Просмотр кода страницы Биотехнология

[[Файл:Biotehnologija1.PNG|thumb|500px|Возможные способы применения массовой культуры водорослей]]
[[Файл:TRNA-Phe yeast 1ehz.png|thumb|230px|Структура транспортной РНК]]
'''Биотехноло́гия''' (от [[греческий язык|гр.]] βίος — «жизнь», τέχνη — «искусство, мастерство, способность», λόγος — «слово, смысл, мысль, понятие») — дисциплина, изучающая возможности использования живых [[организм]]ов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом [[Генетическая инженерия|генной инженерии]].

Обширный характер биотехнологии часто затрудняет детальное определение этого предмета. Некоторые определения биотехнологии следующие<ref>{{Статья|ссылка=https://iopscience.iop.org/book/mono/978-0-7503-1299-8/chapter/bk978-0-7503-1299-8ch1|автор=Saurabh Bhatia|заглавие=History, scope and development of biotechnology|год=2018-05-01|язык=en|издание=Introduction to Pharmaceutical Biotechnology, Volume 1: Basic techniques and concepts|издательство=[[IOP Publishing]]|archive-date=2023-10-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20231002141550/https://iopscience.iop.org/book/mono/978-0-7503-1299-8/chapter/bk978-0-7503-1299-8ch1}}</ref>:

* «Биотехнология означает любое научное применение биологических систем, живых организмов или их производных для производства/изменения продуктов или процессов из конкретных практических соображений»<ref>''Convention on Biological Diversity Handbook'' 3rd edn 1992 https://www.cbd.int/doc/handbook/cbd-hb-01-en.pdf {{Wayback|url=https://www.cbd.int/doc/handbook/cbd-hb-01-en.pdf |date=20231110140253 }} (Accessed 29 Sep 2015)</ref>.
* «Использование живых организмов, систем или процессов представляет собой биотехнологию»<ref>Sreenivasulu N S 2008 ''Biotechnology and Patent Law: Patenting Living Beings''  (Noida: Manupatra: )  p 249</ref><ref>Koltuniewicz A B 2014  ''Sustainable Process Engineering: Prospects and Opportunities'' (de Gruyter)</ref>.
* Согласно определению ''Collins English Dictionary'', биотехнология – это использование живых организмов, их частей или процессов для разработки активных и полезных продуктов и предоставления услуг, например: обработка отходов. Этот термин означает широкий спектр процессов: от использования дождевых червей в качестве источника белка до генетической модификации бактерий с целью получения генных продуктов человека, например гормоны роста<ref>''Collins English Dictionary'' [https://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/biotechnology www.collinsdictionary.com/dictionary/english/biotechnology] {{Wayback|url=https://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/biotechnology |date=20230624055400 }} (Accessed 1 July 2017)</ref>.
* Согласно «''Golden Treasury of Science and Technology''», биотехнология — это дисциплина, основанная на использовании контролируемых жизненных процессов для массового производства ценных веществ<ref>CSIR/NISCAIR 2013 ''Golden Treasury of Science and Technology'' (New Delhi: CSIR/NISCAIR) pp 9–11</ref>.

Биотехнологией часто называют применение [[генная инженерия|генной инженерии]] в [[XX век|XX]]—[[XXI век]]ах, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и животных путём [[Искусственный отбор|искусственного отбора]] и [[Гибридизация (биология)|гибридизации]]. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

До 1971 года термин «биотехнология» использовался, главным образом, в [[пищевая промышленность|пищевой промышленности]] и [[сельское хозяйство|сельском хозяйстве]]. С 1970 года учёные используют термин в применении к лабораторным методам, таким, как использование [[Рекомбинантная ДНК|рекомбинантной ДНК]] и [[Культура клеток|культур клеток]], выращиваемых ''[[in vitro]]''.

Биотехнология основана на [[Генетика|генетике]], [[Молекулярная биология|молекулярной биологии]], [[Биохимия|биохимии]], [[Эмбриология|эмбриологии]], [[Микробиология|микробиологии]] и клеточной биологии, а также [[прикладная наука|прикладных дисциплинах]] — химической и информационной технологиях и [[Робототехника|робототехнике.]]

== История биотехнологии ==
[[Файл:The Brewer designed and engraved in the Sixteenth. Century by J Amman.png|right|thumb|[[Пивоварение]] было одним из первых применений биотехнологии]]
{{main|Хронология биотехнологии}}
Впервые термин «биотехнология» применил венгерский инженер Карл Эреки в [[1917 год]]у.

Использование в промышленном [[производство|производстве]] микроорганизмов или их [[фермент]]ов, обеспечивающих технологический процесс, известно издревле, однако систематизированные [[научное исследование|научные исследования]] позволили существенно расширить арсенал методов и средств биотехнологии.

Так, в [[1814 год]]у петербургский [[академик]] К. С. Кирхгоф ([http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Kirchhoff_Konst.html биография] {{Wayback|url=http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Kirchhoff_Konst.html |date=20191017062626 }}) открыл явление биологического [[катализ]]а и пытался биокаталитическим путём получить [[сахар]] из доступного отечественного сырья (до середины [[XIX век]]а сахар получали только из [[Сахарный тростник|сахарного тростника]]). В [[1891 год]]у в [[США]] японский биохимик Дз. Такамине получил первый [[патент]] на использование ферментных препаратов в промышленных целях: учёный предложил применить диастазу для осахаривания растительных отходов.

В начале [[XX век|XX века]] активно развивалась [[Бродильная промышленность|бродильная]] и [[микробиологическая промышленность]]. В эти же годы были предприняты первые попытки наладить производство [[Антибиотики|антибиотиков]], [[Пищевые концентраты|пищевых концентратов]], полученных из [[Дрожжи|дрожжей]], осуществить контроль [[Ферментация|ферментации]] продуктов растительного и животного происхождения.

Первый антибиотик — [[пенициллин]] — удалось выделить и очистить до приемлемого уровня в [[1940 год]]у, что дало новые задачи: поиск и налаживание промышленного производства лекарственных веществ, продуцируемых [[микроорганизм]]ами, работа над удешевлением и повышением уровня [[Биобезопасность|биобезопасности]] новых лекарственных препаратов.

== Цвета биотехнологии ==
Разные направления биотехнологии условно выделяют в цвета. Современная типология выделяет десять таких видов биотехнологии<ref>{{Статья|ссылка=https://cyberleninka.ru/article/n/tipologiya-biotehnologiy-i-mesto-v-ney-rossiyskoy-bioenergeticheskoy-otrasli|автор=Кудрявцева Ольга Владимировна, Яковлева Екатерина Юрьевна, Вильт Мария Васильевна|заглавие=Типология биотехнологий и место в ней Российской биоэнергетической отрасли|год=2014|издание=Вестник университета|выпуск=13|страницы=123–132|issn=1816-4277|archive-date=2023-11-25|archive-url=https://web.archive.org/web/20231125212404/https://cyberleninka.ru/article/n/tipologiya-biotehnologiy-i-mesto-v-ney-rossiyskoy-bioenergeticheskoy-otrasli}}</ref>:

# Красная – [[медицина]], [[фармацевтика]], диагностика;
# Жёлтая – пищевая; 
# Золотая – вопросы [[Биоинформатика|биоинформатики]] и [[Нанотехнология|нанотехнологии]];
# Зелёная – [[сельское хозяйство]], [[биотопливо]] и восстановление [[Окружающая среда|окружающей среды]], [[геомикробиология]];
# Синяя – биотехнология [[Аквакультура|аквакультуры]];
# Фиолетовая – юридические вопросы; 
# Белая – 
#* в англоязычной литературе это биотехнология, основанная на работе с [[ген]]ами, 
#* в русской закрепленным остается значение, связанное с промышленным биопроизводством;
# Серая – 
#* все процессы, связанные с ферментами и классическими биопроцессами,
#* в более традиционных источниках под серой биотехнологией понимают экологическую; 
# Чёрная – связанная с военными целями и терроризмом; 
# Коричневая – решение проблем [[Пустыня|пустынных]] и [[Аридный климат|аридных]] территорий (пространственная и геомикробиология)

== Некоторые дисциплины, относящиеся к биотехнологии ==

=== Биоинженерия ===
{{main|Биоинженерия}}
{{нет источников в разделе|дата=2013-07-24}}
[[Биоинженерия]] (или биомедицинская инженерия) — это дисциплина, направленная на углубление знаний в области инженерии, биологии и медицины и укрепление здоровья человечества за счёт междисциплинарных разработок, которые объединяют в себе инженерные подходы с достижениями биомедицинской науки и клинической практики. Биоинженерия/биомедицинская инженерия — это применение технических подходов для решения медицинских проблем в целях улучшения охраны здоровья. Эта инженерная дисциплина направлена на использование знаний и опыта для нахождения и решения проблем биологии и медицины. Биоинженеры работают на благо человечества, имеют дело с живыми системами и применяют передовые технологии для решения медицинских проблем. Специалисты по биомедицинской инженерии могут участвовать в создании приборов и оборудования, в разработке новых процедур на основе междисциплинарных знаний, в исследованиях, направленных на получение новой информации для решения новых задач. Среди важных достижений биоинженерии можно упомянуть разработку искусственных суставов, [[Магнитно-резонансная томография|магнитно-резонансной томографии]], [[Электрокардиостимулятор|кардиостимуляторов]], [[Артроскопия|артроскопии]], ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Также одним из основных направлений биоинженерных исследований является применение методов компьютерного моделирования для создания белков с новыми свойствами, а также моделирования взаимодействия различных соединений с клеточными рецепторами в целях разработки новых фармацевтических препаратов («drug design»).

=== Биомедицина ===
{{main|Биомедицина}}
Раздел [[медицина|медицины]], изучающий с теоретических позиций [[организм]] [[человек]]а, его строение и функцию в [[Норма (медицина)|норме]] и [[патология|патологии]], патологические состояния, методы их [[Диагностика (медицина)|диагностики]], коррекции и [[лечение|лечения]]<ref>{{Cite web |url=http://www.bio-medicine.org/Medicine-Definition |title=Medicine Definition |access-date=2013-05-30 |archive-date=2009-07-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090708025435/http://www.bio-medicine.org/medicine-definition/ |url-status=live }}</ref>. [[Биомедицина]] включает накопленные сведения и исследования, в большей или меньшей степени общие [[медицина|медицине]], [[ветеринария|ветеринарии]], [[стоматология|стоматологии]] и фундаментальным биологическим наукам, таким, как [[химия]], [[биологическая химия]], [[биология]], [[гистология]], [[генетика]], [[эмбриология]], [[анатомия]], [[физиология]], [[патология]], биомедицинский [[инжиниринг]]<ref>Bronzino, Joseph D. (April 2006). The Biomedical Engineering Handbook, Third Edition. CRC Press. ISBN 978-0-8493-2124-5. http://crcpress.com/product/isbn/9780849321245 {{Wayback|url=http://crcpress.com/product/isbn/9780849321245|date=20150224012731}}</ref>, [[зоология]], [[ботаника]] и [[микробиология]]<ref>«Bacteriology at The Free Online Dictionary». http://www.thefreedictionary.com/bacteriologist {{Wayback|url=http://www.thefreedictionary.com/bacteriologist |date=20110606213409 }}. Retrieved on 2007-03-11.</ref><ref>«Virology at The Free Online Dictionary». http://www.thefreedictionary.com/virology {{Wayback|url=http://www.thefreedictionary.com/virology |date=20110606213415 }}. Retrieved on 2007-03-11.</ref><ref>Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology.Oxford:Oxford Scienxe Publications,1997. ISBN 0-19-854768-4.740 pp.</ref>.

==== Наномедицина ====
[[Файл:InsulinHexamer.jpg|thumb|Компьютерное изображение инсулина]]
{{main|Наномедицина}}
Слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя наноустройства и наноструктуры<ref name="Nanomed1">[http://www.nanomedicine.com/NMI.htm Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities] {{Wayback|url=http://www.nanomedicine.com/NMI.htm|date=20150814144946}}, by [[Фрайтас, Роберт|Robert A. Freitas Jr.]] 1999, ISBN 1-57059-645-X</ref>. В мире уже созданы ряд технологий для наномедицинской отрасли. К ним относятся адресная доставка лекарств к больным клеткам<ref>{{статья |заглавие=Small-scale systems for in vivo drug delivery |издание=[[Nature Biotechnology]] |том=21 |номер=10 |страницы=1184—1191 |doi=10.1038/nbt876 |язык=en |автор=LaVan D. A., McGuire T., Langer R. |год=2003 |тип=journal |издательство=[[Nature Publishing Group]] |ссылка=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=14520404&cmd=showdetailview }}</ref>, лаборатории на чипе, новые бактерицидные сре́дства.

=== Биофармакология ===
{{main|Биофармакология}}
Раздел [[Фармакология|фармакологии]], который изучает физиологические эффекты, производимые веществами биологического и биотехнологического происхождения. Фактически, биофармакология — это плод конвергенции двух традиционных наук — биотехнологии, а именно, той её ветви, которую именуют «красной», медицинской биотехнологией, и [[Фармакология|фармакологии]], ранее интересовавшейся лишь низкомолекулярными химическими веществами, в результате взаимного интереса.

Объекты биофармакологических исследований — изучение [[Биологические препараты|биофармацевтических препаратов]], планирование их получения, организация производства. Биофармакологические [[лечебные средства|лечебные сре́дства]] и сре́дства для профилактики заболеваний получают с использованием живых биологических систем, тканей организмов и их производных, с использованием средств биотехнологии, то есть лекарственные вещества биологического и биотехнологического происхождения.

=== Биоинформатика ===
{{main|Биоинформатика}}
Совокупность методов и подходов<ref>{{Cite web |url=http://lenta.ru/articles/2012/11/30/koonin/ |title=''Е. Кунин'' Суп из гвоздя. Ведущий эволюционист рассказал о Мультивселенной и антропном принципе. // Lenta.ru, 1 декабря 2012 |access-date=2013-05-30 |archive-date=2014-08-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140809220540/http://lenta.ru/articles/2012/11/30/koonin/ |url-status=live }}</ref>, включающих в себя:
# математические методы компьютерного анализа в [[Геномика#Сравнительная геномика|сравнительной геномике]] (геномная биоинформатика);
# разработка алгоритмов и программ для предсказания пространственной структуры белков ([[Биоинформатика#Структурная биоинформатика|структурная биоинформатика]]);
# исследование стратегий, соответствующих вычислительных методологий, а также общее управление информационной сложности биологических систем<ref name="Tor">[https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=4277 ''Ivan Y. Torshin'' Bioinformatics in the Post-Genomic Era: The Role of Biophysics] {{Wayback|url=https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=4277|date=20061227210453}}, Novapublishers, 2006, ISBN 1-60021-048-1</ref>.
В биоинформатике используются методы [[прикладная математика|прикладной математики]], [[статистика|статистики]] и [[информатика|информатики]]. Биоинформатика используется в [[Биохимия|биохимии]], [[Биофизика|биофизике]], [[Экология|экологии]], медицине и в других областях.

==== Выравнивание последовательностей ====
{{main|Выравнивание последовательностей}}
[[Биоинформатика|Биоинформатический]] метод, основанный на размещении двух или более последовательностей мономеров [[ДНК]], [[РНК]] или [[Белки|белков]] друг под другом таким образом, чтобы легко увидеть сходные участки в этих последовательностях. Сходство [[Первичная структура|первичных структур]] двух молекул может отражать их функциональные, структурные или эволюционные взаимосвязи<ref name=mount>{{книга |год=2004 |заглавие=Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis |издание=2nd |издательство=Cold Spring Harbor Laboratory Press: Cold Spring Harbor, NY. |isbn=0-87969-608-7 |язык=en |автор=Mount DM.}}</ref>. Алгоритмы выравнивания последовательностей также используются в [[Обработка естественного языка|NLP]].

=== Бионика ===
{{main|Бионика}}
Прикладная [[наука]] о применении в технических устройствах и системах принципов организации, свойств, функций и структур живой природы, то есть формы живого в природе и их промышленные аналоги. Проще говоря, бионика — это соединение биологии и техники. Бионика рассматривает биологию и технику совсем с новой стороны, объясняя, какие общие черты и какие различия существуют в природе и в технике.

Различают:
* ''биологическую'' бионику, изучающую процессы, происходящие в биологических системах;
* ''теоретическую'' бионику, которая строит математические модели этих процессов;
* ''техническую'' бионику, применяющую модели теоретической бионики для решения инженерных задач.

Бионика тесно связана с [[биология|биологией]], [[физика|физикой]], [[химия|химией]], [[кибернетика|кибернетикой]] и инженерными науками: [[электроника|электроникой]], [[навигация|навигацией]], [[Передача информации|связью]], морским делом и другими.

=== Биоремедиация ===
{{main|Биоремедиация}}
Комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием [[метаболизм|метаболического]] потенциала биологических объектов — [[растения|растений]], [[грибы|грибов]], [[насекомые|насекомых]], [[черви|червей]] и других [[организм]]ов.

=== Искусственный отбор ===
{{main|Искусственный отбор}}
Избирательной допущение к [[Размножение|размножению]] животных, растений или других организмов с целью выведения новых сортов и пород. Предшественник и основной метод современной [[Селекция|селекции]]. Результатом искусственного отбора является многообразие сортов растений и пород животных.

=== Клонирование ===
Появление естественным путём или получение нескольких генетически идентичных [[организм]]ов путём [[Бесполое размножение|бесполого]] (в том числе [[Вегетативное размножение|вегетативного]]) размножения. Термин «клонирование» в том же смысле нередко применяют и по отношению к клеткам многоклеточных организмов. Клонированием называют также получение нескольких идентичных копий наследственных молекул (молекулярное клонирование). Наконец, клонированием также часто называют биотехнологические методы, используемые для искусственного получения клонов организмов, клеток или молекул. Группа генетически идентичных организмов или клеток — клон.
[[Файл:Dollyscotland (crop).jpg|thumb|300px|[[Долли (овца)|Долли]] — самка овцы, первое млекопитающее, успешно клонированное из клетки другой взрослой особи]]

==== Клонирование человека ====
{{main|Клонирование человека}}
Прогнозируемая методология, заключающаяся в создании [[эмбрион]]а и последующем выращиванием из эмбриона людей, имеющих генотип того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего. Пока технология клонирования человека не отработана. В настоящее время достоверно не зафиксировано ни одного случая клонирования человека. И здесь встаёт ряд как теоретических, так и технических вопросов. Однако, уже сегодня есть методы, позволяющие с большой долей уверенности говорить, что в главном вопрос технологии решён. Опасения вызывают такие моменты, как большой процент неудач при клонировании и связанные с этим возможности появления неполноценных людей. А также вопросы отцовства, материнства, наследования, брака и многие другие. С точки зрения основных мировых [[религия|религий]] ([[христианство]], [[ислам]], [[иудаизм]]) клонирование человека является или проблематичным актом, или актом, выходящим за рамки вероучения и требующим у [[богословие|богословов]] чёткого обоснования той или иной позиции религиозных [[иерарх]]ов. В некоторых [[страна|государствах]] использование данных [[технология|технологий]] применительно к [[человек]]у официально запрещено — [[Франция]], [[Германия]], [[Япония]]. Эти запреты, однако, не означают намерения [[Законодательная власть|законодателей]] названных государств воздерживаться от применения клонирования человека в будущем, после детального изучения молекулярных механизмов взаимодействия [[цитоплазма|цитоплазмы]] [[ооцит]]а-[[реципиент]]а и [[Клеточное ядро|ядра]] соматической [[клетка|клетки]]-[[донор]]а, а также совершенствования самой [[техника|техники]] [[Клонирование (биотехнология)|клонирования]].

=== Образовательная биотехнология ===
Образовательная биотехнология применяется для распространения биотехнологий и подготовки кадров в этой области. Она разрабатывает междисциплинарные материалы и образовательные стратегии, связанные с биотехнологиями (например, производство [[Рекомбинация (биология)|рекомбинантного]] белка) доступными для всего общества, в том числе для людей с особыми потребностями, например нарушениями слуха и / или ухудшением зрения<ref>{{Cite web|url=http://biotecnologiasi.tumblr.com/post/127500335763/los-colores-de-la-biotecnología|title=Los Colores de la Biotecnología|publisher=Biotecnología Sí|access-date=2016-10-29|archive-date=2016-10-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20161029010056/http://biotecnologiasi.tumblr.com/post/127500335763/los-colores-de-la-biotecnolog%C3%ADa|url-status=live}}</ref>.

=== Гибридизация ===
{{main|Гибридизация (биология)}}
Процесс образования или получения [[Гибрид (биология)|гибридов]], в основе которого лежит объединение генетического материала разных клеток в одной клетке. Может осуществляться в пределах одного вида (внутривидовая гибридизация) и между разными [[Биологическая систематика|систематическими]] группами (отдалённая гибридизация, при которой происходит объединение разных [[геном]]ов). Для первого поколения гибридов часто характерен [[гетерозис]], выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов. При отдалённой гибридизации гибриды часто [[Стерильность (размножение)|стерильны]], но этот недостаток иногда можно исправить полиплоидизацей.

=== Генная инженерия ===
{{main|Генетическая инженерия}}
[[Файл:Biotehnologija2.PNG|thumb|200px|right|Субстраты для получения белка одноклеточных для разных классов микроорганизмов]]Несмотря на то, что первые [[Эксперимент Эвери, Маклеода и Маккарти|успешные опыты по трансформации клеток экзогенной ДНК]] были поставлены ещё в [[1940-е]] года [[Эвери, Освальд|Эйвери]], [[Маклеод, Колин|Маклеодом]] и [[Маккарти, Маклин|Маккарти]], первый коммерческий препарат человеческого рекомбинантного [[инсулин]]а был получен в начале 1980 или 1982 годах<ref>Филатов О. Ю., Малышев И. Ю. Клеточные биотехнологии в эндокринологии (учебное пособие для студентов лечебного факультета и слушателей факультета последипломного образования). — М., 2010.</ref><ref>Tof, Ilanit (1994). [http://www.littletree.com.au/dna.htm «Recombinant DNA technology in the synthesis of human insulin»] {{Wayback|url=http://www.littletree.com.au/dna.htm |date=20071130003944 }}. Little Tree Publishing.</ref>. Введение чуждых для генома бактериальных клеток генов производят с использованием т. н. [[Вектор (биология)|векторных ДНК]], например [[плазмиды]], присутствующие в бактериальных клетках, а также [[бактериофаги]] и другие [[мобильные генетические элементы]] могут быть использованы в качестве векторов для переноса экзогенной ДНК в клетку реципиента.

Получить новый ген можно:
# Вырезанием его из геномной ДНК хозяина при помощи рестрицирующей эндонуклеазы, катализирующей разрыв фосфодиэфирных связей между определёнными азотистыми основаниями в ДНК на участках с определённой последовательностью [[Нуклеотиды|нуклеотидов]];
# Химико-ферментативным синтезом;
# Синтезом [[кДНК]] на основе выделенной из клетки матричной РНК при помощи ферментов [[ревертазы]] и [[ДНК-полимераза|ДНК-полимеразы]], при этом изолируется ген, не содержащий незначащих последовательностей и способный экспрессироваться при условии подбора подходящей [[промотор]]ной последовательности в прокариотических системах без последующих модификаций, что чаще всего необходимо при трансформации прокариотических систем эукариотическими генами, содержащими [[интроны]] и [[экзоны]].

После этого обрабатывают векторную молекулу ДНК рестриктазой с целью образования двуцепочечного разрыва и в образовавшуюся «брешь» производится «вклеивание» гена в вектор используя фермент [[ДНК-лигаза|ДНК-лигазу]], а затем такими рекомбинантными молекулами трансформируют клетки реципиента, например клетки [[Кишечная палочка|кишечной палочки]]. При трансформации с использованием в качестве вектора, например, плазмидной ДНК необходимо, чтобы клетки были компетентными ( готовыми принять чужеродный генетический материал) для проникновения экзогенной ДНК в клетку, для чего например используют электропорацию клеток реципиента. После успешного проникновения в клетку экзогенная ДНК начинает [[Репликация (биология)|реплицироваться]] и экспрессироваться в клетке.

==== Трансгенные растения ====
[[Генетически модифицированное растение|Трансгенные растения]] — это те растения, которым «пересажены» гены других организмов.

Картофель, устойчивый к колорадскому жуку, был создан путём введения гена, выделенного из [[геном]]а почвенной тюрингской бациллы ''[[Bacillus thuringiensis]]'', вырабатывающий белок [[Cry-токсины|Cry]], представляющий собой протоксин, в кишечнике насекомых этот белок растворяется и активируется до истинного токсина, губительно действующего на личинок и [[имаго]] насекомых, у человека и других теплокровных животных подобная трансформация протоксина невозможна и соответственно этот белок для человека не токсичен и безопасен. Опрыскивание спорами ''Bacillus thuringiensis'' использовалось для защиты растений и до получения первого трансгенного растения, но с низкой эффективностью, продукция эндотоксина внутри тканей растения существенно повысило эффективность защиты, а также повысило экономическую эффективность ввиду того, что растение само начало продуцировать защитный белок. Путём трансформации растения картофеля при помощи ''[[Agrobacterium tumefaciens]]'' были получены растения, синтезирующие этот белок в мезофилле листа и других тканях растения. В итоге растение стало не подверженным нападкам колорадского жука. Данный подход используется и для создания других сельскохозяйственных растений, резистентных к различным видам насекомых.

==== Трансгенные животные ====
В качестве трансгенных животных чаще всего используются [[Домашняя свинья|свиньи]]. Например, есть свиньи с человеческими генами — их вывели в качестве доноров человеческих органов.

Японские генные инженеры ввели в геном свиней ген [[шпинат]]а, который производит фермент FAD2, способный преобразовывать жирные насыщенные кислоты в [[Линолевая кислота|линолевую]] — ненасыщенную жирную кислоту. У модифицированных свиней на 1/5 больше ненасыщенных жирных кислот, чем у обычных<ref name="test">[http://www.membrana.ru/particle/926 Генная кулинария: мутанты вкуснее всего!] {{Wayback|url=http://www.membrana.ru/particle/926 |date=20131031180802 }}{{проверено|19|12|2011}}</ref>.

Зелёные светящиеся свиньи — трансгенные свиньи, выведенные группой исследователей из [[Национальный университет Тайваня|Национального университета Тайваня]] путём введения в ДНК эмбриона гена [[Зелёный флуоресцентный белок|зелёного флуоресцентного белка]], позаимствованного у флуоресцирующей [[Медуза|медузы]] ''[[Aequorea victoria]]''. Затем эмбрион был имплантирован в матку самки свиньи. Поросята светятся зелёным цветом в темноте и имеют зеленоватый оттенок кожи и глаз при дневном свете. Основная цель выведения таких свиней, по заявлениям исследователей, — возможность визуального наблюдения за развитием тканей при пересадке стволовых клеток. Похожие эксперименты были проведены на мышах и крысах.

=== Космическая биотехнология ===
Космическая биотехнология направлена на изучение влияния факторов космического полета на биообъекты и разработку технологий получения биопродуктов в условиях микрогравитации. Перспективные задачи включают: создание биообъектов с заданными свойствами, исследование биотехнологических процессов, технико-экономическое обоснование космического производства, испытания научной аппаратуры и изучение биодеградирующего действия микроорганизмов на элементы космических станций<ref name=":0">{{Cite web|url=https://www.gctc.ru/main.php?id=286|title=Центр подготовки космонавтов им. Ю.А.Гагарина. Официальный Web-сайт|lang=ru|website=www.gctc.ru|access-date=2025-03-20}}</ref>.

Для космического биотехнологического производства приоритетными являются биологические объекты в четырех основных областях: для медицины (гормоны, интерфероны, антибиотики и др.), для сельского хозяйства (средства лечения животных, клоны растений и др.), для разработки природных ресурсов (микроорганизмы для биоадсорбции нефти и биодеградации химических веществ) и для пищевой промышленности (ферменты, микроорганизмы-продуценты, пищевые добавки)<ref name=":0" />.

== Моральный аспект ==
Многие современные религиозные деятели и некоторые учёные предостерегают научное сообщество от излишнего увлечения такими биотехнологиями (в частности, биомедицинскими технологиями) как [[генная инженерия]], [[Клонирование (биология)|клонирование]], и различные методы искусственного размножения (такие, как [[Экстракорпоральное оплодотворение|ЭКО]]).
{{начало цитаты|источник=[http://www.riss.ru/index.php/analitika/989 Человек перед лицом новейших биомедицинских технологий], статья старшего научного сотрудника [[Российский институт стратегических исследований|РИСИ]] В. Н. Филяновой}}
''Проблема биотехнологий — лишь часть проблемы научных технологий, которая коренится в ориентации европейского человека на преобразование мира, покорение природы, начавшееся в эпоху Нового времени. Биотехнологии, стремительно развивающиеся в последние десятилетия, на первый взгляд приближают человека к реализации давней мечты о преодолении болезней, устранению физических проблем, достижению земного бессмертия посредством человеческого опыта. Но с другой стороны они порождают совершенно новые и неожиданные проблемы, которые не сводятся только к последствиям долговременного употребления генетически изменённых продуктов, ухудшению человеческого генофонда в связи с появлением на свет массы людей, рождённых лишь благодаря вмешательству врачей и новейших технологий. В перспективе встаёт проблема трансформации социальных структур, воскресает призрак «медицинского фашизма» и евгеники, осуждённых на [[Нюрнбергский процесс|Нюрнбергском процессе]].''
{{конец цитаты}}

=== Национальный проект «Биоэкономика» (2026) ===
В феврале 2026 года [[биоэкономика]] была объявлена одним из государственных приоритетов России. Согласно целевым показателям национального проекта до 2030 года, планируется увеличение производства продукции биоэкономики на 96 % и рост доли отечественной [[биотехнологическая продукция|биотехнологической продукции]] на внутреннем рынке до 55 %.<ref>{{cite web
 |url = https://science.mail.ru/news/45131-itogi-foruma-budushih-tehnologij-2026/
 |title = Биоэкономика как нацпроект: итоги Форума будущих технологий 2026
 |website = Наука Mail.ru
 |date = 2026-02-27
 |access-date = 2026-03-15
 |lang = ru
}}</ref><ref>{{cite web
 |url = https://rg.ru/2026/02/26/resursy-dlia-liudej.html
 |title = Ресурсы для людей: Форум будущих технологий о биоэкономике
 |website = Российская газета
 |date = 2026-02-26
 |access-date = 2026-03-15
 |lang = ru
}}</ref>

25–26 февраля 2026 года в Москве прошёл IV [[Форум будущих технологий]], посвящённый развитию биоэкономики.<ref>{{cite web
 |url = https://www.vedomosti.ru/press_releases/2026/02/27/forum-buduschih-tehnologii-stal-ploschadkoi-dialoga-nauki-biznesa-i-gosudarstva
 |title = Форум будущих технологий стал площадкой диалога науки, бизнеса и государства
 |website = Ведомости
 |date = 2026-02-27
 |access-date = 2026-03-15
 |lang = ru
}}</ref>

== См. также ==
{{кол}}
* [[Биологическая безопасность]]
* [[Биологическое оружие]]
* [[Бионика]]
* [[Нанобиотехнология]]
* [[Трансгуманизм]]
* [[Хронология биотехнологий]]
* [[Синтетическая биология]]
* [[3D-биопринтинг]]
{{кол|конец}}

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
{{Навигация|Тема=Биотехнология|Викисловарь=биотехнология}}
* {{книга|автор=Глик Б., Пастернак Дж.|заглавие=Молекулярная биотехнология. Принципы и применение|место=М.|издательство=Мир|год=2002}}
* {{книга|автор=Егорова Т. А., Клунова С. М., Живу хин Е. А.|заглавие=Основы биотехнологии|место=М.|год=2003}}
* {{книга|автор=Патрушев Л. И.|заглавие=Экспрессия генов|место=М.|издательство=Наука|год=2000|isbn=5-02-001890-2}}
* {{книга|автор=Шевелуха, В. С., Калашникова, Е. А., Дегтярев, С. В. и др.|заглавие=Сельскохозяйственная биотехнология|место=М.|страниц=416|isbn=5-06-003535-2|год=1998}}
* {{книга|заглавие=Manual of industrial microbiology and biotechnology. 2nd ed|место=Wash.|год=1999}}
* {{книга|автор=Сассон А.|заглавие=Биотехнология: свершения и надежды|место=М.|издательство=Мир|тираж=60000|год=1987}}

=== Рекомендуемая литература ===
* {{книга |автор= [[Рифкин, Джереми|Рифкин Дж.]]|часть= |ссылка часть= |заглавие= The Biotech Century: Harnessing the Gene and Remaking the World|оригинал= |ссылка= https://openlibrary.org/works/OL2737725W/The_biotech_century|викитека= |ответственный= |издание= |место= {{N. Y.}}|издательство= {{iw|Jeremy P. Tarcher Inc.}}|год= 1998|volume= |pages= |columns= |allpages= XVI, 271|серия= |isbn= 0-87477-909-X|тираж= |ref= }}

== Ссылки ==
* [http://www.biotechnolog.ru/ Биотехнология, учебное пособие] — ресурс, целиком посвящённый биотехнологии.
* {{cite web |url=https://nauka.tass.ru/tag/biotekhnologii |title=Биотехнологии |subtitle=Рубрика «Наука» |publisher=[[ТАСС]] |description=Читать все последние новости на тему |access-date=2023-08-07 }}

{{внешние ссылки}}
{{Биоинженерия}}

[[Категория:Биотехнология| ]]
[[Категория:Фармацевтическая промышленность]]
[[Категория:Технические науки]]