GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC - phần 1

Công nghệ Sinh học (Biotechnology) là một thuật ngữ xuất hiện cách đây khoảng 25 năm sau khi có khi có những thành tựu của công nghệ gen (kỹ thuật tái tổ hợp DNA). Có nhiều định nghĩa khác nhau về CNSH, tuy nhiên định nghĩa theo Liên đoàn Công nghệ Châu âu được nhiều người chấp nhận nhất:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC - phần 1 CHÖÔNG I:  GIÔÙI THIEÄU VEÀ COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC   1. Khaùi nieäm veà Coâng ngheä Sinh hoïc (CNSH) Coâng ngheä Sinh hoïc (Biotechnology) laø moät thuaät ngöõ xuaát hieän caùch ñaây khoaûng 25 naêm sau khi coù khi coù nhöõng thaønh töïu cuûa coâng ngheä gen (kyõ thuaät taùi toå hôïp DNA). Coù nhieàu ñònh nghóa khaùc nhau veà CNSH, tuy nhieân ñònh nghóa theo Lieân ñoaøn Coâng ngheä Chaâu aâu ñöôïc nhieàu ngöôøi chaáp nhaän nhaát: Coâng ngheä sinh hoïc laø caùc quaù trình saûn xuaát   ôû qui moâ coâng nghieäp coù söï tham gia cuûa caùc taùc   nhaân sinh hoïc (ôû möùc ñoä cô theå, teá baøo hoaëc döôùi  teá   baøo)   döïa   treân   caùc   thaønh   töïu   toång   hôïp   cuûa   nhieàu boä moân khoa hoïc, phuïc vuï cho vieäc taêng cuûa   caûi vaät chaát cuûa xaõ hoäi vaø baûo veä lôïi ích cuûa   con ngöôøi. Nhö vaäy CNSH khoâng phaûi laø moät moân khoa hoïc nhö hoaù, lyù, sinh hoïc, hay sinh hoïc phaân töû, … maø laø moät phaïm truø saûn xuaát (coâng ngheä). Taùc nhaân sinh hoïc ôû möùc ñoä cô theå nhö ñoäng vaät, thöïc vaät, ôû möùc ñoä teá baøo nhö teá baøo vi sinh vaät vaø ôû möùc ñoä döôùi teá baøo nhö gen, enzyme. Coâng ngheä sinh hoïc coù tính chaát lieân ngaønh, noù öùng duïng nhöõng thaønh töïu cuûa nhieàu ngaønh khoa hoïc vaøo saûn xuaát nhö di truyeàn hoïc, hoaù sinh hoïc, sinh lyù hoïc, vi sinh vaät hoïc, hoaù hoïc, tin hoïc, cô khí, … Töø ñònh nghóa treân cho thaáy coâng ngheä gen khoâng phaûi laø CNSH maø noù chæ laø moät thaønh phaàn chuû choát, laø cô sôû, laø ñoäng löïc ñeå thuùc ñaåy söï phaùt trieån cöïc kyø nhanh choùng cuûa coâng ngheä sinh hoïc. 1.2. Phaân loaïi coâng ngheä sinh hoïc Tuyø theo caùch nhìn khaùc nhau maø coâng ngheä sinh hoïc ñöôïc phaân loaïi theo caùc kieåu khaùc nhau. Xeùt veà taùc nhaân sinh hoïc tham gia vaøo quaù trình CNSH coù theå chia thaønh caùc nhoùm sau: - CNSH ñoäng vaät (Animal Biotechnology) - CNSH thöïc vaät ( Plant Biotechnology) - CNSH vi sinh vaät (Microbial Biotechnology) - CNSH enzyme hay CN enzyme (Enzyme Biotechnology) Ngoaøi ra coøn coù caùc khaùi nieäm khaùc nhö CN protein (Protein Engineering), CN gen (Gene Engineering). CN gen vaø CN protein luoân luoân xuyeân suoát vaø laø coâng ngheä chìa khoaù naèm trong CN thöïc vaät, CN ñoäng vaät vaø CN vi sinh vaät. 1 Döïa treân ñoái töôïng phuïc vuï ngöôøi ta cuõng coù theå chia CNSH thaønh: - CNSH noâng nghieäp - CNSH y teá - CNSH moâi tröôøng - CNSH naêng löôïng - CNSH vaät lieäu - CNSH cheá bieán thöïc phaåm - CNSH hoaù hoïc… Caùch ñaây treân 8000 naêm con ngöôøi ñaõ bieát söû duïng vi sinh vaät trong saûn xuaát bia, phomat, yoghurt, daám. Do ñoù moät soá taùc giaû laïi cho raèng CNSH ñaõ ñöôïc con ngöôøi söû duïng töø raát laâu. Vì vaäy CNSH coù theå chia thaønh hai nhoùm: - CNSH coå ñieån (Ancient Biotechnology) - CNSH hieän ñaïi (Mordern Biotechnology) Trong baøi giaûng naøy seõ ñöôïc trình baøy theo caùch phaân loaïi CNSH theo ñoái töôïng phuïc vuï. 1. Lòch söû phaùt trieån cuûa CNSH Ñieåm laïi lòch söû cho thaáy toå tieân chuùng ta cuõng ñaõ bieát söû duïng caùc qui trình CNSH trong thöïc tieãn cuoäc soáng cuûa mình nhö laøm baùnh mì, naáu röôïu bia, laøm phomat... Tuy nhieân hoï khoâng hieåu baûn chaát cuûa caùc quaù trình coâng ngheä aáy maø haønh ñoäng theo kinh nghieäm vaø caûm tính. Ñeán cuoái theá kyû 19, Pasteure ñaõ chæ ra raèng vi sinh vaät ñoùng vai troø quyeát ñònh trong caùc quaù trình leân men . Keát quaû nghieân cöùu cuûa Pasteure laø cô sôû cho söï phaùt trieån cuûa ngaønh coâng nghieäp leân men saûn xuaát dung moâi höõu cô nhö aceton, ethanol, butanol, isobutanol... vaøo cuoái theá kyû 19 ñaàu theá kyû 20. Daàn daàn caùc quaù trình leân men saûn xuaát dung moâi höõu cô ñöôïc thay theá baèng ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát hoaù chaát töø daàu moû. Cuõng trong giai ñoaïn naøy ñaõ coù nhöõng xu höôùng caûi tieán coâng ngheä leân men truyeàn thoáng. Ví duï: trong coâng ngheä leân men ethanol neáu boå sung vaøo moâi tröôøng leân men bisulphite (HSO3-) thì quaù trình tích luyõ seõ theo höôùng taïo glycerol thay vì höôùng tích luyõ ethanol. Glycerol raát caàn ñeå cheá taïo thuoác noå. 2 Giai ñoaïn phaùt trieån quan troïng thöù hai laø quaù trình phaùt trieån cuûa CNSH saûn xuaát thuoác khaùng sinh penicilin. Naêm 1928 Alexander Fleming ñaõ phaùt hieän ñöôïc khaû naêng khaùng khuaån cuûa naám moác Penicillum notatum. Tuy nhieân ñeán naêm 1940 saûn xuaát penicillin ñöôïc saûn xuaát treân qui moâ lôùn. Thuoác khaùng sinh penicillin ñaõ cöùu haøng trieäu thöông binh trong theá chieán thöù hai. Trong thôøi kyø naøy coù moät soá caûi tieán kyõ thuaät vaø thieát bò leân men voâ truøng cho pheùp laøm taêng ñaùng keå naêng suaát leân men. Ngaøy nay ngaønh coân ...