Створення мікроорганізмів-продуцентів

Природні мікроорганізми, як правило, володіють низькою продуктивністю тих речовин виробництво яких необхідне. Для біотехнології важливим є використання виквисокопродуктивних штамів мікроорганізмів. Їх створюють направленим відбором спонтанних або індукованих мутагенів. Отримання таких штамів займає іноді багато років. У результаті селекцій продуктивність продуцентів збільшиться в сотні-тисяч разів. Наприклад, в роботі з Penicilium методами селекції вихід пеніциліну був збільшений в кінці примірно в 10 тис. разів в порівнянні з вихідним. Відбору високопродуктивних штамів передують тонкі маніпуляції селекціонера з генетичним матеріалом вихідних штамів. при цьому використовують весь спектр природних способів рекомбінації генів, відомих у бактерій кон’югацію, трандукцію та інші генетичні процеси.

Наприклад, кон’югація (обмін генетичним матеріалом між бактеріями) була успішно використана при створені штаму Pseudomonas putida, який здатний утилізувати парафіни нафти.

Дуже часто використовують трансдукцію (перенес гену від однієї бактерії до іншої за допомогою бактеріальних вірусів-бактеріофагів), та ампліфікації тобто збільшення числа копій потрібного гену. У багатьох мікроорганізмів гени біосинтезу антибіотиків та їх регулятори знаходяться не в основній хромосомі, а в плазмідах. Завдяки ампліфікацій можна збільшити число цих плазмід в клітинах та суттєво збільшити виробництво антибіотиків.

Наступним підходом в генетико-селекційній роботі-отримання генетичних рекомбінантів шляхом злиття різних штамів бактерій, позбавлених клітинних стінок (протопластів). Так злиття протопластів 2-х штамів Streptomyus був скон-струйований новий високоефективний штам-продуцент рифампіцинуС; мутаген Nouerdia mdiferranei, в яких не синтезувався рифампіцин, після злиття сформулювали штами, які продукували 3 нових рифампіцини.

Риимфвпіцин - утворений бактеріями роду Streptomyus, його напівсинтетичне похідне рифампіцин специфічно інгібує ініціацію синтезу РНК-інгібує утворення першого фосфодиефірного зв*язку в ланцюгу молекули РНК. Уеукаріот римфапіцин не інгібує синтез РНК. Злиття протопластів дозволяє об’єднати генетичний матеріал і таких мікроорганізмів, які в природніх умовах не схрещуються.

Застосування рекомбінантних ДНК для переносу природніх генів та конструювання нових. В результаті технології рекомбінантних ДНК вдалось виділити індивідуальні гени, модифікувати їх, з’єднувати один з одним, отримуючи “злиті гени”, які продукують білки з новими властивостями.

Арсенал нових, генно-інженерних, штамів-продуцентів дозволив поряд з продуктами природних штамів (їх називають біопродуктами першого покоління) почати виробництво на базі генно-інженрних штамів рекомбінантних білків - біопродукцію другого покоління. Біопродукція третього покоління - це штучно синтезовані сполуки, повністю імітують біологічні функції природних білків, і ними не являються.

Генно-інженерні методи все ширше використовуються в біотехнологічному виробництві перш за все цінних для людини білків, в тому числі таких, які важко отримати синтетичними хімічними методами або отримати в потрібних кількостях із біологічного матеріалу. Це впершу чергу білки та пептиди, які синтезуються в організмі людини і використовуються як медикаменти. Зусилля генетичних інженерів спрямовані на створення бактерій-продуцентів, які б змогли з високою ефективністю виробляти такі біологічноактивні продукти.Основні складності, які тут проявляються не стільки в конструюванні продуцентів, скільки в тому, щоб синтезовані в них чужерідні білки нормально формувались, модифікувались і не руйнувались в клітинах мікроорганізмів.

Першим кандидатом по проведенню генно-інженерних робіт була E.coli. Оскільки кишечна паличка - природній мешканець кишкового тракту людини - з самого початку вчених турбував можливий ризик зараження штамами, які будуть отримані в експерементах. Щоб виключити можливі зараження, вчені планували використати штами E.coli, які не здатні існувати в кишечнику людини, або ті плазміди, які не можуть передаватися іншим видам бактерій. Проте ці перестороги виявились перебільшеними.

Перейти на сторінку: 1 2


Подібні статті

Ссавці моря
Люди завжди любили дерева, траву, квіти, звірину, птахів. Але раніше любов як би дрімала, заколисана свідомістю невичерпності навколишнього багатства. Тепер же, коли ріст міст усе відчутніше пригноблює ліси й ми, опинившись один раз у цих ...

Життя в межах внутрішніх водойм
Водні об'єкти, розташовані серед суходільних масивів, називають континентальними, або внутрішніми. Вони поділяються на водойми, або водні об'єкти уповільненого стоку, і водотоки — водні об'єкти прискореного стоку. Водойми уповільненого сто ...

Головне меню