Биотехнология

Биотехнология — интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов или их производные для создания и модификации продуктов или процессов различного назначения.

Основные направления биотехнологии: биоэнергетика, контроль загрязнения окружающей среды, биогеотехнология, сельскохозяйственная биотехнология, биоэлектроника, биотехнологии в нефтяной промышленности, медицине, пищевой промышленности. Объекты биотехнологии. Перспективы биотехнологии. Основные типы биопроцессов. Принципы промышленного осуществления биотехнологических процессов. Организация биотехнологических производств.

Программа обучения по специальности

Биотехнология получения первичных (незаменимых аминокислот, витаминов, органических кислот) и вторичных метаболитов (антибиотиков, стероидов). Научные принципы обеспечения сверхпродукции. Перспективные источники углерода, азота и ростовых факторов. Биотехнология получения и использования ферментов. Иммобилизованные ферменты. Промышленные процессы с использованием иммобилизованных ферментов и клеток. Биосенсоры для мониторинга. Микробиологический синтез белка и проблемы бесклеточной биотехнологии. Использование методов клеточной инженерии для получения ряда белков (инсулин человека, интерфероны, соматотропин, коровий антиген вируса гепатита В1 и др.). Получение трансгенных растений и животных. Генно-инженерные подходы к решению проблемы усвоения азота. Повышение устойчивости растений к различным факторам. Клеточная инженерия. Культура эукариотических клеток животных. Производство моноклональных антител. Получение, культивирование и гибридизация протопластов. Создание искусственных ассоциаций клеток высших растений с микроорганизмами как способ модификации растительной клетки. Технология получения гибридом. Клональное микроразмножение растений и его классификация. Тотипотентность растительных клеток. Экологическая биотехнология. Защита окружающей среды (переработка отходов, контроль за патогенностью, деградация ксенобиотиков).

Теоретические вопросы:

1. Характеристика механизмов регуляции микробного синтеза. Механизмы регуляции по принципу индукции и принципу регрессии.

2. Методы иммобилизации ферментов. Химический и физический методы иммобилизации.

Содержание ответов на теоретические вопросы и их критерии

Вопрос 1

Определение механизма индукции.

Вещества индукторы (эффекторы), репрессоры и апорепрессоры.

Характеристика процесса индукции на примере модели Жакоба – Моно.

Определение механизма репрессии.

Характеристика механизма репрессии конечным продуктом.

Вопрос 2.

Характеристика основных методов физической иммобилизации. Адсорбция ферментов (на нерастворимых носителях, путем включения в гель, использование полунепроницаемых структур, метод микрокапсулирования, метод липосом).

Перечисление методов химической иммобилизации.

Примеры химической иммобилизации ферментов.

Иммобилизация ферментов на носителях, обладающих гидроксогруппами и аминогруппами.

Иммобилизация ферментов на носителях, обладающих сульфидными и обладающими активированными производными карбоксильной группы.