Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Industria farmaceutica si biotehnologia

in Biologie/Chimie

Biotehnologiile în industria farmaceutică

Printre primele aplicaţii ale biotehnologiilor pot fi citate cele care au implicaţii în industria farmaceutică. Cu ajutorul biotehnologiilor moderne se fabrică în prezent o mare varietate de medicamente de uz uman sau veterinar ca antibiotice, hormoni, vitamine, vaccinuri, anticorpi monoclonali, interferoni, agenţi tuberculostatici, medicamente antifungice etc.

Progrese spectaculoase în biotehnologia sintezei de medicamente s-au înregistrat în special după ce s-au elaborat metode de transfer de gene prin tehnici de inginerie genetică. Sinteza hormonilor a beneficiat din plin de aceste tehnici moderne.

De ex, somatostatina, primul hormon uman sintetizat cu ajutorul bacteriilor recombinate genetic în 1977. De ex, insulina, hormonul hipoglicemiant, în absenţa căruia apare diabetul zaharat. Până nu demult insulina folosită în terapia diabeticului era extrasă din pancreasul de bovine şi de porc.

În 1979 o echipă de cercetători americani de la Universitatea din California a sintetizat cele 2 gene implicate în sinteza insulinei, gene care au fost apoi incluse într-o plasmidă şi transferate în celula bacteriei Escherichia coli. Această insulină obţinută prin inginerie genetică prezintă marele avantaj că este identică structural şi funcţional cu cea umană şi nu produce efecte secundare.

Un alt hormon şi anume somatotropina/hormonul de creştere sintetizat în hipofiză, a cărei absenţă din organism produce nanismul hipofizar. Acest hormon se obţinea din hipofiza cadavrelor în cantităţi infime. În prezent, prin tehnici de inginerie genetică s-a reuşit transferul genei care determină sinteza acestui hormon la bacteria E. coli care se cultivă uşor, se multiplică rapid şi sintetizează o cantitate mare de hormon de creştere.

Biotehnologii de obţinere a hormonilor steroizi

Sinteza acestor hormoni ilustrează în mod excepţional importanţa biotehnologiilor moderne pentru producerea lor pe scară industrială. Se preconizează în viitor şi sinteza altor hormoni necesari în terapeutica medicală umană şi veterinară.

Biotehnologii de obţinere a interferonului

Interferonul reprezintă o clasă de proteine cu proprietăţi antivirale şi antitumorale. Interferonul a putut fi sintetizat cu ajutorul culturilor de celule umane. În 1980 cercetătorii Gilbert şi Weissman au reuşit să transfere genele interferonului la bacteria E. coli. Ei au extras ARN-ul mesager al genelor respective şi cu ajutorul enzimei revers-transcriptaza au reuşit să sintetizeze secvenţa de ADN corespunzătoare genelor respective. Această secvenţă de ADN a fost apoi inclusă într-o plasmidă care a fost transferată în celulele de E. coli.

În 1981 genele interferonului au fost transferate de către cercetătorii americani în celulele drojdiei Saccharomyces cerevisiae, fiecare celulă de drojdie fiind capabilă să sintetizeze până la 106 molecule de interferon.

Prin transferul genelor interferonului în celule bacteriene sau de drojdii o seamă de laboratoare şi societăţi de inginerie genetică din SUA, Japonia, Anglia, Franţa, Israel, Suedia şi altele au început producţia industrială de interferon, acesta fiind de 200 de ori mai ieftin decât cel produs prin culturi de celule umane.

Obţinerea de vaccinuri

În prezent se urmăreşte producerea de vaccinuri de uz uman sau veterinar prin tehnici de inginerie genetică. Cu ajutorul bacteriilor se sintetizează numai proteinele sau antigenele faţă de care organismul reacţionează imunologic, producând anticorpi. Tehnologia clasică în care se foloseau agenţii infecţioşi atenuaţi sau omorâţi prezenta un anumit grad de periculozitate.

Se urmăreşte în prezent obţinerea de vaccinuri pe cale biotehnologică contra febrei aftoase, maladie virală foarte contagioasă, care afectează bovinele, ovinele şi porcinele. De la animale, boala poate fi luată şi de om. Acest virus este alcătuit dintr-o moleculă de ARN monocatenar înconjurată de o capsidă formată din 4 tipuri de proteine, fiecare tip reprezentat de câte 60 de molecule.

S-a reuşit producerea unui vaccin împotriva febrei aftoase prin biotehnologii moderne, respectiv prin transferul genelor ce determină sinteza proteinelor virale în celulele bacteriei E. coli. Societatea de Inginerie Genetică Genemtech a început să producă şi să comercializeze acest vaccin încă din 1984.

Hepatita B este o maladie foarte răspândită care determină tulburări grave în structura şi funcţiile ficatului şi uneori chiar cancerul hepatic. Acest virus al hepatitei B are un genom format dintr-o macromoleculă de ADN, formată la rândul ei din 3200 de nucleotide şi o nucleocapsidă care conţine antigenele de suprafaţă reprezentate în special printr-o polipeptidă. Această polipeptidă are o greutate moleculară de 19000 Da.

Antigenele acestui virus sunt notate astfel: HBs şi HBe. Aceste antigene sunt sintetizate sub controlul a 2 gene diferite. Încă din 1980 o echipă de cercetători francezi de la Institutul Pasteur din Paris a reuşit să realizeze proteinele virusului hepatitei B cu ajutorul bacteriilor. Astfel, genele virale care determină sinteza antigenelor au fost transferate în celulele bacteriene de E. coli care au început să sintetizeze proteinele virale. Apoi, aceste proteine sintetizate în celulele bacteriene au fost folosite la prepararea vaccinului împotriva hepatitei B care determină formarea de anticorpi protectori în organismul vaccinat.

În 1981 la Universitatea din California s-a reuşit transferul genelor virusului hepatitei B care determină sinteza proteinelor din care se prepară vaccinul în celulele de S. cerevisiae. În mod similar, cu ajutorul bacteriilor şi a drojdiilor recombinate genetic in vitro se pot obţine vaccinuri împotriva a numeroase maladii virale, ca de ex, poliomielita, turbarea şi altele.

Producerea de energie cu ajutorul microorganismelor

Criza energetică a îndreptat atenţia specialiştilor spre alte surse neconvenţionale de energie care să poată suplini parţial nevoile sociale. O atenţie deosebită s-a acordat bioenergiei pornind de la faptul bine cunoscut că prin fotosinteză se produc anual cantităţi uriaşe de materie organică din care numai o parte este utilizată direct în alimentaţie sau în hrana animalelor.

Subprodusele rezultate din agricultură şi deşeurile reprezintă cantităţi uriaşe de biomasă care ar putea fi utilizate pentru producerea de energie. Anual, agricultura furnizează prin cultura cerealelor o cantitate de 1,7 miliarde de tone de paie care în mare măsură rămân neutilizate.

În general, din procesul de cultură a plantelor agricole din industria alimentară se acumulează mari cantităţi de celuloză, amidon, melase, deşeuri de lignină la care se adaugă deşeurile menajere, toate acestea reprezentând o mare cantitate de materie organică. Aceste produse pot fi valorificate eficient pentru producerea de bioenergie.

În unele ţări se fac cercetări intense pentru cultivarea unor plante care să fie utilizate pentru producţia de alcool etilic (cartoful, unele cereale, trestia de zahăr etc.). Aceste produse sunt bogate în glucide de tipul amidonului şi zaharozei care pot fi uşor hidrolizate în hexoze care apoi sunt supuse fermentaţiei alcoolice rezultând alcoolul etilic. Dezvoltarea producţiei de alcool etilic cu ajutorul microorganismelor se face pentru folosirea lui în calitate de carburant la motoarele cu combustie internă.

Amidonul, care constituie peste 50% din substanţa uscată a boabelor de cereale, a cartofului etc. poate fi hidrolizat enzimatic sau cu acizi, obţinându-se dextrine şi glucoză. Acest zahăr este utilizat pentru fermentare, obţinându-se alcool etilic folosit în diferite industrii.

Hemicelulozele constituie un grup de poliozide asociate celulozei din peretele celulelor vegetale. Unele bacterii sunt capabile să degradeze hemicelulozele la o temperatură de peste 40 ºC şi să le transforme în alcool etilic şi acid lactic.

Celuloza este degradată de bacterii şi fungi care conţin complexul enzimatic celulaza. Prin transformarea cu ajutorul microorganismelor a celulozei şi hemicelulozei se obţin, pe lângă alcool etilic, o serie de alte produse ce servesc ca materii prime în industria farmaceutică, chimică, alimentară.

Valorificarea acestei cantităţi foarte mari de biomasă va contribui totodată la epurarea biologică a mediului înconjurător şi implicit la ameliorarea condiţiilor de viaţă ale populaţiei.

Producerea de biogaz

Este o altă cale de transformare a biomasei, fiind vorba de o fermentare metanică denumită metanogeneză.
Metanogeneza este o fermentaţie anaerobă în care intervin 3 grupe de bacterii:

1.Grupul care transformă substratul organic în acizii butiric, propionic şi lactic;
2.Grupul care transformă aceşti acizi organici în acid acetic, H2 şi CO2;
3.Grupul de bacterii care reduc CO2 în CH4 şi consumă H2.

Toate bacteriile metanogene au capacitatea de a creşte în prezenţa H2 şi a CO2, ele sunt sensibile la prezenţa O2 care este toxic pentru ele şi produc CH4 în urma activităţii lor biologice. Instalaţiile de obţinere a biogazului au fost construite şi recomandate pentru gospodăriile rurale unde există multe deşeuri organice, cât şi în cazul fermelor de creştere a animalelor unde rezultă cantităţi mari de gunoi.

Cercetătorii din Japonia au obţinut o nouă tulpină de bacterie metanogenă care produce fermentaţia metanică în numai 8 zile spre deosebire de tipul clasic de fermentaţie care are nevoie de ~ 20 de zile. Pe plan mondial, o experienţă valoroasă de obţinere a biogazului s-a acumulat în China, Israel, India, Filipine, Franţa etc.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem. Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web