Определение способности синтезировать целевой продукт — — главный критерий при отборе продуцентов

Микроорганизмы должны соответство вать следующим требованиям: — обладать высокой скоростью роста; - использовать для жизнедеятельности дешевые субстраты; - быть устойчивыми к заражению посторонней микрофлорой.

Методы увеличения синтетической активности

В биотехнологии для получения высокоактивных продуктов используют методы селекции и генной инженерии. С их помощью получены промышленные штаммы микроорганизмов, син тетическая активность которых превышает активность исходных штаммов в де сятки и сотни раз.

Селекция — направленный отбор мутантов (организмов, наследственность которых претерпела скачкообразное изменение). Генеральный путь селекции — переход от простого отбора продуцентов к сознательному конструированию их геномов. На каждом из этапов из популяции микроорганизмов отбираются наи более высокоэффективные клоны. Таким путем за длительное время были ото браны штаммы пивных, винных, пекарских, уксуснокислых дрожжей и других. Применяется ступенчатый отбор: на каждом из этапов из популяции микроорганизмов отбираются наиболее высокоэффективные кло ны. Ограниченность метода селекции, основанного на спонтанных мутациях, свя зана с их низкой частотой, что значительно затрудняет интенсификацию процес са. Изменения в структуре ДНК происходят редко. Примером отбора наиболее продуктив ных мутантов при культивировании в непрерывном режиме является отбор дрожжей по признаку устойчивости к этанолу, продукту жизнедеятельности дрожжей. К значительному ускорению селекции ведет индуцированный мутагенез — резкое увеличение частоты мутаций биообъекта при искусственном повреждении генома. Мутагенным действием обладают ультрафиолетовое, рентгеновское или у-излучение, некоторые химические соединения, вызывающие изменения пер вичной структуры ДНК. Проводят тотальную проверку (скрининг) полученных клонов. Отобрав наиболее продуктивные клоны, повторяют обработку тем же или другим мутагеном, вновь отбирают наиболее продуктивный вариант. Трудоемкость — основной недостаток метода индуцированного мутагенеза и последующего ступенчатого отбора. Недостатком метода является также от сутствие сведений о характере мутаций, исследователь проводит отбор по конеч ному результату.

Генетическая инженерия — направленная модификация биообъектов в ре зультате введения искусственно созданных генетических программ. Уровни генетической инженерии: -генная — прямое манипулирование рекомбинантными ДНК, отдельными генами; -хромосомная — манипулирование с группами генов или отдельными хромосомами; -геномная (клеточная) — перенос всего или большей части генетического материала от одной клетки к другой (клеточная инженерия). Работа в области генетической инженерии включает 4 этапа: 1) полу чение нужного гена; 2) встраивание его в вектор, способный к репликации; 3) введение гена с помощью вектора в организм; 4) питание и селекция клеток, ко торые приобрели желаемый ген. Основой клеточной инженерии является гибридизация соматических кле ток — слияние неполовых клеток с образованием единого целого. Слияние клеток может быть полным или с введением их отдельных частей (митохондрий, хлоропластов и т. д.). Соматическая гибридизация позволяет скрещивать генетически отдален ные организмы. Растительные, грибные и бактериальные клетки перед слиянием освобождают от клеточной стенки и получают протопласты.