2. Этапы развития биотехнологии

Человек использовал биотехнологию на протяжении многих тысяч лет: люди занимались пивоварением, пекли хлеб, придумали способы хранения и переработки продуктов, научились изготавливать простейшие лекарства и перерабатывать отходы. Биотехнология как самостоятельная прикладная наука сформировалась в середине 50-х годов XX века. Возникновение, становление и развитие биотехнологии условно можно подразделить на четыре периода: эмпирический, этиологический, биотехнический и генотехнический.

1. Эмпирический (доисторический) - самый длительный период, охватывающий примерно 8000 лет (более 6000 лет до н.э., около 2000 н.э.). Древние народы использовали приемы и способы изготовления хлеба, пива и некоторых других продуктов. В течение нескольких тысячелетий известен уксус, издревле приготавливавшийся в домашних условиях; первая дистилляция вина осуществлена в XII в., водку из хлебных злаков получили в XVI в., шампанское известно с XVII в. + получение кисло-молочных продуктов, квашенной капусты, медовых алкогольных напитков. Таким образом, народы пользовались на практике микробиологическими процессами, ничего не зная о микробах.

2. Этиологический период (2-ая п. XIX в. и 1-ая треть ХХ в.: 1856 - 1933 г.г.). Он связан с исследованиями французского ученого Луи Пастера. Пастер вскрыл микробную природу брожения, доказал возможность жизни в бескислородных условиях, экспериментально опроверг представление о самопроизвольном зарождении живых существ, создал научные основы вакцинопрофилактики, предложил метод стерилизации, называемый по его имени пастеризацией и т.д. 1859 г – первая жидкая питательная среда 1892 г – обнаружение вируса мозаичной болезни табака (Д.И.Ивановский)

Итоги: удалось доказать индивидуальность микробов и получить их в чистых культурах. Каждый вид мог быть размножен на питательных средах и использован в целях воспроизведения соответствующих процессов (маслянокислые бактерии-маслянокислое брожение, лактобактерии – молочнокислое, дрожжи - спиртовое). В этот период было начато изготовление пищевых прессованных дрожжей, а также некоторых продуктов обмена (метаболизма) ацетона, бутанола, лимонной и молочной кислот.

3. Биотехнический (начался в 1933 году, тогда была опубликована работа Клюйвера и Перкина "Методы изучения обмена веществ у плесневых грибов", в которой изложены основные технические приемы, а также подходы к оценке получаемых результатов при глубинном культивировании грибов). После этого началось внедрение в биотехнологию крупномасштабного герметизированного оборудования, обеспечивающего проведение процессов в стерильных условиях.

Особенно мощный толчок в развитии промышленного биотехнологического оборудования был отмечен в период становления и развития производства антибиотиков (1939 - 1945). Работами многих ученых была показана возможность механизации процессов брожения, культивирования различных клеток и различных клеточных продуктов для нужд человека и, прежде всего, в качестве или в составе лечебных и профилактических средств: антибиотики (пенициллин, стрептомицин, тетрациклин), декстран, ряд аминокислот и другие.

4. Генотехнический (начался с 1972 года). В этом году П. Берг со своими сотрудниками (США) создали первую рекомбинантную молекулу ДНК. Однако, без фундаментальных работ Ф. Крика и Дж. Уотсона (1953) по установлению структуры ДНК было невозможно достичь современных результатов в области биотехнологии. Выяснение механизмов функционирования и регуляции ДНК, выделение и изучение специфичных ферментов привело к формированию строго научного подхода к разработке биотехнологических процессов на основе генно-инженерных работ. В этом суть генотехнического периода. В течение последних 10 - 15 лет происходит бурное развитие биотехнологии, определились сферы приоритетного внедрения конкретных результатов биотехнологических разработок и, как следствие, были выделены основные направления и разделы биотехнологии. К ним относятся: медицинская биотехнология, иммунобиотехнология, биогеотехнология, инженерная энзимология, биоэнерготехнология, космическая биотехнология и др.