Основы промышленной биотехнологии - Контрольная работа

Когда бактерии росли на смеси метана, этана и пропана, клетки использовали метан, а также этан и пропан, которые окислялись до продуктов, таких как ацетальдегид, уксусная кислота, пропионовая кислота и ацетон соответственно. Позднее другие исследователи наблюдали подобное явление с другими типами микробной трансформации; они включают не только окисление, но также и гидролиз, дегалогенирование и так далее, то есть термин "кометаболизм" было предложено использовать в более широком смысле. На основе разных механизмов трансформации неростового субстрата, а также в зависимости от того, является косубстрат ростовым или неростовым, условно можно выделить четыре типа кометаболизма. В обоих рассмотренных случаях трансформация ростового субстрата должна обеспечивать энергией метаболизм другого субстрата, и этот процесс осуществляется только до определенного продукта, который дальше не ассимилируется клетками. Включение углерода неростовых субстратов или продуктов их трансформации в конструктивный метаболизм, который приводит к увеличению биомассы, предложено называть дополнительным метаболизмом.Если целевой продукт находится внутри клетки (накапливается или входит в состав клеточных структур или оболочки), то он является эндометаболитом, если выделяется клеткой в культуральную жидкость - экзометаболитом. Для разрушения (дезинтеграции) клеток применяют целый набор методов, которые можно отнести к трем основным группам: физико-механические, химические и энзиматические (ферментные) методы. А поскольку клеточные стенки у разных микроорганизмов состоят из различных полимеров (иногда сопоставимых или превосходящих по прочности лучшие сорта сталей), то никакого универсального метода их разрушения не существует. К физическим методам относятся: разрушение клеток баллистическим способом с применением бус баллотини, кварцевого песка, растирание клеток в дисковой мельнице, дробление замороженных в жидком азоте или в сухом льде клеток; экструдирование клеток под высоким давлением (2-5 атм) через узкую щель или отверстие; газодекомпрессионная дезинтеграция, основанная на создании в камере с разрушаемым материалом высокого давления и быстрым сбросом его, приводящим к разрыву клеточных стенок; ультразвуковая дезинтеграция. Энзиматические методы основаны на применении литических ферментов, разрушающих клеточную стенку: лизоцима, выделяемого из белка куриных яиц и разрушающего главным образом оболочки бактериальных клеток; ферментного комплекса, содержащегося в желудочном соке улитки Helix pomatia или продуцируемого некоторыми видами актиномицетов, лизирующего оболочки эукариотических клеток, в частности грибов.При непрерывном способе культивирования микроорганизмы постоянно получают приток свежей стерильной питательной среды, а из аппарата непрерывно отбирается биомасса вместе с образуемыми метаболитами (такой способ культивирования можно назвать "открытой" системой). При непрерывном культивировании микроорганизмы не должны испытывать недостатка в питательном субстрате, так как скорость его притока сбалансирована со скоростью выхода биомассы.Протопласт - клетка, лишенная целлюлозной оболочки, окруженная цитоплазматической мембраной, сохраняющая все свойства, присущие растительной клетке. Впервые протопласты в 1892 г. выделил Дж. При этом способе у плазмолированных клеток разрезают клеточную стенку, протопласты выходят в среду. Выделение протопластов проводят в три этапа: 1. обработка ферментами, 2. выделение протопластов из клеточных стенок, 3. отделение интактных протопластов от клеточных осколков. Лучше всего - в поздней стадии логарифмического роста, когда клеточные стенки легче поддаются разрушению, протопласты наиболее жизнеспособны.Мутагенез (от латинского muto - меняю и греческого - происхождение) - возникновение наследственных изменений - мутаций. В основе мутагенеза лежат явления повреждения в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).Условно различают мутагенез спонтанный, или естественный, и мутагенез индуцированный, или искусственный. Спонтанный (естественный) мутагенез возникает под влиянием физиолого-биохимических изменений в самом организме, естественного радиационного фона, ошибок репликации и др. Индуцированный(искусственный) мутагенез вызывается различными мутагенами; для человеческих популяций особенно опасен. Мутагенез определяет возможность спонтанных абортов, врожденных пороков развития, наследственных болезней с четкими клиническими проявлениями, хромосомных болезней и др.Биологические (биотехнологические) векторы - это биологические структуры, способные вносить чужеродный генетический материал в клетку: плазмиды, бактериофаги, вирусы. Плазмиды (эписомы) - это отдельные кольцевые молекулы ДНК у бактерий, которые определяют внехромосомную наследственность бактериальной клетки и предсталяют собой генетический элемент, способный к длительному автономному существованию и репликации.

Оглавление

1. Кометаболизм

2. Влияние природы (структуры) основного питательного субстрата на образование и количество тех или иных продуктов метаболизма (на примере культивирования тиамингетеротрофных дрожжей в условиях дефицита витамина В1)

3. Экзо-, и эндометаболиты. Выбор способов разрушения клеточных стенок в зависимости от природы эндометаболита

4. Достоинства и недостатки непрерывного способов культивирования

5. Протопласты. Способы получения. Особенности культивирования

6. Мутагенез. Основные типы мутагенезов. Мутагенез в селекции

7. Основные типы векторов

8. Иммуноферментный (иммуносорбентный) анализ. Достоинства и недостатки метода

9. Задача

Список литературы