پاورپوینت مقدمه و كاربردهای بیوتكنولوژی

Biotechnology

•:Bio   مربوط به زیست و موجودات زنده •‏‏Technology  : فن آوری •Biotechnology  : زیست فن آوری، فن آوری زیستی •تعریف: بهره برداری تجاری از ارگانیسمها یا اجزای آنها مانند آنزیمها

تاریخچه

•تولید ماست، پنیر، سركه و مشروبات الكلی از 8000 سال پیش تاكنون •امكان بهبود طعم، قوام و كیفیت نگهداری مواد غذایی در اثر فعالیت میكروارگانیسمها •اولین ماده شیمیایی تولید شده بكمك بیوتكنولوژی: اتانول •تبدیل گلوكز به گلیسرول (بجای الكل) توسط مخمر آبجو بوسیله آلمانها در آغاز جنگ جهانی اول (1918-1914) •تولید استون- بوتانول از قندها توسط Clostridium      acetobutylicum بوسیله انگلیسیها در جنگ جهانی اول •تولید اسید سیتریك از قندها توسط Aspergillus niger  در سال 1923

•كشف پنی سیلین حاصل ازPenicillium notatum  و تخلیص آن در سال 1940 •غربالگری پنی سیلیومها برای یافتن گونه های مولد مقدار بیشتری پنی سیلین ویافتنchrysogenum  Penicillium •ایجاد موتاسیون دراین سویه بوسیله نیتروژن موستارد، UV و X-ray •غربالگری متناوب موتانتهای مولد پنی سیلین بیشتر و موتاسیون مجدد •كشف استرپتومایسین حاصل از Streptomyces griseus در سال 1944 •Ü متداول شدن غربالگری گونه های جداشده از محیط بخصوص غربالگری از بین اكتینومیستها (مولد 90% از آنتی بیوتیكهای فعلی)

•تولید پروتئین تك یاخته (SCP) در دهه 1960 •كشت مقیاس وسیع سلولهای حیوانی در دهه 1960برای تولید واكسنهای ویروسی •تولید سلولهای Hybridoma از ادغام سلولهای myeloma و رده خاصی از لنفوسیتهای طحال برای تولید Monoclonal Antibodies در دهه 1980 •كشت سلولهای گیاهی برای تولید مواد شیمیایی كشاورزی، دارویی، طعم دهنده و رنگی •بیوتكنولوژی مدرن: انقلاب حاصل از تكنولوژی DNA نوتركیب در دهه 1980 و امكان تولید پروتئینهای درمانی از میكروارگانیسمها، سلولهای گیاهی و حیوانی •

كاربردهای كلی بیوتكنولوژی

• داروسازی و پزشكی

• صنایع (غذایی، شوینده، چرمسازی و نظامی )

• كشاورزی

• دامپروری

• حفاظت محیط زیست

كاربردهای بیوتكنولوژیك میكروارگانیسمها

1- تولید سلولهای كامل یا توده زیستی (Biomass):

  مواد تلقیحی (Inoculants):

  حشره كشهای میكربی: Bacillus thuringiensis

  كشتهای آغازكننده (Starter Cultures) برای تهیه لبنیات: Lactobacillus sp., Streptococcus cremoris

  پروتئین تك یاخته (SCP): Probiotics

  واكسنهای باكتریایی

2- تولید تركیبات با وزن مولكولی پایین:

  متابولیتهای اولیه

  محصولات نهایی متابولیك: اتانول، استون، بوتانول، اسید لاكتیك

   متابولیتهای اولیه اساسی: اسیدهای آمینه، ویتامینها، نوكلئوزیدها 

   متابولیتهای ثانویه: آنتی بیوتیكها، مایكوتوكسینها، پیگمانها

3- تولید تركیبات با وزن مولكولی بالا:

  پلی ساكاریدها

  لیپیدها

  پروتئینها (آنزیمها ، داروها ، فراورده های بیولوژیك)

4- فرایندهای وابسته به متابولیسم میكروارگانیسمها:

  تغییروتبدیلات بیولوژیك (Biotransformations): استروئیدها، اسیدهای آمینه، سوربوز

  تجزیه/ اكسیداسیون فاضلابها و مواید زاید سمی

  استخراج مواد معدنی

تولید Biomass، مواد تلقیحی (Inoculants)

•تولید مخمر نان و آبجو ((Saccharomyces cerevisiae بعنوان مایه تخمیر  تهیه نان، شیرینی و مشروبات الكلی •تولید ریزوبیومهای همزیست برای گره سازی و تثبیت N دردانه های حبوبات و افزودن به خاك مناطق فاقد آنها مانند استرالیا •تولید هاگهای  Penicillium roquefortii و گونه های مربوطه بعنوان مایه برای پنیرهای دارای رگه های آبی جهت ایجاد قوام وطعم ویژه •تولید Psedomonas syringae برای كاتالیزتشكیل هستك یخ و تشكیل  برف مصنوعی در پیستهای اسكی •و یا جلوگیری از آسیب یخ به محصولات كشاورزی با استفاده از گونه های جهش یافته فاقد توانایی هسته زایی یخ •