Предмет біотехнології. Що ж включає в себе поняття біотехнології? Цей термін походить від грецьких слів bios - життя, techne - мистецтво, logos - слово, вчення, наука. У літературі є безліч його визначень.
- Біотехнологія - об'єднання біохімії і мікробіології, інженерних дисциплін для технологічного використання мікроорганізмів, культури клітин, тканин і окремих структур клітини.
- Біотехнологія - наука про використання біологічних процесів в техніці та промисловому виробництві.
- Біотехнологія - промислове використання біологічних процесів на основі мікроорганізмів, культури клітин і тканин, а також окремих структур і компонентів клітин тварин і рослин із заданими властивостями.
- емпіричний,
- етіологічний,
- биотехнический,
- генотехніческій.
Емпіричний (від грец. Empeirios - досвідчений), або доісторичний, період - найтриваліший, що охоплює приблизно 8 ТОВ років, з яких понад 6 ТОВ років - до нашої ери і близько 2 ТОВ років - нашої ери. Стародавні народи інтуїтивно використовували прийоми і способи виготовлення хліба, пива і деяких інших продуктів, які тепер ми відносимо до розряду біотехнологічних. У ті давні часи продукти рослинного і тваринного походження використовувалися не тільки в їжу, але і для лікувальних цілей. До цього ж періоду відносяться:
- отримання кисломолочних продуктів,
- квашеної капусти,
- медових алкогольних напоїв,
- силосування кормів,
- мочка лубоволокнистих рослин.
Таким чином, здавна народи користувалися результатами мікробіологічних процесів, нічого не знаючи про мікроби. Емпіризм також був характерний і для практики застосування корисних рослин і тварин.
Другий, етіологічний (від грец. Aitia - причина) період у розвитку біотехнології охоплює другу половину XIX ст. і першу третину XX в. (1856 - 1933 рр.). Цей етап пов'язаний з видатними дослідженнями великого французького вченого Луї Пастера (1822 - 1895) - основоположника наукової мікробіології та ряду мікробіологічних дисциплін (промислової, медичної, хімічної, санітарної). він:
- розкрив мікробну природу бродіння,
- довів можливість життя в безкисневих умовах,
- експериментально спростував уявлення про мимовільне зародження живих істот,
- створив наукові основи вакцинопрофілактики і вакцинотерапии,
- запропонував метод стерилізації, званий тепер пастеризацією, і т. д.
У біотехнології важливими є поживні середовища для культивування ряду біооб'єктів. Уже в 1859 р Л. Пастер приготував першу рідку живильне середовище, метод вирощування грибів на желатині запропонував О. Брефельда в 1864 р
Третій період у розвитку біологічної технології - біотехнічний. обумовлений впровадженням в біотехнологію великомасштабного герметизованого обладнання, що забезпечив протікання різних процесів в стерильних умовах. Особливо потужний поштовх у розробці промислового біотехнологічного обладнання був відзначений в період становлення і розвитку виробництва антибіотиків (під час Другої світової війни, 1939 - 1945 рр. Коли виникла гостра необхідність в протимікробних препаратах для лікування хворих з інфікованими ранами). Приблизно за 40 років третього періоду були вирішені основні завдання по конструюванню, створення і впровадження в практику необхідного обладнання, в тому числі головного з них - біореакторів. які використовують і в даний час.
Четвертий період в біотехнології - генотехніческій (від лат. Genos - рід) - почався в 1972 р коли П. Берг зі своїми співробітниками в США створив першу рекомбинантную молекулу ДНК. Однак слід зазначити, що в 1969 р Дж. Беку з колегами виділила в хімічно чистому вигляді лактозна ген з кишкової палички, показавши тим самим можливість спрямованих маніпуляцій з генетичним матеріалом бактерій. Природно, що без фундаментальної роботи Ф. Крику і Дж. Уотсона (1953) щодо встановлення структури ДНК було б неможливим досягнення сучасних результатів в галузі біотехнології.
З'ясування механізмів функціонування і регуляції ДНК, виділення і вивчення специфічних ферментів привели до формування строго наукового підходу до розробки біотехнологічних процесів на основі генно-інженерних робіт. У цьому - суть генотехніческого періоду.
Уже в 1982 році поступив в продаж людський інсулін, вироблений кишковими паличками, що несуть в собі штучно вбудовану генетичну інформацію про цей гормон Знаючи будову апарату спадковості у різних організмів, вдається маніпулювати не тільки нуклеїновими кислотами, а й цілими хромосомами (хромосомна інженерія) і клітинами (клітинна інженерія).