Біотехнологія (від грец. Bios життя, techne мистецтво, майстерність і logos слово, вчення) - це отримання корисних для людини продуктів, в процесі якого використовується біохімічна діяльність мікроорганізмів, ізольованих клітин чи їх компонентів. Самі того не підозрюючи, люди застосовували біотехнологічні методи з найдавніших часів.
Займаючись хлібопечення, виноробства, пивоварінням, отриманням кисло-молочних продуктів, сирів, харчового оцту, вони використовували діяльність мікроорганізмів. Величезну роль в розробці наукових основ біотехнології зіграли роботи одного. ід найбільших натуралістів 19-го століття - француза Луї Пастера (1822-1895). Почавши свою наукову кар'єру з чисто хімічних робіт, найбільш відомою з яких є дослідження винних кислот, яке послужило поштовхом до розвитку стереохімії, в 50-х роках 19-го століття Пастор зайнявся вивченням бродіння.
У 1857 р з'являється його робота, в якій Пастер доводить, що спиртове бродіння цукру є процес, тісно пов'язаний з життєдіяльністю дріжджових грибків, які харчуються і розмножуються за рахунок рідині, що бродить, при цьому частина цукру витрачається на будівництво дріжджових клітин і утворення побічних продуктів - гліцерину і янтарної кислоти. Пастер спростував панували тоді погляди Лібіха на бродіння як на механіко-хімічний акт.
Вивчення масляного бродіння привело до відкриття важливого факту: було показано, що мікроби масляного бродіння можуть розвиватися тільки в відсутність повітря. Були встановлені два типи бактерій -аеробние, що вимагають длясвого життя повітря, і анаеробні, що розвиваються без нього. Пізніше Пастер спростував теорію самозародження мікроорганізмів. Його роботи з питання самозародження мали дуже велике значення для розвитку і застосування антисептичних методів в хірургії.
Пастер завжди переходив від теорії до практики. Вивчивши спиртове, масляне і молочне бродіння і зробивши важливе узагальнення про бродінні як життя за відсутності повітря, він зайнявся питаннями, що мають важливе промислове значення - вивченням хвороб вина і умов освіти оцту. Він виробив оптимальні правила для освіти оцту і з'ясував причини шкідливих змін, яких зазнає вино. Для запобігання вина від шкідливих змін Пастер запропонував його повторно нагрівати. Пізніше таке нагрівання стали використовувати для збільшення термінів зберігання пива і молока - цей процес отримав назву "пастеризації".
Велика роль Пастера в розробці вакцин проти багатьох інфекційних хвороб, зокрема, сибірської виразки і сказу. У 1888 р Пастер створив і очолив науково-дослідний інститут мікробіології (Пастеровский інститут). Роботи Пастера надали, настільки великий вплив на розвиток мікробіології (терміна "біотехнологія" тоді не існувало), що майже столітній період з 60-х років 19-го століття до 40-х років 20-го століття часто називають пастерівської ерою. На основі робіт Пастера і його учнів в цей час були створені виробництва етанолу, бутанолу, ацетону, гліцерину, лимонної кислоти, багатьох вакцин, організовані процеси біологічної очистки стічних вод.
Початок наступного етапу розвитку тієї галузі знань, яку зараз називають біотехнологією, поклала робота англійського мікробіолога А. Флемінга (1928), який відзначив здатність нитчастих гриба зеленої цвілі (Penicillum notatum) викликати загибель стафілококів. Дальнейнгая робота привела до виділення в чистому вигляді першого антибіотика пеніциліну, який відкрив еру антибіотиків (1940-1960 рр.). За пеніциліном було отримання стрептоміцину, тетрацикліну, еритроміцину та інших антибіотиків, почала розвиватися мікробіологічна промисловість. У 1953 р в якості самостійної науки про себе заявила молекулярна біологія.
Це було пов'язано з відкриттям Д. Уотсоном і Ф. Криком знаменитої подвійної спіралі дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) і постулированием матричного механізму її синтезу. Вдеченіе постантібіотіческій ери (1960-1975 рр.) Були створені технології одержання амінокислот, вітамінів В2 і B12, біогазу, мікробіологічного білка на парафінах, іммобілізованих ферментів. У 70-х роках 20-го століття з'явився термін "біотехнологія". Початок сучасного етапу розвитку біотехнології було покладено в 1972 р публікацією американського біохіміка Пола Берга з співробітниками.
Цей рік прийнято вважати роком народження нової галузі молекулярної біології - генетичної (генної) інженерії. Групі вчених під керівництвом П. Берга вдалося отримати in vitro рекомбинантную, тобто створену методами генетичної інженерії, ДНК. Генетична інженерія істотно розширила експериментальні кордону молекулярної біології, оскільки дозволила вводити в різні типи клітин чужорідну ДНК. Це дало можливість виявляти общебиологические закономірності організації і вираження генетичної інформації в різних організмах.
Даний підхід відкрив перспективи створення принципово нових продуцентів біологічно активних речовин, а також тварин і рослин, що несуть активні чужорідні гени. Використання методів генетичної інженерії дозволило вирішити багато практично важливі завдання. Перш за все, це отримання лікарських засобів, зокрема, інсуліну і інтерферону шляхом бактеріального синтезу. Великим досягненням є створення діагностичних препаратів для виявлення СНІДу.
Розробка методів отримання так званих трансгенних рослин відкриває нові можливості для рослинництва в створенні сільськогосподарських культур, стійких до екстремальних впливів і інфекцій.
Цей метод вирішення проблеми забезпечення населення Землі продуктами харчування, хоча і викликає суперечки про їх потенційної небезпеки, продовжує розвиватися. Біотехнологія пов'язана тисячами ниток з іншими перспективними напрямками науки і техніки. Так, з'єднання біотехнології і нанотехнологій дає новий напрямок - Нанобіотехнології, що радикально змінює стратегію створення нових препаратів. Зокрема, це дозволяє здійснювати конструювання препаратів під конкретну задачу.
Використання досягнень біотехнології уможливило створення біосенсорів для індикації біологічно активних речовин. В даний час в світі діють більше 3000 біотехнологічних компаній, і число їх постійно зростає. У найбільш розвинених країнах світу за інвестиційною привабливістю біотехнології поступаються сьогодні лише інформаційним технологіям. Наприклад, в США 70 відсотків фінансування науки витрачається на дослідження в галузі біотехнологій, це більше 100 млрд дол. На рік. У Китаї ця цифра становить понад 1 млрд доларів, вУкаіни-всього лише кілька десятків мільйонів доларів. Частка нашої країни в обсязі світової біотехнологічної продукції сьогодні 0,2-0,5 відсотка, хоча в кінці 80-х років вона була в десять разів більше.
Багато біотехнологічні виробництва повністю зникли. Прикладом тому є виробництво найважливішої кормової добавки - лізину. СРСР був лідером з випуску цієї амінокислоти і обганяв США в десять разів. Сьогодні лізин вУкаіни взагалі не випускається і завозиться лише по імпорту. Різко скоротилося виробництво кормового білка.
Закуповується переважна частина біотехнологічної продукції, що використовується у вітчизняній харчової промисловості (це перш за все закваски для виробництва кисломолочних продуктів, дріжджі і ферменти для виробництва спирту і м'ясопереробки). Така ж ситуація склалася і з медичними препаратами, виробленими на основі біотехнологій. До початку 90-х років країна повністю забезпечувала себе антибіотиками. Сьогодні майже всі заводи по їх виробництву або застаріли, або взагалі не працюють. ДляУкаіни сьогодні важливо не наздоганяти західних виробників, а визначити ті розділи біотехнології, якими ще ніхто не займається. За останній рік
С.В. Макаров, Т.Є. Никифорова, Н.А. Козлов