10. Методы биотехнологии

Биотехнологии присущи свои специфические методы – это крупномасштабное глубинное культивирование биообъектов в периодическом, полунепрерывном или непрерывном режиме; выращивание клеток растительных и животных тканей в особых условиях. Биотехнологические методы культивирования биообъектов выполняются в специальном оборудовании, например, в ферментерах выращивают бактерии и грибы при получении антибиотиков, ферментов, органических кислот, некоторых витаминов, в подобных же ферментерах выращивают некоторые клетки человека (бласты) для получения белка – интерферона. Растительные клетки чаще выращивают в стационарных условиях на среде с уплотненной (например, агаризованной) подложкой в стеклянных или полиэтиленовых емкостях, хотя некоторые виды растительных клеток можно культивировать в специальных ферментерах. В стеклянных роллерах культивируют и большинство животных клеток или, например, в куриных эмбрионах.

Другие методы, используемые в биотехнологии, являются общими, например, с методами в микробиологии, биохимии, биоинженерии, органической химии и других науках.

Тем не менее, следует особо выделить методы клеточной и генной инженерии, когда в экспериментальных условиях удается создавать клетки с заведомо известными свойствами.

Однако даже в случае реализации генно-инженерных разработок измененная наследственная информация на уровне молекул инкорпорируется затем в клетках, с которыми и приходится иметь дело в биотехнологическом процессе. Из этого можно вывести представление об уровнях биотехнологии: клеточном и молекулярном. Тот и другой определяются биообъектами. В первом случае дело имеют с клетками, например, актиномицетов при получении антибиотиков, микромицетов при получении лимонной кислоты, животных при изготовлении вирусных вакцин, человека при изготовлении интерферона. Во втором случае дело имеют с молекулами, например, с нуклеиновыми кислотами в так называемой «рекомбинантной ДНК-биотехнологии» (рДНК-биотехнология), базирующейся на генной инженерии, или на использовании отдельных ферментов (ферментных систем), например, протеаз в моющих средствах, липаз для модификации вкуса молочных продуктов и т. д. Однако необходимо помнить, что в начальной или конечной стадии молекулярный уровень трансформируется в клеточный. Так, ферменты продуцируются клетками, а при генно-инженерных разработках реципиентом новой генетической информации становится также клетка.

Особенность методов, используемых в биотехнологии, заключается в том, что они должны выполняться, как правило, в асептических условиях, то есть при исключении возможности попадания в среду культивирования биообъекта болезнетворных (патогенных) и неболезнетворных (сапрофитных) микроорганизмов. Патогенные виды представляют непосредственную опасность для занятых в производстве людей и для потребителей конечных продуктов; сапрофитные виды могут выступать конкурентами за питательные субстраты, антагонистами, продуцентами токсических веществ, включая пирогены.