Объекты биотехнологии

Лекция № 2

Объекты биотехнологии

Биологический объект , способный осуществлять определенную модификацию исходного сырья, и образовывать

Объекты биотехнологии - это клетки микроорганизмов, животных и растений, трансгенные животные

В основе биотехнологических процессов – микробный синтез (синтез разнообразных биологически активных

Первичный этап разработки биотехнологического процесса – получение чистых культур организмов (в

В настоящее время известно более 100 тыс. различных видов микроорганизмов
Прокариоты (бактерии,

Модельные объекты при исследовании фундаментальных жизненных процессов:

Кишечная палочка (E.coli )
Сенная палочка

GRAS (generally recognized as safe)

Bacillus subtilis
Bacillus amyloliquefaciens
Streptomyces
Aspergillus
Penicillium
Mucor
Rhizopus
Sacchaomyces

Классический подход в биотехнологии – выделение нужного микроорганизма из природных условий.

Сначала

Главный критерий выбора биотехнологического объекта – способность синтезировать целевой продукт.

Требования к микроорганизмам-продуцентам

Высокая скорость роста.
Способность утилизировать необходимые для их жизнедеятельности дешевые

При подборе объектов в биотехнологии важным компонентом является их селекция.
На

Ступенчатая селекция
На каждом этапе отбора из популяции микроорганизмов отбираются наиболее

Метод индуцированного мутагенеза
Мутагенные воздействия:
УФ,
рентгеновское излучение,
гамма-излучение,
химические вещества и

Недостатки индуцированного мутагенеза:
Трудоемкость метода;
Отсутствие сведений о характере изменений;

Современная тенденция – сознательное конструирование штаммов микроорганизмов с заданными свойствами на

В селекции микроорганизмов для микробиологической промышленности важно изменение регуляторных процессов в

Существуют более простые механизмы регуляции активности метаболизма в клетке:
Снижение концентрации субстрата

Ретроингибирование
Это наиболее распространенный способ регуляции активности метаболических реакций в клетке.
Биосинтез многих

Ретроингибирование как процесс впервые наблюдался в 1953 году .
Исследование проводилось

Таким чувствительным к триптофану ферментом является антранилатсинтетаза, которая катализирует более раннюю

Ретроингибирование – общее свойство клеточного метаболизма.

Метаболит, являющийся ингибитором, специфически связывается

Аллостерические ферменты -

Это олигомеры, состоящие из взаимодействующих между собой

Зная точно механизм регуляции синтеза интересующего продукта, участвует ли в регуляции

Пример:

5-метилтриптофан , аналог триптофана, также как и триптофан , ингибирует активность

В растущих клетках :
Некоторые ферменты образуются постоянно, независимо от состава питательной

Пример:

Клетки E.coli , растущие на среде с глюкозой, обладают следовыми количествами

Имеет место выраженная индукция фермента.
Индукция фермента – это относительное увеличение скорости

Достаточно часто великолепными индукторами являются неутилизируемые аналоги субстратов. Например, для β–галактозидазы

1961 год - F.Jacob и J.Monod – модель оперона.

Данная модель регуляции

Ген-регулятор определяет структуру белка-репрессора, способного связываться с оператором.
Оператор контролирует функционирование прилежащих

Если белок-репрессор связан с оператором, то РНК-полимераза не может перемещаться на

Изменяя регуляцию индуцибельных и репрессибельных оперонов, существует возможность повышать продукционную активность