Учебное пособие Якупов Т. Р. Молекулярная биотехнология Биоинженерия Казань 2016

Молекулярная биотехнология
Биоинженерия

Учебное пособие
Якупов Т.Р.
Молекулярная биотехнология
Биоинженерия


Казань 2016

УДК 619:616.98:579.873.21:636.22.28

ББК 28672я73

Печатается по решению Ученого совета факультета биотехнологии и стандартизации федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана»

Рецензенты: Юсупова Г.Р. - доктор биологических наук,

лауреат Государственной премии Республики
Татарстан, профессор кафедры ветеринарно-
санитарной экспертизы ФГБОУ ВО КГАВМ.
Вафин Р.Р. - доктор биологических наук,
профессор РАН, главный научный сотрудник ФГБНУ ТатНИИСХ.


Якупов Т.Р. Молекулярная биотехнология. Биоинженерия. Учебное пособие / Т.Р.Якупов. – Казань: ФГБОУ ВО КГАВМ, 2016. – 138 с.
Учебное пособие предназначается для студентов по направлениям подготовки – «Ветеринария» и «Зоотехния». Состоит из двух глав, где изложены основы генной и клеточной инженерии: методы изучения генома, конструирование рекомбинантной ДНК, технологии трансгенеза, клонирования и др.
© Т.Р.Якупов, 2016
© ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана», 2016.

Введение
Термин "биотехнология" впервые был применен в 1917 г. венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. По определению Эреки, биотехнология – это "все виды работ, при которых из сырьевых материалов с помощью живых организмов производятся те или иные продукты".
В настоящее время «Биотехнологию», в целом, определяют как науку о генно-инженерных и клеточных методах и технологиях создания и использования генетически трансформированных (модифицированных) растений, животных и микроорганизмов в целях интенсификации производства и получения новых видов продуктов различного назначения. Однако, среди ученых нет единого и точного определения понятия «биотехнология». Объяснить это можно тем, что современная «биотехнология» - не отдельная наука с конкретными целями, задачами и предметом изучения, а целая область знаний, объединяющая множество наук – биологических, точных и др.
В историческом смысле биотехнология возникла тогда, когда дрожжи были впервые использованы при производстве пива, а бактерии – для получения йогурта. Современный мир переживает глобальный биотехнологический бум. Биотехнология все больше и больше становится системообразующим, ведущим фактором развития экономики отдельных государств и мировой экономики в целом.
В целях конкретизации предметов изучения и задач биотехнологии, т.е. для более научного восприятия биотехнологических процессов, выделяют «молекулярную биотехнологию», которую можно представить как науку, развившуюся из молекулярной биологии - изучения явлений жизни на молекулярном уровне.
Молекулярная биотехнология как наука возникла в начале сороковых годов и получила ускоренное развитие с 1953 года, после открытия Джеймса Уотсона и Френсиса Крика о химической структуре и пространственной организации двойной спирали ДНК.
В 1953 году Уотсон и Крик, на основании имеющихся к тому времени данных, сформулировали теорию о структуре ДНК – о том, что ДНК представляет собой полимер из нуклеотидов в виде двойной спирали и является носителем генетической информации. Это было выдающимся достижением молекулярной биологии – открытие новой эры в биологии. Последующие исследования полностью подтвердили правильность этой теории. Было установлено, что при делении клетки происходит репликация – удвоение молекулы ДНК, что информация, содержащаяся в молекуле ДНК, реализуется в процессе синтеза белка по схеме ДНК → РНК → белок. Разработка методов исследования нуклеиновых кислот позволила осуществлять секвенирование ДНК, выдающимся достижением чего является то, что в 2000 году были доложены предварительные, а в 2003 году – окончательные результаты расшифровки генома человека.
1973 году разработка Стэнли Коэном и Гербертом Боером технологии переноса функциональной единицы наследственности, гена, из одного организма в другой явилась новым этапом развития молекулярной технологии. На этой основе разрабатывались новые методы и технологии, с помощью которых можно было быстро идентифицировать, выделять и использовать гены. Полученные результаты внесли значительный вклад в развитие всех биологических дисциплин – биологии развития, молекулярной эволюции, клеточной биологии, генетики человека и животных, биотехнологии.
Условно молекулярную биотехнологию можно разделить на 4 основные и тесно взаимосвязанные между собой разделы (или направления):
1. Генная инженерия
2. Клеточная инженерия
3. Инженерная энзимология
4. Техническая или производственная микробиология.
Каждая из этих направлений представляют собой обширную область знаний со своими целями и задачами.