Что может биотехнология?

Складнев Дмитрий Анатольевич

Жанр: Прочая научная литература  Научно-образовательная    1990 год   Автор: Складнев Дмитрий Анатольевич   
Закладки
Размер шрифта
A   A+   A++
Cкачать
Читать
Что может биотехнология? ( Складнев Дмитрий Анатольевич)

К читателю

Что такое биотехнология и как она связана с проблемами лечения СПИДа, предупреждением развития раковых опухолей, созданием неуязвимых для вредителей полезных растений? В редакцию «Знака вопроса» приходит множество писем с просьбами ответить на эти и многие другие вопросы, связанные с бурно развивающейся особенно в последнее время новой научной дисциплиной — биотехнологией.

Ученые, медики возлагают на нее очень большие надежды, связанные более всего с решением перечисленных выше острейших проблем, стоящих перед человечеством. Сегодня все более оказывается ясным, что многочисленные недуги, терзающие с незапамятных времени человека, имеют генетическую природу, то есть возникают в результате «поломки» того или иного гена. Задача биотехнологии — найти этот дефектный ген, определить характер «поломки». Разумеется, все это полностью относится также к животным и растениям.

Как было бы здорово, введя в клетку соответствующий ген, создать «неболеющих» домашних животных и сорта не поддающейся вредителям пшеницы, ржи, овса или же выращивать хлопок с заданными свойствами волокна, и к тому же не истощающий почву.

В предлагаемой вашему вниманию брошюре автор — профессиональный биотехнолог — делает попытку на простых и доходчивых примерах объяснить суть проблем, с которыми имеет дело его наука, познакомить с ее историей, достижениями, перспективами. Расшифровка генов, получение полезного и нужного белка, создание лекарств и вакцин, которые помогут бороться с различными недугами, разработка новых исследовательских инструментов, без которых просто немыслимы операции на молекулярном уровне — все это биотехнология.

Задача просто рассказать сложном чрезвычайно трудна, поэтому и автор и редакция вполне отдают себе отчет в том, что наверное не все удалось в этой работе, но, тем не менее, мы надеемся, что пытливому и заинтересованному читателю она окажется полезной.

СКЛАДНЕВ Дмитрий Анатольевич — кандидат биологических наук, окончил биологический факультет МГУ, работает во Всесоюзном НИИ генетики промышленных микроорганизмов. В настоящее время занимается вопросами биотехнологии, в частности использования микробиологических культур для получения промышленно полезных продуктов и полуфабрикатов. Активно публикуется в научной периодической печати.

Что может биотехнология?

Вступление

Каждый день мы просыпаемся и радуемся солнцу и свету, началу нового дня, который сулит нам новые открытия и впечатления. Выглянув в окно или выйдя во двор, мы видим зеленую листву деревьев, траву и даже не догадываемся, что вот точка в пространстве, где начинается биотехнологическое таинство, дающее нам мясо и творог, молоко и хлеб. Именно в зеленом листе начинается тот загадочный процесс фотосинтеза, благодаря которому существует все живое на Земле вот уже как минимум три миллиарда лет.

В листе солнечный луч, его энергия преобразуется в энергию химических связей органики, то есть глюкозы, белков и жиров. Растения, их биотехнология — это и подсолнечное масло, и хлеб, и сахар на нашем столе. А потом растения поедают животные, которые дают нам мясо и яйца, молоко и масло сливочное, сыр и творог.

И мы, поедая все это, запускаем в своем организме сложнейшие биотехнологические «конвейеры», на которых белки «разберутся» до аминокислот, жиры — до составляющих их глицерина и жирных кислот, крахмал распадется на глюкозу, а нуклеиновые кислоты до нуклеотидов. Затем все эти «кирпичики» соберутся по «программам», задаваемым нашими генами, в наши белки, жиры и углеводы, а также нуклеиновые кислоты, чтобы составилась неповторимая генетическая комбинация, которой нет и никогда не будет в мире.

Как доказать, что мы с генетической точки зрения уникальны? А очень просто: если бы этой уникальности не было, то не было бы и трансплантационного иммунитета, то есть реакции отторжения пересаженных органов и тканей. Только однояйцевые близнецы, являющиеся зеркальным отображением друг друга, не имеют барьера несовместимости. Все у них одинаково — и гены, и белки, поэтому пересаженные у них органы и ткани приживаются без иммунодепрессантов, то есть веществ, которые подавляют иммунную реакцию отторжения. Можно сказать, что и биотехнология, молекулярная «машинерия» у них одинакова.

Но рождение однояйцевых близнецов — чрезвычайно редкое событие. А как бы было хорошо наладить такое «производство» органов и тканей, которые можно было бы менять в любой момент. При тяжелых заболеваниях не надо было бы искусственного сердца и сложного устройства — диализатора для очистки крови, с чем прекрасно справляются здоровые почки. Просто пошел в больницу и заменил орган, вышедший из строя. Захотел сменить кожу — не нравятся тебе морщины или родимое пятно, — пожалуйста. Когда-нибудь так и будет! Представим себе «Институт биотехнологии органов и тканей», в котором в термостатах будут выращиваться сердца и легкие, печень и почки. Да, славное будет времечко, но пока до него ещё далеко.

Последуем совету мудрого Соломона, и попытаемся понять суть биотехнологии через посредство составляющих это слово частей «биос» и «техне».

Не составляет труда распознать их греческое происхождение. С первой частью, означающей «жизнь», мы встречаемся в таких словах, как «биология» — изучение жизни «биоценоз» — живое сообщество. А о биополе и говорить не приходится.

Греческое «биос» восходит к древнейшему индоевропейскому корню «бэй». В разные времена его начальный звук произносился нашими пращурами по-разному, поэтому этот корень в греческом дал еще слово «зоэ», которое означает жизнь и животное. Отсюда имена Зоя и Зевс, то есть бог, властелин всего сущего, живого на Земле. Вспомните зоологию и названия геологических эр: палеозой, мезозой, кайнозой и т. д.

Один из широко распространенных витаминов назвали «биотин».

Есть организмы аэробы, живущие за счет кислорода воздуха, и анаэробы, для которых воздух с его кислородом смерти подобен, например те же дрожжи или молочнокислые палочки. Амфибии — это «двоякоживущие», или земноводные, обитающие в двух средах: на земле и в воде. Когда организмы живут бок о бок, помогая друг другу, то говорят о симбиозе. На зиму в холодное время года некоторые животные впадают в спячку, называемую анабиозом.

Многие также знают об особых разрастаниях на корнях растений, в которых размножаются симбиотирующие микроорганизмы и, фиксируя атмосферный азот, «подкармливают» растение-хозяин, дающее им приют в своих корнях. Корень на греческом — «ризос», поэтому микроорганизмы, живущие в корневых разрастаниях, получили название «ризобиум».

Ну и последнее: микроб, то есть микроскопическое живое существо, благодаря которому и стала возможна современная биотехнология.

Вторая часть слова «биотехнология» — «техне» — восходит к «текс» — вить, прясть, делать что-то руками. Отсюда слово текстиль, текст, контекст, тектоника, архитектура, технология.

Теперь мы можем перевести слово «биотехнология» — производство с помощью живых существ, или технология живого.

Когда началась биотехнология

Мы не знаем, когда человек начал сам возделывать растения и приручать животных, но, вероятнее всего, это случилось не ранее десяти-двенадцати тысяч лет назад, когда закончилось последнее оледенение.

Современные методы анализа пыльцы растений говорят нам, что уже девять с половиной тысяч лет назад на территории современной Франции люди выращивали чечевицу. Несколько раньше началось земледелие на Ближнем Востоке, который очень многие ученые считают колыбелью цивилизации.

Родившись в долинах полноводных рек, главным образом между реками Тигром и Евфратом, земледелие дало человеку один из первых продуктов биотехнологии — зерно. Мы называем эту область Междуречьем, а по гречески Месопотамия (от слова «потам» — река, для сравнения можно привести название «речной лошади» гиппопотама). В Месопотамии в разное время существовали государства Шумер, Аккад, Ассирия. Именно древние шумеры изобрели клинопись на глиняных табличках, которые через много тысяч лет находят при раскопках археологи. У древних шумеров даже клинописи поначалу не было. Им, подобно египтянам, приходилось все рисовать. Расшифровать такую письменность в большинстве случаев пока не удается, но кое-что ученым узнать удалось.

Алфавит

Предложения

Copyrights and trademarks for the book, and other promotional materials are the property of their respective owners. Use of these materials are allowed under the fair use clause of the Copyright Law.