Современная биотехнология, создание и производство фармакологических препаратов

1. Что такое биотехнология?

2. Организация микробиологических процессов в биотехнологии и методы получения бактериальных препаратов.

3. Генная инженерия в промышленной биотехнологии фармацевтических препаратов.

4. Иммунобиотехнология лекарственных средств.

5. Кормовые добавки на основе отходов производства лекарственных средств из дрожжей – пример создания безотходного производства в биотехнологии.

5. Принципы организации производства лекарственных средств.

Что такое биотехнология?

Проникновение в биологию физики и химии способствовали возникновению и развитию новых дисциплин – биохимии, биоорганической химии, биофизики, молекулярной биологии, молекулярной генетики в середине 20 века. Так был заложен фундамент новаторского направления – биологической технологии, в настоящее время «ставшей на ноги» во второй половине 20 века.

На заре формирования ак. АН СССР Александр Александрович Баев – один из инициаторов создания и продвижения новейших проектов биотехнологии в нашей стране дал в 1987 году такое её определение: «Утверждающаяся биотехнология способна организовать производство с использованием биологических принципов. Уже сегодня биотехнологию можно рассматривать как будущего равноправного партнера в могущественном технологическом триумвирате – инженерном, химическом и биологическом».

Современную биотехнологию ак. АН СССР Юрий Александрович Овчинников (1982) определял как комплексную, многопрофильную область научно-технического прогресса, включающую микробиологический синтез в его широком понимании, генетическую, белковую и клеточную инженерию, инженерную энзимологию.

По мнению Татьяны Евгеньевны Поповой, изложенное в книге «Развитие биотехнологии в СССР, (1988)», термин «биотехнология» имеет два значения: с одной стороны, это отрасль производства, основанная на использовании биологических объектов, а с другой – это комплексное научно-техническое направление, изучающее эти процессы.

Ак. В.Г.Дебабов (1987) написал: «Сегодня биотехнология стремительно выдвигается на передний край научно-технического прогресса. Этому способствуют два обстоятельства. С одной стороны, бурное развитие современной молекулярной биологии и генетики, опирающихся на достижения химии и физики, позволило использовать потенциал живых организмов в интересах хозяйственной деятельности человека. С другой стороны, мы наблюдаем острую практическую потребность в новых технологиях, призванных ликвидировать нехватку продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшить состояние здравоохранения и охраны окружающей среды. Биотехнология уже вносит решающий вклад в решение этих глобальных проблем человечества».

Термин «биотехнология»понимается в настоящее время не однозначно. В расширительном толковании биотехнология – это все технологические процессы, в которых используются живые организмы. Но при таком понимании все сельское хозяйство, начиная с самых первобытных его форм, нужно включить в биотехнологию. И, действительно, термин "биотехнологиеня" был введен в 1917 г Карлом Эреки при описании процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. В точном понимании слова это справедливо, но вряд ли конструктивно, т.к. не содержит в себе ничего нового.

Противоположная крайность – ограничить биотехнологию генно-инженерными манипуляциями. Под впечатлением недавно еще немыслимых возможностей воздействовать на геном - буквально – «лепить живые формы», возникла тенденция оставить понятие биотехнология для обозначения только этой, безусловно, самой перспективной и самой быстро развивающейся области прикладной биотехнологии. Но при этом остается за бортом биотехнологии то, что составило ее действительную основу, главным образом, промышленные микробиологические производства.

Если отказаться от обеих крайних позиций, то биотехнологию можно определить по ее основному признаку – управлению биотехнологическими процессами. Согласно этому представлению, биотехнология является наукой о способах получения целевых продуктов с помощью биосинтеза, управляемого параметрами среды или генно-инженерными манипуляциями. Таким образом, основой биотехнологии является управляемый биосинтез. Параметрическое управление составляет ее классическое содержание, хотя и в эту область последние десятилетия внесли много нового, в частности, технику непрерывного культивирования микроорганизмов с обратной связью.

Реальная возможность конструирования генома – это достижение последних лет. Его перспективы необозримы. Сочетание генетического и параметрического управления биосинтезом способствует взаимному усилению возможностей этих методологических подходов. Вероятно, их сочетанное использование определит лицо биотехнологии ближайшего будущего.

Терминология БИОТЕХНОЛОГИЯ - производственное использование биологических агентов (микроорганизмы, растительные клетки, животные клетки, части клеток: клеточные мембраны, рибосомы, митохондрии, хлоропласты) для получения ценных продуктов и осуществления целевых превращений. В биотехнологических процессах также используются такие биологические макромолекулы как нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), белки - чаще всего ферменты. ДНК или РНК необходима для переноса чужеродных генов в клетки.

Биотехнология – это активно развивающееся во всем мире направление, которое на основе применения знаний в области микробиологии, биохимии, генетики, генной инженерии, иммунологии, химической технологии, приборо- и машиностроения использует биологические объекты (микроорганизмы, клетки тканей животных и растений) или молекулы (белки, ферменты, нуклеиновые кислоты и др.) для промышленного производства полезных для человека и животных веществ и продуктов (Рис. 1).

Сформированы глобальные цели этой жизненно необходимой области деятельности человечества. Это здоровье, экология, получение продуктов питания, энергетика, техника, технология и освоение космического пространства. Все эти направления не обособлены, они тесно связаны друг с другом.