Клетката като основен обект на биотехнологични изследвания - Обекти на биотехнологиите в храните
1) Живите организми се характеризират с общи принципи на структурата:
. - единството на елементарния състав;
. - единство на видовете химически съединения;
. - единството на субклетъчната организация;
V. - единството на клетъчната структура.
2) Клетъчна структура и функции на клетъчните органели.
а) клетъчни мембрани
- клетъчни мембранни рецептори
- билипиден слой с интегрални мембранни протеини
- компоненти на липидния слой - фосфолипид (структура) - функция.
- мембранни протеини - ензими, техните функции.
- хилкопротеини на повърхностния слой.
Транспорт на вещества през мембраните. Четири основни транспортни механизма:
- активен транспорт (посока на движение на йони Na, K и Cl).
- екзо и ендоцитоза.
б) Ендоплазматичен ретикулум (ER)
"Груба" или остъклена функция.
в) апарат на Голджи.
ж) Рибозоми.Видове рибозоми: 70 S и 80 S
й) Клетъчна стена.
к) Пластиди.Видове пластиди:
Характеристики на прокариотните (бактериални) - протоцитни и еукариотни клетки - евцитни. Плазмиди - присъщи само на протоцитите. Автономно репликираща кръгова ДНК. Не повече от 100 гена.
Характеристики на структурата на клетъчната стена - наличието на муреин.
Учените са разработили методи за отглеждане в изкуствени условия (отглеждане) на растителни клетки, животни и дори хора. Култивирането на клетки позволява да се получат различни ценни продукти, които преди са били получени в много ограничени количества поради липсата на източници на суровини. Клетъчното инженерство на растенията се развива особено успешно. Използвайки методите на генетиката, е възможно да се изберат линии от такива растителни клетки - производители на практически важни вещества, които са в състояние да растат на прости хранителни среди и в същото време да натрупват ценни продукти няколко пъти повече от самото растение. Култивирането на маса растителни клетки вече се използва в индустриален мащаб за производството на физиологично активни съединения. Например е установено производството на биомаса от женшен за нуждите на парфюмерията и медицинската индустрия. Полагат се основите за производство на биомаса от лечебни растения - диоскорея и рауволфия. Разработват се методи за отглеждане на клетъчната маса на други редки растения - производители на ценни вещества (Rhodiola rosea и др.). Друга важна област на клетъчното инженерство е клоновото микроразмножаване на растения въз основа на тъканна култура. Този метод се основава на невероятно свойство на растенията: от една клетка или парче тъкан при определени условия може да расте цялото растение, способно за нормален растеж и размножаване. С този метод от малка част от растението могат да се получат до 1 милион растения годишно. Клоналното микроразмножаване се използва за възстановяване и бързо размножаване на редки, икономически ценни или новосъздадени сортове земеделски култури. По този начин се получават здрави растения от картофи, грозде, захарно цвекло, градински ягоди, малини и много други култури от клетки, които не са заразени с вируси. В момента са разработени методи за микроразмножаване и за по-сложни обекти - дървесни растения (ябълка, смърч, бор). Въз основа на тези методи ще бъдат разработени технологии за индустриално производство на първоначалния посадъчен материал от ценни дървесни видове. Методите за клетъчно инженерство значително ще ускорят развъдния процес при разработването на нови сортове зърнени култури и други важни селскостопански култури: периодът за получаването им се намалява до 3-4 години (вместо 10-12 години, необходими при използване на конвенционални методи за разплод). Обещаващ начин за отглеждане на нови сортове ценни селскостопански култури е и принципно нов метод за клетъчно сливане, разработен от учени. Този метод дава възможност да се получат хибриди, които не могат да бъдат създадени чрез обичайния начин на кръстосване поради бариерата за междувидова несъвместимост. По метода на клетъчно сливане, получени например хибриди от различни видове картофи, домати, тютюн; тютюн и картофи, рапица и ряпа, тютюн и беладона. На базата на хибрид от култивирани и диви картофи, който е устойчив на вируси и други болести, се създават нови сортове. По подобен начин се получава ценен размножителен материал за домати и други култури. В бъдеще сложното използване на генетични и клетъчни инженерни методи за създаване на нови сортове растения с предварително определени свойства, например оси, проектирани в тях за фиксиране на атмосферния азот. Клетъчното инженерство постигна голям напредък в областта на имунологията: разработени са методи за получаване на специални хибридни клетки, които произвеждат индивидуални или моноклонални антитела. Това направи възможно създаването на високочувствителни диагностични инструменти за редица сериозни заболявания на хора, животни и растения. Съвременните биотехнологии допринасят значително за решаването на такъв важен проблем като борбата срещу вирусните заболявания на земеделските култури, които причиняват големи щети на националната икономика. Учените са разработили високо специфични серуми за откриване на повече от 20 вируса, които причиняват заболявания в различни култури. Разработена и произведена е система от устройства и устройства за масова автоматична експресна диагностика на вирусни болести по растенията в селскостопанското производство. Новите диагностични методи позволяват да се избере за засаждане безвирусен изходен материал (семена, грудки и др.), Което допринася за значително увеличение на добива.