В. В. Зверева, М. Н. Бойченко

 
 
ГЛАВА 6. БИОТЕХНОЛОГИЯ, ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ 
6.1. Биотехнология 
Биотехнология является наукой, которая на основе изучения процессов жизнедеятельности 
живых организмов, главным образом микроорганизмов, животных и растительных клеток, 
использует эти биологические процессы, а также сами биологические объекты для 
промышленного производства продуктов, необходимых для жизни человека или воспроизводства 
биоэффектов, не проявляющихся в естественных условиях (А.А. Воробьев). 
6.1.1. Объекты биотехнологии, ее цели и задачи 
Биотехнология (от греч. 
bios 
- жизнь, 
tecen 
- искусство, 
logos 
- наука) представляет собой 
область знаний, которая возникла и оформилась на стыке микробиологии, молекулярной 
биологии, генной инженерии, иммунологии, химической технологии и ряда других наук. 
Рождение биотехнологии обусловлено потребностями общества в новых, более дешевых 
продуктах для народного хозяйства, в том числе для медицины и ветеринарии, а также 
принципиально новых технологиях. Целью биотехнологии являются получение продуктов из 
биологических объектов или с их применением, а также воспроизводство биоэффектов, не 
встречающихся в природе. В качестве биологических объектов чаще всего используются 
одноклеточные микроорганизмы, животные и растительные клетки, а также организм животных, 
человека или растений. Выбор этих объектов обусловлен следующими причинами. 
Клетки являются своего рода биофабриками, вырабатывающими в процессе 
жизнедеятельности разнообразные ценные продукты: белки, жиры, углеводы, витамины, 
аминокислоты, антибиотики, гормоны, антитела, антигены, ферменты, спирты и т.д. Многие из 
этих продуктов, крайне необходимых в жизни человека, пока недоступны для получения 
небиотехнологическими способами. 
Клетки чрезвычайно быстро воспроизводятся. Так, бактериальная клетка делится через 
каждые 20-60 мин, дрожжевая - через 1,5-2 ч, животная - через 24 ч, что позволяет за относительно 
короткое время искусственно нарастить на сравнительно дешевых и недефицитных питательных 
средах в промышленных масштабах огромные количества биомассы микробных, животных или 
растительных клеток. 

---

125 
Биосинтез сложных веществ, таких, как белки, антибиотики, антигены, антитела, 
значительно экономичнее и технологически доступнее, чем другие виды химического синтеза. 
При этом исходное сырье для биосинтеза, как правило, проще, дешевле и доступнее, чем сырье 
для других видов синтеза. Для этого используются отходы сельскохозяйственной, рыбной 
продукции, пищевой промышленности, растительное сырье, например рыбная мука, меласса, 
дрожжи, древесина и др. 
Биотехнология использует следующие продукты одноклеточных: 
• сами клетки как источник целевого продукта; 
• крупные молекулы, которые синтезируются клетками в процессе выращивания, - 
ферменты, токсины, антигены, антитела, пептидогликаны и др.; 
• первичные метаболиты - низкомолекулярные вещества (мол. масса менее 1500 Д), 
необходимые для роста клеток - аминокислоты, витамины, нуклеотиды, органические кислоты и 
др.; 
• вторичные метаболиты (идиолиты) - низкомолекулярные и макромолекулярные 
соединения, не требующиеся для роста клеток, - антибиотики, алкалоиды, токсины, гормоны и др. 
Биотехнология использует эту продукцию клеток как сырье, которое в результате 
технологической обработки превращается в конечный, пригодный для использования продукт. 
Помимо микроорганизмов, животных и растительных клеток, биотехнология в качестве 
биологических объектов использует органы и ткани человека и животных, растения, организм 
животных и человека. Например, для получения инсулина используется поджелудочная железа 
крупного рогатого скота и свиней, гормона роста - гипофизы трупов человека, иммуноглобулинов 
- организм лошадей и других животных, препаратов крови - кровь доноров и т.д. 
Биотехнология, используя перечисленные выше биологические объекты, получает 
огромный ассортимент продукции, применяемой в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, 
пищевой и химической промышленности, других отраслях народного хозяйства. К ним относятся 
продукты, без которых немыслимо существование современного человека: антибиотики, 
витамины, ферменты, вакцины, гормоны, аминокислоты, нуклеотиды, комплемент и препараты 
крови, иммуномодуляторы, антитела, диагностические препараты, сердечно-сосудистые, 
противоопухолевые и множество других фармацевтических препаратов, пищевые и кормовые 
белки, биологические средства защиты растений, инсектициды, сахара, спирты, липиды, дрожжи, 
кислоты, бутанол, ацетон и др. 
Помимо этого биотехнология играет большую роль в оздоровлении окружающей среды: с 
помощью биотехнологических процессов проводят очистку от загрязняющих веществ почвы, 
водоемов, воздушной среды путем их биоконверсии и биодеградации. 
Однако биотехнология не ограничивается получением только вышеперечисленных 
продуктов. Значительные, более масштабные и революционные проблемы она решает на пути 
создания трансгенных животных и растений, т.е. создания новых, ранее неизвестных пород 
животных и растений, а также клонирования животных. Новейший раздел биотехнологии - генная 
и белковая инженерия - позволяет получать совершенно уникальные биотехнологические 
эффекты, открывать способы диагностики, профилактики и лечения врожденных болезней, влиять 
на свойства генома человека, животных и растений.