Реферат: Биотехнология
Культивируемые штаммы дрожжей нуждаются для своего развития в веществах биоса — комплексе витаминов. К биосу принадлежит мезоинозит, бнотин (некогда скоропалительно названный витамином Н, а ныне зачисленный в группу витамина В) и пантотеновая кислота. Впрочем, пантотеновая кислота может быть заменена бета-аланином, при помощи которого дрожжи, вероятно, сами синтезируют пантотеновую кислоту. Дрожжи нуждаются и в тиамине.
Все эти вещества природные штаммы дрожжей синтезируют сами, а вот культурные дрожжи такую способность утратили — у них наблюдают постепенно усиливающуюся гетеротрофность — склонность к питанию готовыми органическими веществами и потерю способности к синтезу одного или нескольких активных веществ биоса.
В никотиновой кислоте нуждаются корни некоторых растений. Она встречается постоянно у высших и низших растений. Предполагается, что никотиновая кислота — универсальное активное вещество.
Пиридоксин усиливает рост корней, например, у томатов и моркови. Под влиянием женского полового гормона млекопитающих животных — эстрона (фолликулярного гормона) усиливается вегетативное развитие растений.
Паста с эстроном, нанесенная на цветочные почки дремы, задерживает развитие тычинок и усиливает развитие завязей. А вот тестостерон — мужской половой гормон работает прямо противоположно эстрону.
В росте листьев участвуют производные пурина: мочевая кислота и аденин. Более или менее заметным образом реагирует живая плазма на действие Н+ или ОН-ионов. Движение плазмы стимулирует гистидин.
Биорегуляторы используют и в растениеводстве и в животноводстве. В растениеводстве они, кстати, зачастую помогают сохранить в культуре старые сорта. Например, виноделы Франции не стремятся к внедрению новых сортов винограда. Французы любят свои вина, заслужившие за столетия мировую известность.
То же можно сказать и об обыкновенном картофеле. И в Европе, и в Америке старые “проверенные” временем сорта удерживаются в производстве десятилетиями. Никакая реклама новейших сортов население не соблазняет — привычка решает выбор.
Сорт картофеля Ранняя Роза (Эрли Роуз) , выведенный в США в 1861 году, до сих пор встречается если не на полях, то в огородной культуре на Американском и Европейском континентах. Еще более стар сорт Гарнет Чили — прадед большинства американских сортов и ряда европейских; его и по сей день высаживают близ Сан-Франциско. Столетний юбилей “справил” сорт Айрнш Коблер; полустолетний возраст у американских сортов Катадин и Чиппева.
Кстати, и пищевой промышленности, перерабатывающей картофель в хлопья, чипсы, гарни, гранулы, в замороженный и жареный “французский картофель” , также приходится придерживаться десятилетиями “стандартных” сортов, отвечающих условиям переработки, ибо сортов картофеля, пригодных для выработки некоторых продуктов, крайне мало. После освоения процесса и техники переработки одного-двух сортов заводам экономически невыгодно “настраиваться” (перестраивать технологию и обновлять технику) на новые сорта картофеля. Тем более что даже такое “простое” требование пищевой промышленности к селекционерам, как непременная устойчивость сортов к механическим повреждениям, повергает последних в глубокое уныние (а подобных требований к перерабатываемому сорту десятки) .
Вот почему биотехнологи стремятся как-то помочь старым апробированным сортам — улучшить их продуктивность, качество или товарный вид. Привередливые американцы, например, предпочитают апельсины ярко-оранжевой окраски. Химики предложили для удовлетворения вкуса потребителей обрабатывать апельсины веществом с малоудобоваримым названием: (2-пара-диэтиламиноэтоксибензаль) — пара-метоксиацетонфенон.
За десять дней обработки этим биорегулятором количество каротиноидов возросло в 16 раз. И окраска стала много живее, и полезного провитамина А значительно прибавилось.
Правда, химики с этим препаратом несколько “перехимичили” : после обработки в корке нередко образовывались красные каротиноиды, придававшие цитрусовым зловещий бордовый цвет, что несколько настораживало непосвященных. Поэтому прибегли к другим биорегуляторам — диэтилоктиламину и диэтилнониламину. Содержание каротиноидов увеличивалось всего в два — пять раз, и ярко-оранжевые плоды пошли нарасхват. И мякоть стала по цвету ярко-оранжевой, и сок гляделся попраздничнее.
Нашли также вещества, которые не только глаз тешат, но и аромат цитрусовых усиливают. Пройдешь мимо магазина в задумчивости, но невольно вздохнешь полной грудью и вернешься, вспомнив, что забыл к чаю лимон купить.
Все известные биорегуляторы либо “подстегивают” , либо депрессируют гены (сдерживают их на туго натянутых вожжах) , либо вообще “выключают” . Например, упоминавшийся выше биорегулятор с названием, требующим недюжинной памяти, приостанавливал последующие превращения гамма-каротина, что благоприятствовало окраске плодов. В будущем подобным способом надеются повысить содержание действующих веществ в лекарственных растениях.
Искусственному дозариванию зеленых плодов томата помогает обработка их регуляторами роста: зарубежным препаратом этрел, отечественными — гидрелом, дигидрелом или декстрелом (они равноценны по физиологической активности) . За 7—10 дней хранения при температуре 18—20° С обработанные этими препаратами плоды созревают на 90 процентов. Искусственно дозаренные плоды по питательной ценности ничуть не уступают естественно дозревшим.
У люцерны обнаружен природный регулятор роста триаконтанол — соединение спиртовой природы, включающее 30 атомов углерода. Он концентрируется главным образом в кутикуле — надкожице, покрывающей поверхность листьев. В концентрации 1 микрограмм на литр трнаконтанол повышает урожай картофеля на 20 процентов. Обработка им семян овощных культур усиливает рост растений и повышает урожайность на 17—25 процентов. Полагают, что триаконтанол активирует некоторые ферменты или влияет на мембраны, интенсифицируя процессы метаболизма — обмена веществ.
В начале 20-х годов медики обнаружили, что если крысам вводить экстракты из гипофиза — мозгового придатка, расположенного у основания мозга, то они начинают расти заметно охотнее и достигают размеров хорошо откормленного кота. Действующим веществом оказался вырабатываемый гипофизом гормон роста, получивший название соматотропина, или соматотропного гормона (СТГ) . При избытке этого гормона в организме вырастают крупные животные — гиганты в пределах своей популяции; недостаток же обусловливает карликовый рост и всевозможные уродства — непропорциональное увеличение отдельных частей тела.
В конце 60-х годов биохимики-медики выделили соматотропин в чистом виде, изучили его состав и структуру. Выяснилось, что это белок, состоящий из 191 аминокислотного остатка. Но ученых ждало разочарование. Хотя соматотропины животных и были близки человеческому по своей структуре, но, как оказалось, имели несколько иной аминокислотный состав, иную последовательность аминокислот в полипептидной цепи и даже иные размеры молекул. Кроме того, в отличие от других гормонов они обладали видовой специфичностью — гормон животного не действовал на человека. В общем-то соматотропные гормоны вполне удовлетворили бы животноводов, если бы не одна трудность: получать их из такого сырья, как гипофизы убойных животных, экономически нецелесообразно. Ныне разрабатывают приемы синтеза соматотропных гормонов (СТГ) методами генной инженерии. В лабораторных условиях Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Института молекулярной биологии синтезированные гормоны уже “работают” .
Биохимиков-“животноводов” , включившихся в соревнование с химиками от медицины в 40—50-х годах, при первых же, казалось бы, блестящих успехах (были синтезированы гормоны роста животных — синтетические эстрогены) осадили “коварные” медики, которые приписали новым препаратам некоторые побочные явления.
Но химики-“животноводы” не успокоились. Они решили обратиться к природным эстрогенам, таким как эстрадиол, эстрон, эстриол. Последние быстро включаются в обмен и быстро выводятся; кроме того, легко разрушаются при варке и жарений мяса. И действие их весьма эффективно: при однократном введении под кожу (так используют и другие гормоны) 50 миллиграммов валерианата эстраднола среднесуточный прирост массы бычков увеличивается на 17—20 процентов. Производные андрогенов — анаболические стероиды в тех же условиях при дозе 150—200 миллиграммов тоже повысили прирост массы животных на 15—20 процентов.
Микоэстраген — зеранол, получаемый из плесени кукурузы, по данным исследователей нескольких стран, после однократного введения обеспечивает в течение 120 дней прирост массы бычков на 10 процентов.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.zoosite.ru/
