Краткая история развития биотехнологии

Старая биотехнология возникла в древнос­ти, примерно 6000—5000 лет до н. э., тогда, когда люди научились выпекать хлеб, ва­рить пиво, приготовлять сыр и вино. Этот первый этап биотехнологии был сугубо эм­пирический и продолжал оставаться таким, несмотря на совершенствование техноло­гических процессов и расширение сфер ис­пользования биотехнологических приемов, вплоть до открытия Л. Пастером в XIX в. ферментативной природы брожения. С это­го момента начался второй, научный этап традиционной биотехнологии. В этот период получены и выделены ферменты, открыты многие микроорганизмы; разработаны спо­собы их выращивания и получения в массо­вых количествах; получены культуры живот-

ных и растительных клеток и разработаны способы искусственного культивирования; в результате изучения физиологии, биохимии и генетики микробных и животных клеток намечены пути получения многих продук­тов микробиологического синтеза, необхо­димых для медицины, сельского хозяйства и промышленности. Вначале сформировалась техническая микробиология, а затем — био­ технология. Однако промышленное произ­водство сводилось в основном к получению на основе природных штаммов биомассы бактерий, дрожжей, грибов, вирусов, из ко­торых затем получали или выделяли необ­ходимый продукт (ферменты, антибиотики, антигены, белок и т. д.).

На смену старой, традиционной биотехно­логии пришла новая биотехнология, основан­ная на применении искусственно получаемых штаммов — суперпродуцентов бактерий, кле­ток животных и растений, на использовании иммобилизованных ферментов, применении культур животных и растительных клеток, широком использовании генно-инженерных работ для получения клеток-рекомбинантов, моноклональных антител и других биологи­чески активных веществ.

Новая биотехнология возникла, таким об­разом, на основе достижений молекулярной биологии и микробиологии, генетики и ген­ной инженерии, иммунологии и химической технологии. Сердцевиной ее явилась генети­ческая инженерия, индустрия рекомбинант-ных ДНК.

Рождение новой биотехнологии обуслов­лено рядом принципиальных открытий и до­стижений в науке, таких как доказательство 2-нитевой структуры ДНК, расшифровка ге­нетического кода и доказательство его уни­версальности для человека, животных, расте­ний, бактерий и т.д.; искусственный синтез биологически активных веществ, открытие ферментов обмена нуклеиновых кислот, по­лучение рекомбинантных ДНК, а также ре-комбинантных вирусов, бактерий, способных синтезировать несвойственные им продукты; искусственный синтез генов и их экспрессия в биологических объектах; получение транс­генных животных и растений, генодиагности­ка и генотерапия и др.

Вышеупомянутые фундаментальные до­стижения позволили в течение последнего десятилетия расшифровать, синтезировать и создать рекомбинантные молекулы для цело­го ряда белковых продуктов (гормонов, ан­тигенов, ферментов, иммунопрепаратов) и получать их в несвойственных биологических системах.

Возможности генной инженерии и био­технологии в наши дни таковы, что ставится задача расшифровать и получить геном чело­века. Основная цель этой программы — про­чтение наследственной информации, запи­санной в ДНК человека, с тем чтобы уста­новить структуру и механизм работы генов и хромосомы и на основании этого попытать­ся исправлять наследственные повреждения генома человека, направленно менять гене­тическую программу животных и растений. Создана программа «Геном человека», кото­рая успешно решается. В настоящее время уже расшифровано примерно 5000 генов из 40—50 тыс., заложенных в ДНК человека, а также расшифрована нуклеотидная последо­вательность всей ДНК человека.