Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Биотехнологические основы культивирования микроорганизмов. 4 page





- избыточное потребление животных жиров;

- дефицит полиненасыщенных жирных кислот;

- дефицит витаминов (аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, фолиевой кислоты, ретинола, токоферола и др.);

- дефицит минеральных веществ (кальция, железа);

- дефицит микроэлементов (селена, цинка, иода, фтора).

Рассмотрим подробнее биотехнологические аспекты приготовления молочных и хлебобулочных продуктов питания.

Таблица 9 - Потребление основных продуктов питания в России, кг/год на 1 человека (по А.П.Нечаеву, 2003)

Продукты Норма       1999, % от нормы
Хлеб          
Мясо          
Рыба 23,7     8,4  
Молоко          
Яйца, шт.          
Сахар          
Картофель          
Овощи          
Фрукты          
Масло, растит. 13,0 10,2 6,6 8,9  

Продукты из молока. Молоко – это гетерогенная система, в которой в качестве дисперсной фазы выступают эмульгированные жировые глобулы и коллоидные мицеллы казеина, а в роли дисперсионной среды – раствор белков, лактозы, солей и витаминов. Молоко создано эволюцией для питания новорожденных млекопитающими. Молоко человека отличается от коровьего молока наличием липазы, устойчивой к действию кислоты и пепсина в желудке. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 3,5%. Среди них выделяют две основные группы: казеины и сывороточные белки (таблица 10).

В молоке содержится более 20 ферментов: протеиназы, амилаза, ксантиноксидаза, пероксидаза, каталаза, липаза, холинэстераза, лизоцим и др. Обнаружено присутствие ряда гормонов в молоке: трииодтиронин, тироксин, пролактин, окситоцин, кортикостероиды и др. В стабилизации жировых глобул молока принимают участие специальные белки.

При образовании четвертичной структуры казеина большая роль отводится гидрофобным взаимодействиям и фосфат-кальциевым мостикам и меньшая – электростатическим и водородным связям. Кальций в составе казеинкальциевого фосфатного комплекса выполняет роль структурообразователя, создавая мостик между серинофосфатными группами двух молекул казеина, а остатки фосфорной кислоты усиливают кислые свойства белка. Казеины легко перевариваются в пищеварительном тракте и являются источниками незаменимых аминокислот, кальция, фосфора и ряда физиологически активных пептидов. В белках молока содержатся в избыточных количествах лизин и триптофан с одновременным недостатком серосодержащих аминокислот. Белки сыворотки (0,5-0,8% от общего количества белков молока) содержат незаменимые аминокислоты в значительно больших количествах, чем казеин, включая лизин, треонин, триптофан, метионин и цистеин.

Таблица 10 - Состав и молекулярные характеристики белковых компонентов молока (по А.П.Нечаеву, 2003).

Компоненты Белки, % от общих белков Белки, г/л Молекулярная масса, кДа ИЭТ
Казеин: 78-85    
αS1-казеин 43-54 12-15 23,0 4,4-4,8
αS2-казеин 3-4 25,0 -
β-казеин 25-35 9-11 24,0 4,8-5,1
κ-казеин 8-15 2-4 19,0 5,4-5,8
Белки сыворотки 15-25 6-8    
β-лактоглобулин 7-12 3,6 18,3 5,1
α-лактальбумин 2-5 1,7 14,2 4,2-4,5
Иммуноглобулины 1,5-2,5 0,6 150-1000 5,5-8,3
Альбумин сыворотки крови 0,7-1,3 0,4 69,0 4,7-4,9

Казеин из молока осаждается при рН 4,6-4,7, когда на его молекулах наступает равенство положительных и отрицательных зарядов (ИЭТ – изоэлектрическая точка). Осажденный казеин практически не растворяется в воде, но растворяется в слабощелочной среде и растворах солей щелочных металлов и минеральных кислот. Нерастворимый казеин обладает способностью связывать воду в достаточно больших количествах (более 2 г на 1 г белка), что очень важно для устойчивости частиц белка в сыром, пастеризованном или стерилизованном молоке. Гидрофильные свойства казеина усиливаются при взаимодействии его с β-лактоглобулином, которое наблюдается в процессе тепловой обработки молока, и от них зависят структурно-механические свойства сгустков, образующихся при кислотном свертывании или получении сырной массы при созревании сыров.

Промышленные казеины получают из обезжиренного молока действием кислот, кисломолочной сыворотки, введением солей кальция, химозина или других ферментов. В зависимости от способа получения различают казеинат натрия, казеинат кальция, кислотный, сычужный казеин и копреципитат с разными функциональными свойствами. При производстве новых форм белковой пищи (аналогов мясных и рыбных продуктов) используют гелеобразование казеина, взаимодействие казеина с веществами небелковой природы, образование стойких эмульсий, пенообразующие свойства неполных гидролизатов казеина и копреципитатов.

Свертывание казеина (например, при изготовлении сыров) происходит под влиянием микробных ферментов и молочной кислоты или при помощи сычужного фермента. В свертывании принимают участие молочнокислые бактерии Streptococcus lactis, S. cremoris, S. diacetilactis, Leuconostoc citrovorus. В результате свертывания белка кальций отделяется от казеина, последний выпадает в виде хлопьев водонерастворимой казеиновой кислоты.

Молочная сыворотка делится на два вида: 1) сладкая, образующаяся при производстве сыров и 2) кислая, получаемая при осаждении творога и казеинов. Для применения молочной сыворотки в качестве добавок в хлебопекарной, кондитерской промышленности, для производства смесей детского питания ее концентрируют методами сушки, ультрафильтрации, электродиализом и осаждением белка в виде комплексов с полиэлектролитами. Для получения изолятов, концентратов и копреципитатов применяют термоденатурацию с последующим осаждением белка в ИЭТ (рН 4,5-4,6) и комплексообразование с анионными полисахаридами (карбоксиметилцеллюлоза – КМЦ, альгинаты, пектины). Эти способы позволяют выделять до 70-90% полноценного белка молочной сыворотки и направленно изменять его свойства.

Ферментация. В пищевой промышленности ферментацию чаще всего применяют для получения молочных продуктов. В сквашивании молока обычно принимают участие стрептококки и молочнокислые бактерии. Лактоза в процессе ферментации превращается в молочную кислоту. С помощью последующих или сопутствующих реакций получают другие продукты переработки молока: пахта, сметана, йогурт, сыр. Свойства конечного продукта зависят от характера и интенсивности ферментативных реакций. Те реакции, которые сопутствуют основному процессу образования молочной кислоты, обычно и определяют особые свойства продуктов. Так, именно вторичные реакции ферментации, идущие при созревании сыров, определяют вкус отдельных их сортов. В некоторых таких реакциях принимают участие пептиды, аминокислоты и жирные кислоты, присутствующие в продуктах.

В молоке при ферментации могут протекать шесть основных реакций, в результате образуется молочная, пропионовая или лимонная кислоты, этанол, масляная кислота или же происходит колиформное газообразование (см. приложение 1, таблица П.1). Главная из этих реакций – образование молочной кислоты; на этой реакции основаны все виды сквашивания (ферментации) молока. Лактоза (молочный сахар) молока гидролизуется с образованием глюкозы и галактозы. Обычно галактоза превращается в глюкозу еще до сквашивания. Имеющиеся в молоке бактерии преобразуют глюкозу в молочную кислоту. Образование сгустка казеина происходит в изоэлектрической точке этого белка (рН 4,6) под действием молочной кислоты. Этот процесс лежит в основе сыроварения.

Маслянокислое брожение с образованием углекислого газа используют при производстве швейцарского сыра. Этот тип брожения обуславливает своеобразный вкус (букет) этих сыров и образование глазков.

Лимоннокислое брожение используется при производстве пахты, сметаны и сливочного сыра, обеспечивая вкусовые качества этих продуктов. Вкус складывается из составляющих вкусов диацетила, пропионовой и уксусной кислот и других соединений.

Спиртовое брожение применяется при переработке молока в России (но не в Америке или Европе) – кефир, кумыс, айран. При производстве других продуктов спиртовое брожение, вызываемое дрожжами Torula стараются подавить. Нежелательны также маслянокислое брожение и колиформное газообразование.

Различные процессы ферментации молока проводят сегодня в контролируемых условиях. В течение тысячелетий они осуществлялись при участии бактерий, изначально присутствующих в молоке. В настоящее время используют разнообразные закваски, позволяющие получать молочные с заданными свойствами. Применяющиеся культуры живых бактерий могут являться одним штаммом определенного вида (культуры моноштаммов), либо несколькими штаммами и/или видами (моноштаммовые или смешанные культуры). Коммерческие культуры-закваски состоят из бактерий, образующих молочную кислоту и вещества, формирующие запах.

Сыр готовят из творога, полученного в результате свертывания казеина цельного или обезжиренного молока. Для изготовления различных видов сыра используют овечье, козье, коровье или кобылье молоко. В зависимости от технологии сыроварения сыворотку полностью или частично отделяют от творога на фильтр-прессе. Творог засевают культурами микроорганизмов в соответствии с сортом получаемого сыра. При его созревании под влиянием выделяемых микроорганизмами ферментов химический состав и физические свойства творога существенно меняются. Например, острый привкус сыра Рокфор обусловлен действием микробной липазы (за счет освобождаемых при липолизе жирных кислот – капроновой, каприловой, каприновой и др.). Созревание сыра длится от нескольких недель до нескольких месяцев. В первые недели созревания число микроорганизмов в массе сыра увеличивается и достигает нескольких сотен миллионов на 1 г массы сыра, затем число живых бактерий и дрожжей снижается. Сыр созревает при пониженной температуре.

Йогурт – один из древнейших продуктов, получаемый путем ферментации. После термообработки молоко заквашивают добавлением 2-3% закваски йогурта. Главную роль здесь играют бактерии S. thermophillus и Lactobacillus bulgaricus. Для получения желаемой консистенции продукта, вкуса и запаха эти организмы должны содержаться в культуре примерно в равных количествах. Кислоту в начале заквашивания образует в основном S. thermophillus. Смешанные закваски обновляют, поскольку при пересевах соотношение бактериальных культур изменяется.

Масло получается по наиболее простой технологии из молока. В зависимости от сорта производимого масла используют сливки с концентрацией от 30-32 до 30-40%. При их сбивании эмульсия масла в воде превращается в эмульсию воды в масле. При производстве масла с целью улучшения вкуса используют штаммы S. lactis и близких видов, а затем – смешанные культуры S. lactis, Leuconostoc citrovorum, L. dextranicum. В настоящее время для улучшения органолептических свойств масла разрабатываются технологии с использованием липаз и дозированного управляемого липолиза.

Сброженная пахта. Сброженный продукт получают из свежей пахты, а также из снятого молока путем добавления закваски, используемой при производстве масла (S. lactis, S. cremoris, L. citrovorum, L. dextranicum). Эти микроорганизмы необходимы для формирования вкуса и запаха пахты (в основном, за счет стрептококков), а также образуют молочную кислоту (за счет молочнокислых стрептококков) для формирования кислого вкуса, свертывания молока и оптимизации рН для образования летучих ароматических веществ бактериями.

Сметана готовится путем добавления к сливкам 0,5-1% закваски, используемой при производстве масла. Далее продукт выдерживают, пока концентрация кислоты не достигнет 0,6%.

Лактозу получают из сыворотки, образуемой при приготовлении сыра (в 1 т сыворотки содержится 50 кг молочного сахара). Лактоза нашла широкое применение в пищевой, микробиологической и фармацевтической промышленности.

Вторичное молочное сырье. При производстве 1 т сыра образуется 9 т сыворотки и пахты. В каждой тонне сыворотки содержится около 5 кг высококачественного белка, витамины группы В, комплекс свободных аминокислот, важнейшие минеральные компоненты, включая кальций и фосфор. Разработаны биотехнологии рационального использования сыворотки и пахты. На вторичном молочном сырье можно выращивать культуры кормовых дрожжей, обладающих лактазной активностью.

Безлактозные продукты. Поскольку многие люди не переносят лактозу пищи из-за недостаточности кишечной лактазы, разработаны способы выпуска молока и молочных продуктов, обработанных β-галактозидазой. Это фермент дрожжевого, бактериального или плесневого происхождения катализирует гидролитическое расщепление лактозы на галактозу и глюкозу.

Хлебные продукты. Злаки бедны лизином (2,2-3,8%), изолейцином, метионином (1,6-1,7 мг/100 г белка), треонином (2,6%). Наиболее сбалансированными по аминокислотному составу являются овес, рожь и рис. При последовательной обработке муки или размолотого зерна водой, 5-10% раствором хлорида натрия, 60-80% водным раствором этанола и 0,1-0,2% раствором гидроксида натрия экстрагируются белковые фракции, соответственно названные альбуминами (5,2-24,5%), глобулинами (4,7-42,6%), проламинами (1,1-41,6%) и глютелинами (12,3-63,2%). Нерастворимые белки оболочек – склеропротеины (7,2-23,3%). Свойства клейковины (белковые компоненты муки) определяют качество пшеничного хлеба и зависят от присутствия глютенина (придает упругие свойства) и глиадина (обуславливает растяжимость и связность). Предполагают, что полипептидные цепи глиадина в разных местах и разными связями соединяются с полимеризованными молекулами глютениновой фракции, объединяя их в сложную трехмерную сетку переплетающихся полипептидных цепей. Общепризнанна гипотеза, согласно которой фосфолипиды являются составной частью липопротеина, выполняющего роль слоистой структуры между белковыми пластинками и обеспечивающего деформацию скольжения. С клейковинным комплексом пшеницы находится во взаимодействии протеазы, их белковые ингибиторы, амилазы и липоксигеназа.

Тепловая денатурация белков является одним из основных физико-химических процессов, лежащих в основе выпечки хлеба, печенья, сухарей и пр. Этот вид превращений относится к полезным, так как он ускоряет переваривание белков в пищеварительном тракте человека. Агрегирующая и комплексообразующая способность белков пшеницы является одним из важных показателей, обеспечивающих им ведущую роль в формировании клейковины в процессе ее отмывания из муки и тестоведения. Для оценки параметров агрегации смешивают растворы клейковинных белков в 0,01 н уксусной кислоте и 0,2 М натрий-фосфатном буферном растворе (рН 5,6), содержащем 2 М хлорида натрия. Измеряют оптическую плотность раствора при 350 нм во времени агрегации процесса и рассчитывают коэффициент начального этапа агрегации (К) и показатель агрегации (t10/c), характеризующий степень помутнения раствора в течение 10 мин.

Константу начальной скорости агрегации рассчитывают по уравнениям: К=r/c4 и τ3=3rt+ τo3, где τ – оптическая плотность раствора при 350 нм; r – постоянная, отражающая изменение τ3 в первые 1-1,5 мин агрегации; t – время агрегации; τо – оптическая плотность при t = 0; с – концентрация белка, %. Параметры агрегации белков сильных пшениц, характеризующиеся более «плотной» пространственной упаковкой структуры, выше по сравнению со слабыми, имеющими более «рыхлую» организацию молекул. Процесс образования белковых агрегатов по ходу технологического процесса приготовления изделий из муки интенсивнее у крепкой клейковины, чем у слабой. Гидратация белков при замесе теста или отмывании клейковины приводят к снижению агрегирующих свойств.

В агрегации и взаимодействии молекул клейковинных частиц с другими компонентами муки при производстве хлеба, наряду с водородными связями, принимают участие гидрофобные, ионные и дисульфидные связи. Этот процесс зависит от рН, ионной силы среды (с повышением рН агрегация белков злаков повышается), от концентрации нейтральных солей (при повышении концентрации NaCl агрегирующая способность белков повышается), от присутствия детергентов, лабильности дисульфидно-сульфгидрильного обмена (ослабление напряжения структур клейковины при замесе теста). Сильная мука, содержащая крепкую клейковину, требует больше времени замеса, так как она содержит больше дисульфидных связей и меньше сульфгидрильных групп, чем слабая.

В процессе созревания муки при ее отлежке, а также под влиянием окислителей типа броматов, улучшение реологических свойств клейковины объясняется увеличением содержания дисульфидных связей и уменьшением свободных сульфгидрильных групп. В присутствии восстанавливающих агентов (сульфит натрия) реологические свойства клейковины ухудшаются, как это имеет место в прорастающем зерне или в процессе приготовления теста из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Возможно улучшение качества приготовления хлеба через воздействие на ферменты тиол-дисульфидного обмена. Приготовление хлеба сопряжено с изменениями вторичной, третичной и четвертичной структур белков и не затрагивает первичную структуру белков клейковины.

Хлебопродукты. Для производства хлеба в основном применяют дрожжи S. cerevisiae. Обычно их выращивают в ферментерах периодического действия на мелассе (свекловичной или из сахарного тростника). Этапы приготовления продукта:

- в простейшем случае готовят тесто, смешивая при комнатной температуре муку, воду, дрожжи и соль;

- при замесе слои теста перемещаются, создаются условия для образования пузырьков газа и подъема теста;

- замешанному тесту дают возможность «подойти», затем его режут на куски, формуют путем раскатывания и складывания для достижения нужной текстуры и выдерживают во влажной атмосфере;

- при выдержке и стадии выпечки образовавшиеся при замесе и формовке «зародыши» газовых пузырьков наполняются углекислым газом (он выделяется в ходе анаэробного сбраживания глюкозы муки);

- поднявшееся тесто выпекают; в ходе этого термического процесса крахмал желатинизируется, дрожжи погибают и тесто частично обезвоживается.

В результате получается имеющий заданную форму, плотный по консистенции продукт с легкой ячеистой структурой и корочкой.

Помимо углекислого газа при анаэробном брожении образуются разнообразные органические кислоты, спирты и эфиры, которые определяют вкус хлеба.

Молекулярная биотехнология и производство коммерческих продуктов. Развитие многих отраслей науки и техники стало возможным благодаря успехам молекулярной биотехнологии.

Иммунологические и ДНК-диагностические тесты в диагностике заболеваний. Для своевременной диагностики и эффективной профилактики заболеваний человека и животных необходимо определить этиологический фактор (причину) – вирусы, бактерии, грибы, паразитические микроорганизмы, белки и низкомолекулярные соединения. Для этого используют различные типы исследования: микроскопичнское, определение антител, культивирование клеток in vitro, гибридизация, полимеразная цепная реакция и др.

Эффективный диагностический тест должен быть:

- высокоспецифичным в отношении молекулы-мишени;

- чувствительным для выявления небольших количеств мишени;

- простым, но обеспечивающим получение однозначных и воспроизводимых результатов.

В настоящее время выделяют две основных группы методов молекулярной диагностики:

1) основан на сродстве антитела к конкретному антигену (ELISA);

2) основан на идентификации специфических нуклеотидных последовательностей с помощью гибридизации или ПЦР.

ELISA включает следующие основные этапы:

1. Образец, в котором хотят обнаружить специфическую молекулу или микроорганизм, фиксируют на твердой подложке, чаще используют пластиковые 96-луночные плашки.

2. К фиксированному образцу добавляют антитело, специфичное к маркерной молекуле (первое антитело), затем промывают лунку, чтобы удалить несвязавшиеся молекулы первого антитела.

3. В лунку добавляют второе антитело, которое специфически связывается с первым антителом и не взаимодействует с маркерной молекулой. К этому антителу присоединен фермент, катализирующий превращение неокрашенного субстрата в окрашенный продукт (чаще, щелочная фосфатаза, пероксидаза или уреаза). Промывают лунку, чтобы удалить несвязавшиеся молекулы конъюгата второе антитело-фермент.

4. Добавляют в лунку неокрашенный субстрат.

5. Проводят количественное (качественное) определение окрашенного продукта.

Основной принцип ELISA – специфическое связывание первого антитела с мишенью (белок, клетка). Применение моноклональных антител позволило существенно повысить специфичность метода ELISA, поскольку они связываются с одним, строго определенным антигенным сайтом. Напомним, что антитела продуцируют В-клети (В-лимфоциты). Каждая клетка системы иммунитета вырабатывает одно антитело, которое распознает отдельный участок (эпитоп, антигенную детерминанту) молекулы антигена. Поскольку в молекуле антигена присутствует несколько разных эпитопов, антитела против каждого из них вырабатываются отдельными клетками системы иммунитета. Такие антитела, каждое из которых взаимодействует с данным антигеном, называют поликлональными. Они вариабельны по количеству, в связи с чем не нашли применения в методе ELISA. Известно, что В-клетки не воспроизводятся в культуре. Но после слияния с миеломными клетками удалось получить гибридомы и выделить растущие и делящиеся в культуре клоны клеток, которые продуцируют высокоспецифичные моноклональные антитела. Их и используют в методе ELISA.

Если первое антитело не связывается с мишенью, то оно удаляется при первом промывании. Поскольку при этом конъюгату второе антитело-фермент не с чем связываться, он удаляется при втором промывании, и образец остается неокрашенным. Если связывание с мишенью происходит, то второе антитело присоединяется к первому, и конъюгированный фермент катализирует образование легко регистрируемого окрашенного продукта.

Моноклональные антитела широко применяются в настоящее время при определении полипептидных гормонов, маркеров опухолей, цитокинов, лекарственных препаратов, различных низкомолекулярных биорегуляторов, возбудителей инфекционных заболеваний.

Системы ДНК-диагностики основаны на гибридизации нуклеиновых кислот – спаривание двух комплементарных сегментов разных молекул ДНК. Известно, что информация о фенотипе организма заключена в его генетическом материале. Так, патогенность бактерий определяется наличием у них специфического гена или набора генов, а наследственное генетическое заболевание возникает в результате повреждения определенного гена. Сегмент ДНК, детерминирующий данный биологический признак, имеет строго определенную нуклеотидную последовательность и может служить диагностическим маркером. Ход анализа:

1. Фиксация одноцепочечной ДНК-мишени на мембранном фильтре.

2. Нанесение меченой одноцепочечной ДНК-зонда, которая при определенных условиях (температуре и ионной силе) спаривается с ДНК-мишенью.

3. Промывание фильтра для удаления избытка несвязавшейся меченой ДНК-зонда (РНК-зонда). Специфичность реакции зависит от качества зонда.

4. Детекция гибридных молекул зонд/мишень. ДНК-диагностика основывается на обнаружении известных нуклеотидных последовательностей; для этого синтезируют специфические праймеры и амплифицируют последовательность-мишень. Это позволяет использовать нерадиоактивные системы детекции (например, хемилюминесцентный метод) или регистрировать ПЦР-продукты методом гель-электрофореза. ПЦР-продукты помечают также флюоресцентным красителем.

Методы гибридизации нуклеиновых кислот используются при анализе исходного материала (например, выявление определенного микроорганизма) без специального выделения их: проводят гибридизацию с ДНК-мишенями, присутствующими в образцах кала, мочи, крови, смывах из зева, в тканях и объектах окружающей среды. Если концентрация последовательности мишени в исследуемом образце слишком мала, ее можно амплифицировать с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Метод геномной дактилоскопии (ДНК-типирование) часто используется в судебной медицине для идентификации биологических образцов (кровь, сперма, кусочек кожи, волосы). В образцах оценивают содержание ДНК и подвергают ее расщеплению с помощью эндонуклеаз, полученные фрагменты ДНК разделяют методом агарозного электрофореза и выделенные фрагменты переносят на найлоновые фильтры. Проводят последовательную гибридизацию с четырьмя или пятью радиоактивно меченными зондами, каждый из которых распознает определенную последовательность ДНК (как правило минисателлитные ДНК, не кодирующие белки, многократно встречающиеся в геноме человека и состоящие из тандемно повторяющихся участков; ребенок наследует одну минисателлитную последовательность от одного родителя, а другую – от второго). Гибридизованные фрагменты визуализируют радиоавтографически. «ДНК-отпечаток» данного индивида представляет собой набор различающихся по длине фрагментов, соответствующих минисателлитным последовательностям его генома. Такой отпечаток характерен для каждого человека, как отпечаток пальцев. Метод применяют для установления отцовства. Если в образце мало ДНК и она не очень сильно разрушена, можно амплифицировать небольшие участки минисателлитной ДНК с помощью ПЦР и провести анализ. Метод геномной дактилоскопии длительный – недели, месяцы.

Диагностика специфических наследственных заболеваний человека на генетическом уровне дает ответ на вопрос, входят ли обследуемые индивидуумы или их потомки в группу повышенного генетического риска. ДНК-анализ можно использовать для выявления носителей генов наследственных заболеваний, а также для пренатальной (дородовой) и пресимптоматической (на этапе, когда нет проявлений) диагностики серьезных генетических нарушений, выявлять специфические мутации. ДНК-тесты не требуют экспрессии мутантного гена (т.е. биохимического анализа его продукта-белка) для его выявления. Поэтому интенсивно разрабатываются системы скрининга для всех моногенных заболеваний с использованием ДНК-тестов.

Метод «ДНК-отпечатков» используется для установления различий между растительными культурами. Для характеристики ДНК растений используют набор произвольных олигонуклеотидных праймеров, проводят ПЦР-амплификацию случайных фрагментов ДНК, осуществляют электрофорез и получают специфичный для каждого растения набор полос ДНК (метод RAPD – random amplified polymorphic DNA).

Перечисленные выше и другие методы молекулярной диагностики постоянно развиваются. В 1994 году объем мирового рынка ДНК-диагностических тестов был равен 80 млн. долларов США, а спустя десять лет составит 2 млрд. долларов США.

Микробиологическое производство лекарственных средств. Белковые лекарственные препараты ранее получались в небольших количествах из крови и тканей человека или животных. В настоящее время клонировано более 400 генов различных белков человека (внедренных и потенциальных лекарственных средств). Эти гены вводят в бактерии и экспрессируют. Белковые продукты экспрессии выделяют, очищают и переводят в маркетинговый вид.

Развитие технологии рекомбинантных ДНК даст в качестве лекарственных средств: ферменты; антитела (иммуноглобулины); лекарства пришитые к вариабельному фрагменту моноклональных антител (направленный транспорт в клетку, имеющую иммунную детерминанту комплементарную антителу); токсические вещества, избирательно связывающиеся с ВИЧ-инфицированными клетками и убивающими их и др.

Объем мирового рынка лекарственных средств на основе рекомбинантных белков увеличивается на 12-18% в год.

Вакцины. В настоящее время в мире страдают 2 млрд людей заболеваниями, которые можно было бы предотвратить с помощью вакцинации. В последнее время делаются попытки создать вакцину против белка, переносящего эфиры холестерина в кровеносном русле и играющего важную роль в патогенезе атеросклероза, клинические проявления которого уносят каждую вторую жизнь. Традиционные вакцины содержат инактивированные патогенные микроорганизмы (бактерии или вирусы). Их получение является трудоемким процессом и они не всегда специфичны. Некоторые вакцины дают побочные эффекты. Вакцины полученные технологией рекомбинантных ДНК лишены ряда недостатков, присущих натуральным вакцинам:

Date: 2015-09-27; view: 540; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию