ВВЕДЕНИЕ. для высших учебных заведений

ОСНОВЫ

ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ

И БИОТЕХНОЛОГИИ

Учебное пособие

для высших учебных заведений

Допущено Министерством образования Республики Беларусь в

качестве учебного пособия для студентов высших учебных

заведений по специальности: 1 – 74 03 01 «Зоотехния».

Гродно 2010

УДК 631.147 (075.8)

ББК 30. 16 я 73

Е 30

Авторы: Ю. А. Горбунов, Г. Ф. Медведев, Н. Г. Минина,

А. А. Козел, Э. И. Бариева, Р. К. Янкелевич, В. М. Добрук

Рецензенты:

Кандидат с.- х. наук, доцент, заведующий лабораторией воспроизводства и генной инженерии с.- х. животных А.И.Будевич РУП «Научно – практический центр НАН Беларуси по животноводству»; канд. с.-х. наук, доцент кафедры генетики и разведения с.-х. животных им. О. А. Ивановой В.Ф.Соболева УО «Витебская ордена «Знак Почёта» государственная академия ветеринарной медицины»

Е 30 Основы генетической инженерии и биотехнологии: учеб. пособие / Ю. А. Горбунов [и др.]; под ред. Ю. А.Горбунова, – Гродно: ГГАУ, 2010 – 241 с.

ISBN

В книге в соответствии с «Образовательным стандартом Республики Беларусь» и типовой учебной программой «Основы генетической инженерии и биотехнологии», изложены традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях генной и клеточной инженерии. Рассмотрены прогрессивные методы биотехнологии для решения сельскохозяйственных, энергетических, сырьевых, медицинских, экологических проблем. Для студентов высших сельскохозяйственных учебных заведений, обучающихся по специальности 1 – 74 03 01 «Зоотехния».

УДК 631.147 (075.8)

ББК 30. 16 я 73

ISBN

© Ю. А. Горбунов и др., 2010

© УО «ГГАУ», 2010

ПРЕДИСЛОВИЕ

В данном учебном пособии «Основы генетической инженерии и биотехнологии» изложены традиционные и новейшие технологии, основанные на достижениях генной и клеточной инженерии. Рассмотрены прогрессивные методы биотехнологии, такие, как получение рекомбинантной ДНК, трансгенных животных, культивирование клеток и тканей, клонирование. Значительное внимание уделено вопросам использования биотехнологических процессов для решения актуальных социально экономических проблем – сельскохозяйственных, энергетических, сырьевых, экологических, медицинских. Обобщены главные достижения биотехнологии в современном производстве: рассмотрены области её приложения, задачи, которые она способна решить, перспективы использования нетрадиционных биотехнологических разработок, проблемы и трудности, связанные с их реализацией. Пособие включает введение, в котором рассмотрены перспективы и проблемы современной биотехнологии. Далее излагаются материалы по отдельным этапам осуществления биотехнологических процессов: подготовка биологических объектов с заданными свойствами, проблемы сырья как ростового субстрата, культивирование организмов, выделение, очистка и модификация продуктов, а также иммобилизация клеток и ферментов. Рассматривается возможность применения биотехнологии в животноводстве, энергетике, пищевой промышленности, медицине, охране окружающей среды. Обсуждаются перспективы и проблемы, связанные с каждым из этих этапов. Содержание учебного материала учитывает современные требования к компетенциям студентов по этапам в виде знаний и умений, которые он должен приобрести в результате изучения дисциплины в соответствии с «Образовательным стандартом Республики Беларусь» (дата введения 2007 – 09 – 01) полностью согласующихся с содержанием учебных модулей и типовой учебной программой «Основы генетической инженерии и биотехнологии» Рег. № ТД – К 056/тип. Утв. 31. 08. 2009г.

ВВЕДЕНИЕ

В большинстве стран генетическая инженерия стала рассматриваться как одно из наиболее перспективных направлений в науке, призванное в значительной степени решить традиционные проблемы сельского хозяйства, медицины, экологии, национальной безопасности. Освоение наукоёмких ДНК-технологий открывает новые возможности для решения проблем борьбы с голодом и болезнями, улучшения экологического состояния хозяйственных территорий, и не только за счёт существенного повышения урожайности новых сортов, а в силу улучшения качества и экологической безопасности продуктов питания, разработки и внедрения новых безвредных ресурсосберегающих методов организации производства.

В то же время, в связи с бесспорной новизной этого направления, сравнительно небольшими сроками практического использования достижений современной биотехнологии, имеет вполне объяснимое место элемент научной неопределённости относительно возможных неблагоприятных последствий генно-инженерной деятельности для окружающей среды, то есть сохранения биологического разнообразия, а также, в некоторой степени, для здоровья человека. Поэтому, во избежание некоторых негативных явлений необходимы действенные меры регулирования генно-инженерной деятельности на государственном и межгосударственном уровнях, а также комплексная оценка генно-инженерных организмов, высвобождаемых в окружающую среду и их безопасность.

В Беларуси, в силу известных причин, использование ДНК технологий пока не получило достаточного развития. Но, учитывая особую значимость этого направления, принята и успешно выполняется «Государственная программа «Разработка и использование генно-инженерных биотехнологий в интересах сельского хозяйства и медицины». Цель программы – обеспечение ускоренного развития и использования в стране молекулярно-генетических исследований и современных генно-инженерных биотехнологий для решения задач обеспечения продовольственной и экологической безопасности, а также развития экспортного потенциала страны.

В Белгосунверситете на биологическом факультете ведутся работы по клонированию бактериальных генов, которые уже используются для создания трансгенных растений, устойчивых к ряду болезней. Впервые за пять лет проведения совместных белорусско-российских экспериментов на базе РУП «НПЦ НАН Беларуси по животноводству» получены трансгенные козлята от разных конструкций по лактоферину человека.

Принята государственная программа «ДНК-биотехнология». Взаимодействие учёных биологического и аграрного отделения по использованию ДНК-технологий в сельском хозяйстве будет способствовать:

1. Повышению эффективности селекционного процесса у животных и растений.

2. Созданию новых высокоурожайных, устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных культур, пород животных с улучшенными хозяйственными характеристиками.

3. Насыщению внутреннего рынка республики биологическими средствами профилактики и лечения животных, биопрепаратами для силосования кормов, средствами защиты сельскохозяйственных культур, биоудобрениями, ферментными препаратами, препаратами для защиты окружающей среды.

4. Значительному повышению урожайности, снижению затрат на борьбу с болезнями, вредителями и сорняками.

5. Уменьшению загрязнения полей ядохимикатами, что даст высокий экономический, социальный и экологический эффект.