Біооб'єкт це продуцент, біосінтезірующій потрібний продукт, або каталізатор, фермент, який каталізує притаманну йому реакцію.
Вимоги, що пред'являються до біологічних об'єктів
Для реалізації біотехнологічних процесів важливими параметрами біооб'єктів є: чистота, швидкість розмноження клітин і репродукції вірусних частинок, активність і стабільність біомолекул або біосистем.
Слід мати на увазі, що при створенні сприятливих умов для обраного біооб'єкту біотехнології ці ж умови можуть виявитися сприятливими, наприклад, і для мікробів - контамінантів, або забруднювачів. Представниками контаминирует мікрофлори є віруси, бактерії і гриби, що знаходяться в культурах рослинних або тваринних клітин. У цих випадках мікроби-контаминанти виступають шкідниками виробництв в біотехнології. При використанні ферментів в якості біокаталізаторів виникає необхідність запобігання їх в ізольованому або іммобілізованим стані від деструкції банальною сапрофитной (НЕ хвороботворної) мікрофлорою, яка може проникнути в сферу біотехнологічного процесу ззовні внаслідок нестерильності системи.
Активність і стабільність в активному стані біооб'єктів - одні з найважливіших показників їх придатності для тривалого використання в біотехнології.
Таким чином, незалежно від систематичного положення біооб'єкту, на практиці використовують або природні організовані частки (фаги, віруси) і клітини з природною генетичною інформацією, або клітини з штучно заданої генетичною інформацією, тобто в будь-якому випадку використовують клітини, будь то мікроорганізм, рослина, тварина або людина. Для прикладу можна назвати процес отримання вірусу поліомієліту на культурі клітин нирок мавп з метою створення вакцини проти цього небезпечного захворювання. Хоча ми зацікавлені тут в накопиченні вірусу, репродукція його протікає в клітинах тваринного організму. Інший приклад з ферментами, які будуть використані в іммобілізованим стані. Джерелом ферментів також є ізольовані клітини або спеціалізовані асоціації їх у вигляді тканин, з яких ізолюють потрібні біокаталізатори.
Класифікація біооб'єктів
- ферменти всіх класів (частіше гідролази і трансферази); в т.ч. в иммобилизировать вигляді (пов'язані з носієм) забезпечує багаторазовість використання і стандартність повторюваних виробничих циклів;
- ДНК і РНК - в ізольованому вигляді, в складі чужорідних клітин.
- віруси (з ослабленою патогенністю використовуються для отримання вакцин);
- клітини прокаріоти і еукаріоти - продуценти первинних метаболітів: амінокислот, азотистих основ, коферментів, моно- і дісахаров, ферментів для замісної терапії і т.д.); -продуценти вторинних метаболітів: антибіотики, алкалоїди, стероїдні гормони, і ін .;
- нормофлори - біомаса окремих видів мікроорганізмів застосовуються для профілактики і лікування дисбактеріозів;
- збудники інфекційних захворювань - джерела антигенів для виробництва вакцин;
- трансгенні м / о або клітини - продуценти видоспецифічності для людини білкових гормонів, білкових факторів неспецифічного імунітету і т.д.
- вищі рослини - сировина для отримання БАР;
- тварини - ссавці, птахи, рептилії, амфібії, членистоногі, риби, молюски, людина;
Як біологічних об'єктів або систем, які використовує біотехнологія, перш за все, необхідно назвати одноклітинні мікроорганізми, а також тварини і рослинні клітина. Вибір цих об'єктів обумовлений такими моментами:
1. Клітини є свого роду «біофабриками», що виробляють в процесі життєдіяльності різноманітні цінні продукти: білки, жири, вуглеводи, вітаміни, нуклеїнові кислоти, амінокислоти, антибіотики, гормони, антитіла, антигени, ферменти, спирти та ін. Багато з цих продуктів, вкрай необхідні в житті людини, поки недоступні для отримання «небіотехніческімі» способами через дефіцитності або високу вартість сировини або ж складності технологічних процесів.
2. Клітини надзвичайно швидко відтворюються. Так, бактеріальна клітина ділиться через кожні 20-60 хвилин, дріжджова - через кожні 1,5-2 год, тваринна - через 24 год, що дозволяє за відносно короткий час штучно наростити на порівняно дешевих і недефіцитних поживних середовищах в промислових масштабах величезні кількості біомаси мікробних, тварин або рослинних клітин. Наприклад, в біореакторі ємністю 100 м 3 за 2-3-добу. можна виростити 10 16 -10 18 мікробних клітин. У процесі життєдіяльності клітин при їх вирощуванні в середу надходить велика кількість цінних продуктів, а самі клітини є комори цих продуктів.
3. Біосинтез складних речовин, таких як білки, антибіотики, антигени, антитіла та ін. Значно економічніше і технологічно доступніше, ніж хімічний синтез. При цьому вихідна сировина для біосинтезу, як правило, простіше і доступніше, ніж сировина для інших видів синтезу. Для біосинтезу використовують відходи сільськогосподарської, рибної. харчової промисловості, рослинна сировина, дріжджі, деревина, меляса та ін.).
4. Можливість проведення біотехнологічного процесу в промислових масштабах, тобто наявність відповідного технологічного обладнання, доступність сировини, технологія переробки і т.д.