulaire et obtenir un protoplaste isolé. Les protoplastes peuvent être cultivés de la même manière que les cellules animales, ils peuvent être fusionnés avec des protoplastes d'autres espèces végétales et de nouvelles plantes hybrides peuvent être obtenues dans des conditions appropriées.

Un domaine important de l'ingénierie cellulaire est associé aux premiers stades de l'embryogenèse. Par exemple, la fécondation in vitro des ovules peut déjà vaincre certaines formes courantes d’infertilité chez l’homme. Chez les animaux de ferme, grâce à des injections d'hormones, il est possible d'obtenir des dizaines d'ovules d'une vache record, de les féconder in vitro avec le sperme d'un taureau de race pure, puis de les implanter dans l'utérus d'autres vaches et dans de cette façon, on obtient à partir d'un spécimen précieux 10 fois plus de descendants que ce qui serait autrement le cas, peut-être de la manière habituelle.

Il est avantageux d'utiliser la culture de cellules végétales pour la propagation rapide de plantes à croissance lente - ginseng, palmier à huile, framboisier, pêcher, etc. Ainsi, avec une propagation normale, un framboisier ne peut produire plus de 50 pousses par an, alors qu'avec la Grâce à la culture cellulaire, il est possible d'obtenir plus de 50 000 plantes. Ce type de sélection produit parfois des plantes plus productives que la variété originale.

La biotechnologie, la génétique et le génie cellulaire ouvrent des perspectives prometteuses. L'introduction des gènes nécessaires dans les cellules des plantes, des animaux et des humains éliminera progressivement de nombreuses maladies humaines héréditaires, obligera les cellules à synthétiser les médicaments et les composés biologiquement actifs nécessaires, puis directement les protéines et les acides aminés essentiels utilisés dans les aliments. En utilisant des méthodes déjà maîtrisées par la nature, les biotechnologues espèrent obtenir de l'hydrogène grâce à la photosynthèse - le carburant le plus respectueux de l'environnement du futur, l'électricité, et convertir l'azote atmosphérique en ammoniac dans des conditions normales.

La biotechnologie est la production de produits et de matériaux humains à l'aide d'organismes vivants, de cellules cultivées et de processus biologiques. Les principaux domaines de la biotechnologie sont : la production de composés biologiquement actifs (vitamines, hormones, enzymes), de médicaments et d'autres composés précieux, le développement et l'utilisation de méthodes biologiques pour lutter contre la pollution de l'environnement, la création de nouvelles souches utiles de micro-organismes, de variétés végétales , races animales, etc. Les méthodes d’ingénierie génétique et cellulaire contribuent à résoudre ces problèmes complexes.

Si le siècle dernier a réservé le nom de cosmique, alors l'époque actuelle est caractérisée par le développement rapide des nouvelles technologies, l'introduction dans la vie quotidienne d'inventions qui, il n'y a pas si longtemps, étaient considérées comme les inventions des écrivains de science-fiction. L’ère des nouvelles technologies arrive. Les jeunes sur le point de faire un choix sérieux de métier s'intéressent de plus en plus aux métiers d'avenir prometteurs. La spécialité « biotechnologie » appartient à cette catégorie. Qu'étudie exactement cette science et que doit faire un spécialiste qui a choisi un métier aussi tentant ?

Contexte historique

Le nom de cette science consiste en l'ajout de trois mots grecs : « bio » - vie, « tekne » - art, « logos » - science. La spécialité « biotechnologie » est à la fois une nouvelle direction prometteuse et en même temps elle peut être qualifiée de branche la plus ancienne de la production industrielle.

Dans les ouvrages de référence et les dictionnaires, la biotechnologie est définie comme une science qui étudie la possibilité d'utiliser des processus et des objets chimiques et biologiques naturels dans la production industrielle et l'activité humaine quotidienne. Les processus de fermentation utilisés par les anciens vignerons, boulangers, cuisiniers et guérisseurs ne sont rien d'autre que l'application pratique de la biotechnologie. La première base scientifique de ces processus a été donnée au XIXe siècle par Louis Pasteur. Le terme « biotechnologie » a été utilisé pour la première fois en 1917 par l’ingénieur hongrois Karl Erecki.

Les spécialités « biotechnologie » et « bio-ingénierie » ont connu un développement accéléré après un certain nombre de découvertes en microbiologie et en pharmacologie. La mise en service d'équipements scellés et de bioréacteurs a donné une impulsion à la création de médicaments antimicrobiens et antiviraux.

Communication des Sciences

La technologie chimique moderne et la biotechnologie (spécialité) combinent les sciences biologiques, chimiques et techniques. Les nouvelles recherches dans ce domaine reposent sur la microbiologie, la génétique, la chimie, la biochimie, la biologie moléculaire et cellulaire et l'embryologie. Les domaines de l'ingénierie jouent un rôle important : robotique, technologies de l'information.

Spécialité - biotechnologie : où travailler ?

Sous les noms généraux de la spécialité « biotechnologie », il existe plus d'une vingtaine de spécialisations et domaines. Les diplômés universitaires exerçant une telle profession peuvent être qualifiés de généralistes en toute sécurité. Au cours de leurs études, ils acquièrent des connaissances dans les domaines de la médecine, de la chimie, de la biologie générale, de l'écologie et de la technologie alimentaire. Les biotechnologues sont les bienvenus dans les industries de la parfumerie et de la pharmacie, dans les entreprises produisant des produits alimentaires et des compléments alimentaires. La modernité attend de nouveaux développements scientifiques dans les domaines du génie génétique, de la bionique et de l’hybridation. Le lieu de travail d'un ingénieur-biologiste peut être associé à des entreprises de protection de l'environnement, à des travaux dans le domaine de l'astronautique et de la robotique. Ingénieurs, biochimistes, biophysiciens, écologistes, pharmaciens, médecins, toutes ces professions sont réunies par la spécialité « biotechnologie ». Chaque diplômé universitaire décide avec qui travailler en fonction de ses capacités et de son cœur. Les responsabilités professionnelles d'un technologue biologiste dépendent des caractéristiques de l'industrie dans laquelle il travaille.

Biotechnologie industrielle

Cette industrie utilise des particules de micro-organismes, de plantes et d'animaux pour produire des produits précieux nécessaires à la vie humaine. Ce groupe comprend des spécialités dans les domaines de la biotechnologie alimentaire, de la pharmacie et de l'industrie de la parfumerie. La biotechnologie industrielle vise à créer de nouvelles enzymes, antibiotiques, engrais, vaccins, etc. L'activité principale d'un biotechnologue dans ces entreprises est le développement de produits biologiques et le respect de leurs technologies de production.

Biotechnologie moléculaire

La spécialité « biotechnologie moléculaire » exige qu'un professionnel ait une connaissance approfondie à la fois de la biologie générale et de l'ingénierie, ainsi que des technologies informatiques modernes. Les spécialistes possédant cette spécificité deviennent des chercheurs dans le domaine de la nanotechnologie, de l'ingénierie cellulaire et du diagnostic médical. Des entreprises agricoles, pharmaceutiques, biotechnologiques, des laboratoires de contrôle et d'analyse et des centres de certification les attendent également.

Biotechnologues - écologistes et travailleurs de l'énergie

La population mondiale est de plus en plus préoccupée par le fait que les réserves naturelles d'énergie, de pétrole et de gaz, ont leurs limites et que l'ampleur de leur production va diminuer avec le temps. Les personnes dont la spécialité est la biotechnologie aideront l'humanité à résoudre le problème de l'approvisionnement énergétique. Avec qui travailler dans ce secteur ? Technologue pour le traitement des déchets d'origines diverses, de la biomasse spécialement cultivée en vecteurs énergétiques et en substances pouvant remplacer les substances synthétiques du pétrole et du gaz. Les biotechnologues créent de nouvelles méthodes de purification de l'eau, conçoivent des usines de traitement et des bioréacteurs et travaillent dans le domaine du génie génétique.

Perspectives pour la spécialité

Qui est un biotechnologue ? Le métier de biotechnologue est le métier d’avenir. Le sort de l’humanité toute entière est derrière lui. Ce n’est pas seulement un joli slogan : c’est l’objectif de la bio-ingénierie. La tâche des technologues en biologie est de créer ce qui ressemble aujourd'hui à un conte de fées et à un rêve fantastique. Certains scientifiques appellent même l’ère moderne l’ère de la biologie. Ainsi, au cours des cent dernières années, les biologistes sont passés du statut de simples chercheurs à ceux de créateurs. La découverte des secrets moléculaires des organismes et de la nature de l'hérédité a permis d'utiliser ces processus à des fins économiques pratiques. Cela a donné l'impulsion au développement d'une nouvelle direction: le génie biologique.

Qu’est-ce qui pourrait surprendre les généticiens dans un avenir proche ?

La bio-ingénierie a déjà un impact significatif sur la protection de l'environnement, la médecine, l'agriculture, l'industrie alimentaire et, dans un avenir proche, les biotechnologues incluront de nouvelles méthodes et techniques. Ceux qui envisagent de lier leur destin à la spécialité « biotechnologie », où travailler, dans quelle direction, peuvent le découvrir à partir des informations présentées ci-dessous :

• Tout d’abord, des changements révolutionnaires peuvent survenir dans la production agricole. Il est possible de créer artificiellement de nouvelles plantes avec une teneur accrue en protéines, ce qui réduira la consommation de viande.
• Les plantes qui sécrètent elles-mêmes des poisons d’insectes et des nitrates réduiront la pollution des sols causée par les engrais et les produits chimiques.
• Le génie génétique permet de contrôler l'hérédité et de lutter contre les maladies héréditaires.
• Les biologistes du design envisagent de créer artificiellement des organismes dotés de qualités prédéterminées.

Des domaines de la bio-ingénierie qui changeront radicalement le monde

Ils sont les suivants :

• Énergie et carburant provenant de plantes, de champignons, de bactéries, ainsi que utilisation de l'énergie marine à ces fins.
• Cultures céréalières génétiquement modifiées.
• Cercle de production sans déchets - recyclage de tous types de déchets.
• Utilisation de biomatériaux pour la médecine régénérative.
• Nouveaux types de médicaments et de vaccins biologiques.
• Restaurer le potentiel des terres fertiles et de l’eau douce.
• Recherche sur le génome humain et les maladies héréditaires.

Coûts de la profession

Parlant des avantages et des perspectives de la biotechnologie, on ne peut manquer de mentionner certains des inconvénients de la science. Nous parlons des aspects moraux associés aux découvertes du génie génétique. De nombreux scientifiques et personnalités religieuses de renommée mondiale avertissent qu'il est nécessaire d'utiliser les capacités de la nanotechnologie de manière judicieuse et sous un contrôle particulier. Les produits alimentaires génétiquement modifiés peuvent entraîner des changements irréparables dans le patrimoine génétique de l’humanité. Le clonage humain et l'émergence de personnes nées « in vitro » entraînent de nouveaux problèmes et, éventuellement, des catastrophes humaines.

Qui peut devenir biotechnologue ?

Tout d'abord, c'est une personne qui aime la nature, la biologie et s'intéresse aux secrets de la génétique. De plus, un biotechnologue doit faire preuve de créativité, de logique, d’observation, de patience et de curiosité. Des qualités telles que la détermination, la capacité d’analyse et de systématisation, la précision et une vaste érudition seront utiles.

Étant donné que la bio-ingénierie implique un lien étroit avec d’autres sciences, le futur technologue doit avoir de bonnes connaissances en chimie, en mathématiques et en physique.

Où enseignent-ils les métiers ?

L'orientation professionnelle est déterminée, le candidat a choisi le métier de biotechnologue : où étudier ? Les caractéristiques de la spécialité nécessitent des facultés appropriées, en fonction du secteur choisi de l'économie nationale. Il existe des départements de biotechnologie dans presque toutes les universités publiques de notre pays et à l'étranger. Les biotechnologues sont formés dans des universités techniques, agricoles, alimentaires et technologiques dans divers domaines et spécialisations.

Les facultés de spécialités en biotechnologie proposent :

• Biotechnologie industrielle.
• Ecobiotechnologie et bioénergie.
• Biotechnologie et ingénierie.
• Bioinformatique.
• Biotechnologie moléculaire.
• Équipement pour la production biotechnologique.
• Biotechnologie pharmaceutique.
• Technologies chimiques des additifs alimentaires et cosmétiques.
• Technologie et ingénierie chimiques.

De nouvelles méthodes pour obtenir des produits d'importance industrielle - tout d'abord méthodes de biotechnologie, et en particulier la microbiologie industrielle. La microbiologie industrielle repose sur l'utilisation de micro-organismes dans l'industrie pour obtenir des produits et des médicaments commercialement intéressants. Les produits les plus importants de la synthèse microbienne sont des substances spéciales utilisées à des fins pharmaceutiques et alimentaires (antibiotiques, enzymes, inhibiteurs d'enzymes, vitamines, arômes, additifs pour l'industrie alimentaire, etc.) ; La flexibilité métabolique et la grande capacité d'adaptation des microbes, la facilité de culture, la connaissance de la génétique, les méthodes développées pour la création ciblée de souches possédant les propriétés souhaitées sont des avantages qui font de la biotechnologie microbienne l'un des domaines industriels prometteurs. La faisabilité de la production industrielle est déterminée par des facteurs tels qu'un rendement élevé en produit (formation de grandes quantités à partir de la matière première), un faible coût de production et la disponibilité des matières premières.

Applications de la biotechnologie sont présentés dans le tableau. 7-1. Actuellement, des méthodes ont été développées pour produire plus de 1 000 types de produits à l'aide de méthodes biotechnologiques. Aux États-Unis, la valeur totale de ces produits en 2000 est estimée à plusieurs dizaines de milliards de dollars. Il est presque impossible d’énumérer toutes les industries dans lesquelles la biotechnologie peut être utilisée.

Optimisation des processus microbiologiques en biotechnologie. Approches fondamentales pour optimiser les processus biotechnologiques microbiens : culture contrôlée (changement de la composition du milieu nutritif, additifs ciblés, régulation de la vitesse de mélange, aération, modification du régime de température, etc.) ; les manipulations génétiques, qui sont divisées en méthodes traditionnelles (sélection de souches) et méthodes de génie génétique (technologie de l'ADN recombinant).

Actuellement la biomasse microbienne est obtenue microbiologiquement, produits primaires et secondaires du métabolisme. Les produits primaires (produits de première phase) sont des métabolites dont la synthèse est nécessaire à la survie d'un micro-organisme donné. La synthèse des produits secondaires (produits de la deuxième phase) n'est pas vitale pour le micro-organisme producteur. Les conditions optimales pour l'obtention de la biomasse sont déterminées par des débits élevés du milieu à travers des cultures microbiennes et des conditions de culture chimique stables (y compris le pH, la quantité d'oxygène et de carbone). Le processus d'obtention des produits de première phase (notamment enzymes) est optimisé afin d'augmenter l'activité spécifique de l'enzyme (unités/g*h -1) et la productivité volumétrique (unités/l*h -1).

Pour obtenir des produits de deuxième phase(par exemple, les antibiotiques), la tâche principale est de maximiser leur concentration, ce qui entraîne une réduction du coût de leur isolement.

L’histoire de la relation entre l’homme et la nature est l’histoire éternelle des tentatives de l’homme pour modifier le génome des plantes et des animaux dans la direction dont il a besoin. Même lorsqu'une personne n'avait pas la moindre idée de l'existence de facteurs héréditaires, intuitivement, grâce à l'hybridation et à la sélection d'organismes dotés des propriétés souhaitées, elle modifiait l'hérédité des animaux domestiques et des plantes cultivées.

Toutes les variétés d’arbres fruitiers et de baies, de légumes et de céréales ont un génome altéré, c’est-à-dire qu’elles n’ont plus le même génotype que celui de leurs ancêtres sauvages. Presque toutes les plantes que les gens utilisent pour se nourrir sont polyploïdes. Depuis plusieurs siècles, les hommes utilisent des hybrides interspécifiques, comme les mulets, dans leur agriculture.

Jusqu'au début du 20e siècle. les sélectionneurs devaient simplement attendre le moment où une combinaison aléatoire de gènes produirait des organismes dotés de propriétés bénéfiques, sélectionner de tels organismes et fixer ces combinaisons de gènes dans la progéniture. Au milieu du 20ème siècle. Des méthodes sont apparues permettant d'obtenir artificiellement un grand nombre de mutations aléatoires, par exemple en utilisant une irradiation radioactive ou l'action de mutagènes chimiques, afin de sélectionner ensuite parmi eux des organismes dotés de propriétés intéressantes. Les technologies génétiques modernes sont allées encore plus loin. Ils vous permettent d'obtenir le résultat souhaité beaucoup plus rapidement tout en évitant d'obtenir de nombreuses formes intermédiaires et inutiles, car la science et la biotechnologie modernes sont capables de modifier le génome à dessein. Ceci est possible grâce aux méthodes de génie génétique (Fig. 78), à l'aide desquelles il est possible de prélever certains gènes structurels du génome d'une espèce et de les introduire dans l'appareil génétique d'une autre espèce, provoquant ainsi la synthèse du protéine désirée dans le nouvel organisme.

Biotechnologie- une discipline qui étudie les possibilités d'utiliser des organismes vivants pour résoudre des problèmes technologiques. Elle utilise des méthodes et des connaissances en génétique, biologie moléculaire, biochimie, embryologie et biologie cellulaire, ainsi que des disciplines appliquées - technologies chimiques, physiques et de l'information, robotique.

Le terme biotechnologie a été proposé en 1917 par l'ingénieur hongrois K. Ereki, lorsqu'il a décrit le processus de production de viande de porc utilisant la betterave sucrière comme aliment pour porcs.

Biotechnologie est une méthodologie permettant d'utiliser des objets biologiques pour résoudre des problèmes technologiques.Matériel du site

La biotechnologie moderne permet d'intervenir sur l'appareil génétique et de construire de nouvelles combinaisons de gènes. C'est ainsi que sont obtenus des organismes génétiquement modifiés et transgéniques.

Modifications génétiques créé afin d’ajouter des propriétés bénéfiques aux organismes.

Organismes transgéniques utilisé en pharmacologie, en agriculture et dans l'industrie.

Une des méthodes génie génétique est thérapie génique, qui permet de traiter les pathologies de l'appareil génétique en plantant des gènes plus sains.