Предисловие. 
Биотехнология

Биотехнология как наука возникла в 1950;х гг. и в настоящее время является одним из приоритетных научных направлений. Именно с достижениями в области биотехнологии связывают не только повышение благосостояния человечества в будущем, но и увеличение продолжительности жизни людей.

Быстрое развитие биотехнологии обусловлено интенсивным развитием биологии, успехами в познании жизненных явлений, прежде всего в области микробиологии, энзимологии, молекулярной биологии и молекулярной генетики. Все это позволило объединить разрозненные прикладные направления в новую единую фундаментальную науку о практическом использовании биологии в целом (а не отдельных ее ветвей, как это было прежде) — биотехнологию.

Биотехнология — это и технологические процессы, осуществляемые с использованием различных биологических систем, включая как живые организмы (от микроорганизмов до клеток животных и растений), так и их компоненты (ферменты, витамины и т. д.).

Микроорганизмы стали основой для производства целого ряда полезных продуктов (органических кислот, этанола для технических целей, ферментов, витаминов, антибиотиков и т. п.). Культивируемые в условиях in vitro растительные и животные клетки нашли применение в сельском хозяйстве (растениеводстве, животноводстве), при получении физиологически активных веществ, фармацевтических препаратов, моноклональных антител и других продуктов.

В биологической промышленности используются разнообразные биомолекулы, а также иммобилизованные ферменты, что позволило решить часть технологических проблем.

Важное направление современной биотехнологии — генетическая инженерия. Она предоставила исследователям новую, исключительно ценную возможность изменения генетической программы бактериальных, растительных и животных клеток. И это направление исследований уже приносит большие научные и практические результаты.

Нет сомнений, что биотехнология является одним из важных направлений научно-технического прогресса. Она внесет (и уже внесла) большой вклад в обеспечение растущего населения Земли продовольствием, благодаря ее достижениям принципиально улучшится состояние медицины и ветеринарии, в постнефтяную и постгазовую эры будут созданы новые виды топлива, а также сырьевая база и технологии переработки возобновляемого сырья для химической индустрии. Несомненен значительный вклад биотехнологии в защиту окружающей среды.

Биотехнология — одна из перспективных и высокорентабельных отраслей производства. Например, в США насчитывается более 1500 биотехнологических компаний (во всем мире их свыше 3 тыс.), в числе которых крупнейшие химические и фармацевтические концерны Monsanto, Du Pont, American Cyanamid, Merck, Novartis и др. В других странах, где инвестиционный климат не столь благоприятен и бизнес менее активен, главную роль в создании биотехнологических предприятий играют крупные корпорации и государство. Быстро развивается и западноевропейская биотехнологическая индустрия, в которой занято свыше 600 биотехнологических компаний.

В России также уделяется значительное внимание развитию биотехнологии. Уже имеются биотехнологические разработки мирового уровня, внедрение которых приносит ощутимую пользу обществу. Так, уникальная микробиологическая технология регулирования микрофлоры пластов, разработанная в Институте микробиологии РАН, позволила компании «Татнефть» получить дополнительно около полумиллиона тонн «черного золота».

Извлечение металлов из руды с помощью микробного окисления и последующего электролиза не только дает возможность использовать «бедное» сырье, но и позволяет ограничить выброс в атмосферу вредных серосодержащих газов, образующихся в процессе обжига руды при традиционной технологии.

По новой технологии Института микробиологии РАН с 2001 г. в Красноярском крае на золотодобывающем комбинате работает восемь ферментеров.

Создан новый способ снижения концентрации метана в шахтах с использованием метанотрофных бактерий.

Разработаны и производятся флокулянты для фильтрации воды в очистных сооружениях, созданы оригинальные технологии производства ферментов для стиральных порошков (Гос. НИИ Генетика РАН).

Достижения биотехнологии приносят реальную пользу народному хозяйству и людям, когда на их основе открываются промышленные производства, создающие в значительных количествах практически ценные продукты, что и является основной задачей биотехнологов.

При подготовке настоящего учебника авторы ставили перед собой цель раскрыть основные представления о биотехнологии, ее направлениях, этапах развития и областях применения, а также охарактеризовать достижения биотехнологии как науки и как отрасли промышленности.

В результате изучения дисциплины «Биотехнология» студент должен:

знать

• • предмет, цели и задачи биотехнологии;
• • основные открытия в области цитологии, генетики, биохимии, молекулярной биологии, способствующие развитию биотехнологии;
• • объекты биотехнологии;
• • области применения генетически модифицированных растений, животных и микроорганизмов;
• • достижения биотехнологии в области медицины, пищевой промышленности, сельского хозяйства и экологии;
• • основы техники безопасности и организацию работы в биотехнологических лабораториях;
• • этические проблемы биотехнологии;

уметь

• • ориентироваться в достижениях биотехнологии, включая их практическую значимость и правовую обеспеченность;
• • применять теоретические знания по биотехнологии;
• • оценивать достоинства и потенциальные опасности новых биотехнологических разработок;

владеть

• • навыками работы с учебной и научной литературой в области биотехнологии;
• • навыками поиска информации по проблемам биотехнологии;
• • навыками анализа получаемой информации для применения ее в практической деятельности.