1. Биотехнология: в 8 кн. / под ред. Н. С. Егорова, В. Д. Самуилова. М.: Высш.
шк., 1987. Кн. 1 - 8.
2. Биотехнология клеток животных: в 2 т. / под ред. Р. Е. Списра, Дж. Б. Гриф-
фитса; пер. с англ. В. М. Тарасенко; ред. и предисл. перевода Г. А. Сафонова. М.:
Мир, 1989. Т. 1. 365 с. Т. 2. 517 с.
3. Биотехнология / отв. ред. А. А. Баев. М.: Наука, 1984. 312 с.
4. Биотехнология. Принципы и применение / под ред. И. Хиггинса, Д. Бсста,
Дж. Джонса. М.: Мир, 1988. 479 с.
5. Биотехнология растений: культура клеток / Г. П. Болвслл, К. Р. Вуд, Р. А. Гон-
залес [и др.]; пер. с англ. В. И. Негрука; под ред. Р. Г. Бутснко. М.: Агропромиздат,
1989. 279 с.
6. Биотехнология сельскохозяйственных растений / пер. с англ. В. И. Негрука.
М.: Агропромиздат, 1987. 301 с.
7. Будников Т. К. Биосенсоры как новый тип аналитических устройств // Сорос,
образоват. журн. 1996. X» 12. С. 26 - 32.
8. Введение в прикладную энзимологию / под ред. И. В. Березина, К. Мартинс-
ка. М.: Изд-во МГУ, 1982. 384 с.
9. Воробьева Л. И. Промышленная микробиология: учеб. пособие / Л. И. Воро
бьева. М.: Изд-во МГУ, 1989. 294 с.
10. Блинов Н. П. Основы биотехнологии / Н. П. Елинов. М.: Наука, 1995. 600 с.
11. Лабораторный практикум по биотехнологии / В. В. Ревин, Д. А. Кадималисв.
Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2000. Ч. 1. 292 с.
12. Маниатис Т. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирова
ние / Т. Маниатис, Э. Фрич, Дж. Сэмбрук. М.: Мир, 1984. 479 с.
13. Промышленная микробиология / под ред. 3. А. Аркадьевой; под общ. ред.
Н. С. Егорова. М.: Высш. шк., 1987. 470 с.
14. СассонА. Биотехнология: свершения и надежды / А. Сассон. М.: Мир, 1987.
367 с.
15. Сельскохозяйственная биотехнология: учебник / В. С. Шевслуха, Е. А. Ка
лашникова, С. В. Дегтярев [и др.]; под ред. В. С. Шевелухи. М.: Высш. шк., 1998.
416 с.
16. Уотсон Дж. Рекомбинантные ДНК. Краткий курс / Дж. Уотсон, Дж. Туз,
Д. Курц. М.: Мир, 1986. 285 с.
17. Шеховцева Т. Н. Ферменты и их использование в химическом анализе //
Сорос, образоват. журн. 2000. Т. 6, № 1. С. 44 — 48.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 3
Глава 1. ТЕХНОЛОГИЯ РЕКОМБИНАНТНЫХ ДНК................................ 14
1.1. Предмет и задачи генетической инженерии.
Взаимосвязь биотехнологии и генетической инженерии............................................... 14
1.2. История возникновения и развития методов работы
с рекомбинантными ДНК........................................................................................... 15
1.3. Молекулярное клонирование.............................................................................. 16
1.4. Способы получения нужного гена. Подстановка полученного гена
под контроль регуляторных элементов клетки-хозяина................................................ 20
1.5. Векторные молекулы ДНК. Векторы на основе плазмид бактерий............. 24
1.6. Векторы на основе фага Я................................................................................... 26
1.7. Космиды. Фазмиды............................................................................................ 27
1.8. Транспозоны и вставочные последовательности................................................... 27
1.9. Геномные библиотеки и их конструирование........................................................ 28
1.10. Идентификация клеток-реципиентов, несущих ген-мишень.................................. 29
Глава 2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИИ рДНК....................................................................................... 32
2.1. Конструирование штаммов-суперпродуцентов первичных
и вторичных метаболитов методами генной инженерии............................................... 32
2.1.1. Конструирование штамма-суперпродуцента L-треонина
на базе штамма Е. coli K12............................................................................. 32
2.1.2. Конструирование штамма-суперпродуцента рибофлавина
(витамина В2) на базе Bacillus subtilis............................................................. 34
2.1.3. Метаболическая инженерия....................................................................... 35
2.2. Получение гормонов человека, интерферонов и интерлейкинов
генно-инженерными методами................................................................................... 36
2.2.1. Получение гормонов человека генно-инженерными методами..................... 36
2.2.2. Получение интерферонов и интерлейкинов
генно-инженерными методами............................................................................ 39
2.3. Получение «безопасных» вакцин методами генетической инженерии..................... 43
2.3.1. Вакцины. Определение, история развития методов вакцинации........ 43
2.3.2. Использование методов генной инженерии при создании
«безопасных» вакцин. Поколения вакцин..................................................... 44
2.3.3. Вакцины против вируса гепатита В............................................................ 46
2.3.4. Вакцины против вируса гриппа................................................................. 47
2.3.5. Вакцины против вируса ящура.................................................................. 48
2.3.6. Вакцины против вируса полиомиелита....................................................... 48
2.3.7. Подходы к конструированию вакцин против ВИЧ...................................... 49
Глава 3. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ
ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ, ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА...................................... 52
3.1. Генетическая инженерия растений........................................................................ 52
3.1.1. Задачи и проблемы генетической инженерии растений................................ 52
3.1.2. Агробактсриальные трансформирующие векторы растений....................... 53
3.1.3. Другие векторные системы, используемые в генетической
инженерии растений........................................................................................... 57
3.1.4. Методы прямого переноса чужеродной ДНК в клетках растений................ 58
3.1.5. Магистральные пути развития генетической инженерии растений................ 59
3.2. Практическое применение генетической инженерии растений................................ 60
3.2.1. Генно-инженерные работы в области биологической фиксации азота.......... 60
3.2.2. Генно-инженерные работы в области повышения
эффективности фотосинтеза................................................................................ 63
3.2.3. Генно-инженерные работы в области увеличения содержания
незаменимых аминокислот.................................................................................. 64
3.2.4. Генно-инженерные работы по созданию растений, устойчивых
к ранним заморозкам......................................................................................... 66
3.2.5. Генно-инженерные работы по созданию растений, устойчивых
к гербицидам..................................................................................................... 67
3.3. Генетическая инженерия сельскохозяйственных животных......................... 69
3.3.1. Трансгенные сельскохозяйственные животные.
Принципиальные возможности генетической инженерии
в животноводстве............................................................................................ 69
3.3.2. Векторы, используемые в генетической инженерии животных
(на основе литических вирусов, ретровирусов)..................................................... 71
3.3.3. Генетическая трансформация зародышей млекопитающих......................... 73
3.3.4. Генно-инженерные работы с геном гормона роста животных.
Получение животных с ускоренным ростом и увеличенной массой....................... 74
3.3.5. Главные направления генно-инженерных работ
со структурными белками молока. Получение фармакологических
белков в молоке трансгенных животных.............................................................. 75
3.3.6. Генно-инженерное изменение качества и выхода шерсти овец..................... 76
3.4. Генетическая инженерия человека........................................................................ 77
3.4.1. Основные направления генетической инженерии человека...:............ 77
3.4.2. Соматическая генная терапия. Векторы, используемые
для трансформации клеток человека.................................................................... 78
Глава 4. ПРОЦЕССЫФЕРМЕНТАЦИИ И ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТА
В БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВАХ........................................... 85
4.1. Процессы ферментации в биотехнологических производствах............................... 85
4.2. Кинетика роста микроорганизмов в периодических и проточных процессах 87
4.3. Классификация ферментационных процессов....................................................... 89
4.4. Количественные параметры ферментационных процессов..................................... 91
4.5. Классификация биореакторов по функциям и типу...................................... 96
4.6. Принципы масштабирования в биотехнологическом производстве...................... 100
Глава 5. БИОТЕХНОЛОГИЯ ПЕРВИЧНЫХ И ВТОРИЧНЫХ
МЕТАБОЛИТОВ................................................................................................. 105
5.1. Получение полисахаридов........................................................................... 105
5.1.1. Характеристика полисахаридов............................................................... 105
5.1.2. Биосинтез полисахаридов........................................................................ 109
5.1.3. Практическое применение полисахаридов................................................ 113
5.1.4. Получение микробных полисахаридов в промышленности....................... 117
5.2. Получение органических кислот из углеводов
на примере лимонной кислоты................................................................................. 122
5.2.1. История получения лимонной кислоты..................................................... 122
5.2.2. Продуценты лимонной кислоты............................................................... 123
5.2.3. Сверхсинтез лимонной кислоты............................................................... 124
5.2.4. Производство лимонной кислоты............................................................. 124
5.2.5. Механизм биосинтеза.............................................................................. 129
5.3. Производство аминокислот при помощи микроорганизмов................................ 130
5.3.1. Производство аминокислот из биосинтетических предшественников........... 133
5.4. Получение белка............................................................................................... 136
5.4.1. История использования микроорганизмов для получения белка.... 136
5.4.2. Технологический процесс выращивания микроорганизмов
(на примере кормовых дрожжей)...................................................................... 137
5.4.3. Основные виды сырья и используемые микроорганизмы.......................... 138
5.4.4. Перспективы производства белка с использованием
микроорганизмов............................................................................................. 140
5.5. Биотехнология бродильных производств........................................................... 142
5.5.1.Спиртовое брожение............................................................................... 142
5.5.2.Пропионово-кислое брожение.................................................................. 152
5.5.3. Ацетонобутиловое брожение.................................................................... 154
Глава 6. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ
БИОТЕХНОЛОГИИ............................................................................................ 160
6.1. Белковая инженерия.......................................................................................... 160
6.1.1. Белковая инженерия. Создание новых белков.
Молекулярная эволюция. Химическая модификация белков..................... 160
6.1.2. Сайт-направленный мутагенез как метод введения
в белковую молекулу отдельных аминокислотных замен.
Его применение к ферментам............................................................................. 161
6.2. Клеточная инженерия животных. Гибридомная технология................................. 162
6.2.1. История создания метода гибридом......................................................... 162
6.2.2. Получение моноклональных антител........................................................ 164
6.2.3. Практическое применение моноклональных антител................................. 165
6.3. Сельскохозяйственная биотехнология................................................................ 169
6.3.1. Получение биопрепаратов для защиты растений....................................... 169
6.3.2. Создание бактериальных препаратов для защиты растений.
Работы по введению гена 8-эндотоксина в геном растений................................... 170
6.3.3. Технология получения грибных энтомопатогенных препаратов................ 172
6.3.4. Технология получения вирусных энтомопатогенных препаратов............... 175
6.3.5. Неспецифические методы защиты растений.
Иммунизация растений..................................................................................... 177
6.4. Получение биологических удобрений................................................................. 177
6.4.1. Получение ризоторфина (нитрагина)........................................................ 178
6.4.2. Получение азотобактерина....................................................................... 180
6.4.3. Получение фосфоробактерина.................................................................. 182
6.5. Техническая биоэнергетика................................................................................ 184
6.5.1. Получение биогаза биотехнологическими методами.................................. 184
6.5.2. Получение низкомолскулярных спиртов.................................................. 188
6.5.3. Получение тепловой энергии при бактериальном окислении........... 190
6.5.4. Получение молекулярного водорода....................................................... 191
6.5.5. Биотопливные элементы.......................................................................... 192
6.6. Биогсотсхнология металлов............................................................................... 193
6.6.1. Бактериальное выщелачивание металлов.................................................. 193
6.6.2. Микробиологическое извлечение металлов из растворов........................... 196
6.7. Биотехнология и экология................................................................................. 198
6.7.1. Природа и количество отходов и побочных продуктов
биотсхнологической промышленности.............................................................. 198
6.7.2. Микробная деградация и конверсия отходов в кормовые продукты,
энергетическое сырье, удобрения, технический белок, липиды............................. 199
6.7.3. Подходы к решению проблемы очистки водоемов
от разливов нефти и различных углеводородов..................................... 202
6.8. Инженерная энзимология.................................................................................. 204
6.8.1. Носители для иммобилизации ферментов и клеток.................................... 204
6.8.2. Методы иммобилизации ферментов......................................................... 208
6.8.3. Применение иммобилизованных ферментов в промышленности................ 224
6.8.4. Применение иммобилизованных ферментов в микроанализе.
Биосенсоры...................................................................................................... 239
6.8.5. Применение иммобилизованных биокатализаторов в медицине................. 247
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................... 251
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК................................................................. 252
|
-
|
|
|
|
