Виды биологических объектов применяемых в биотехнологии, их классификация и характеристика ВЫПОЛНИЛА: БАЙДЖИГИТОВА А. БТ-1-18 К объектам биотехнологии относятся: • организованные внеклеточные частицы (вирусы), • клетки бактерий, грибов, • простейшие организмы, • ткани грибов, растений, животных и человека, • ферменты и ферментные компоненты, • биогенные молекулы нуклеиновой кислоты, лектины, цитокинины, • первичные и вторичные метаболиты. В настоящее время большинство биообъектов биотехнологии представляется представителями 3-х надцарств: 1) Acoryotac – акориоты или безъядерные; 2) Procaryotac – прокариоты или предъядерные; 3) Eucaryotac – эукариоты или ядерные. Представляются 5-ю царствами: • к акариотам относят вирусы (неклеточная организованная частица); • к прокариотам относят бактерии (морфологическая элементарная единица); • к эукариотам относят грибы, растения и животные. Тип кодирование генетической информации ДНК (для вирусов ДНК или РНК). Бактрии имеют клеточную организацию, но при этом материал ядра не отделен от цитоплазмы ни какими мембранами и не связан ни с какими белками. В основном бактерии одноклеточные их размер не превышает 10 микрометров. Все бактерии делятся на архиобактерии и эубактерии. Вирусы занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. Они являются облигатными паразитами. Существуют вирусы бактерий – бактериофаги. Структурно вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, РНК или ДНК и белковой оболочки – капсида. А вместе с нуклеиновой кислотой – нуклеокапсид. Вирусная частица, существующая вне организма, на котором паразитирует – вирион. У вирусов нет метаболизма. Грибы (Mycota) являются важными биотехнологическими объектами и продуцентами ряда важнейших соединений пищевых продуктов и добавок: антибиотики, растительные гормоны, красители, грибной белок, сыры различных типов. Микромицеты неформируют плодового тела, а макромицеты формируют. Имеют признаки животных и растений. Растения (Plantae). Известно около 300 тысяч видов растений. Это дифференцированные органические растения, составные части которых ткани (мериместентные, покровные, проводимые, механические, основные и секреторные). К делению способны только мириместентные ткани. Любой вид растения при определенных условиях может давать неорганизованную клеточную массу делящихся клеток – каллус. Важнейшими биообъектами являются протопласты растительных клеток. Они лишены клеточной стенки. Используются в клеточной инженерии. Часто используют водоросли. Из них получают агар-агар и альгинаты (полисахариды, используемые для приготовления микробиологических сред). Животные (Animalia). В биотехнологии широко применяются такие биообъекты как клетки различных животных. Кроме клеток высших животных используются клетки простейших животных. Клетки высших животных используются для получения рекомбинантной ДНК и для проведения токсикологических исследований. Микроорганизмы как объекты биотехнологии. Классификация. Характеристика. Бактерии чрезвычайно разнообразны по условиям обитания, приспособляемости, типам питания и биоэнергообразования, по отношению к макроорганизмам - животным и растениям. Наиболее древние формы бактерий - архебактерии способны жить в экстремальных условиях (высокие температуры и давления, концентрированные растворы солей, кислые растворы). Эубактерии (типичные прокариоты, или бактерии) более чувствительны к условиям окружающей среды. По типу питания бактерии делятся по источнику энергии: • фототрофы, использующие энергию солнечного света; • хемоавтотрофы, использующие энергию окисления неорганических веществ (соединений серы, метана, аммиака, нитритов, соединений двухвалентного железа и др.); По типу окисления вещества: • органотрофы, получающие энергию при разложении органических веществ до минеральных веществ; эти бактерии - основные участники круговорота углерода, к этой же группе относятся бактерии, использующие энергию брожения; • литотрофы (неорганические вещества); По типу источников углерода: • гетеротрофные – используют органические вещества; • афтотрофные – используют газ; Для обозначения типа питания используется: 1. природа источника энергии фото- или хемо-; 2. Доноры электронов лито- или органо-; 3. Источники углерода афто- и гетеро-; И заканчивается термин словами трофия. 8 различных типов питания. Высшие животные и растение склоны к 2 типам питания: 1) Хемоорганогетеротрофия (животные) 2) Фотолитоафтотрофия ( растения) У микроорганизму представлены все типы питания при чем они могут переходить с одного на другой в зависимости от существования Существует отдельный вид питания: • паратрофический – микроорганизм паразитирует в другом микроорганизме. Бактерии-паразиты, вызывающие болезни человека, животных и растений. Вирусы Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми и однонитевыми. К первым относят вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы. Последние два вируса вызывают развитие доброкачественных (бородавки) и злокачественных (рак шейки матки) опухолей. Вирус гепатита В частично дву- и однонитевой. К однонитевым вирусам относят парвовирусы, вызывающие инфекционную эритему. Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. При этом последняя не всегда встраивается в хромосомную ДНК хозяина. РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНКполимеразы. В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Последняя в свою очередь может быть матрицей для продукции вирусной (минусоднонитевой) РНК. Грибы представлены как одноклеточными, так и многоклеточными микроорганизмами. К одноклеточным грибам относят дрожжи и дрожжеподобные клетки неправильной формы, значительно крупнее по размерам бактерий. Многоклеточные грибы-микроорганизмы — это плесневые, или мицелярные, грибы. Плесневые (гифальные) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу, или мицелий 1 — кистевидная плесень (пенициллиум); 2 — леечная плесень (аспергиллюс); 3 — головчатая плесень (мукор); 4 — гроздевидная плесень; 5 — шоколадная плесень, 6 — молочная плесень. Дрожжевые грибы (дрожжи) имеют вид отдельных овальных клеток, способны к бесполому и половому размножению. Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Различают грибы: Низшие – их гифы не имеют перегородок. Представляют из себя многоядерные клетки. Высшие – гифы разделены перегородками. Кроме приведенной классификации по способу размножения грибы подразделяются на: Совершенные – размножаются спорами половым и бесполым путём, Несовершенные – грибы, у которых отсутствует половой путь размножения. Они вызывают у человека инфекционные заболевания – микозы.
