биотехнология какие дисциплины изучаются

История развития

Биотехнология (БТ) изучает всевозможные биологические системы и разрабатывает методики использования на практике микроорганизмов, растительных и животных тканей, полностью генетически модифицированных организмов, полученных искусственным путем. Интенсивно развиваться как наука начала в середине XX века, хотя многие биотехнологии, полученные эмпирическим путем, были известны издавна. К ним относятся такие микробиологические процессы:

С конца XIX века, когда Луи Пастер открыл наличие микроорганизмов в продуктах брожения, начался условный второй этап. Постепенное развитие вирусологии и микробиологии положило начало первым направлениям биотехнологии. Особое значение имело открытие структурного строения белков и применение вирусов для изучения клеточных организмов. Создание первых установок по производству метана позволило перерабатывать отходы сельского хозяйства в биологический газ и органические удобрения.

В середине XX века начинается производство антибиотиков в промышленных масштабах и как следствие — развитие фармацевтической науки и промышленности. Разрабатываются технологии получения при помощи микроорганизмов витаминов, аминокислот, ферментов и других органических соединений. Третий этап начался с 1972 года, когда путем встраивания чужеродных генов впервые была создана рекомбинантная ДНК и введен термин «биотехнология». С этого момента начинают развиваться генная и клеточная инженерия.

Основные направления

БТ является привлекательной отраслью для инвесторов во всем мире. Эксперты считают, что бизнесы, основанные на БТ, будут самыми прибыльными и быстро прогрессирующими в XXI веке. На этот момент ведутся исследования по созданию биодеградируемых полимеров, способных заменить используемые сейчас пластмассы и пластики. Такие материалы совершенно нетоксичны и пригодны к полной утилизации, что важно для сохранения приемлемых условий окружающей среды.

На основе БТ создаются уникальные методы защиты растений и природоохранные технологии. В перспективе появится возможность управлять жизнедеятельностью растений и животных путем конструирования необходимых генов и создавать живые организмы с заданными свойствами. Основные направления БТ:

Биотехнология изучает биологические процессы и занимается разработкой методик использования живых организмов, которые могут применяться в промышленном производстве, основываясь на достижениях генной инженерии и биохимии.

Генные технологии занимаются извлечением гена или группы генов для соединения кодирующих элементов нужного продукта с молекулами ДНК, которые способны не только проникать в клетки чужеродного организма, но и размножаться в них. Таким способом были получены гормональные соединения инсулин и интерферон еще на начальных этапах развития генной инженерии.

Достижения и перспективы развития

Началу генетических исследований способствовало открытие в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном двойной спирали ДНК — макромолекулы, отвечающей за хранение, передачу и исполнение заложенной в живом организме генетической программы, отвечающей за его развитие и функционирование. Первый генномодифицированный продукт поступил в продажу в 1994 году. Это были томаты североамериканской торговой марки Flavr Savr. Через два года появилась на свет овечка Долли — первое животное, клонированное при помощи ДНК, полученного из молочной железы взрослой особи.

Главный вклад в развитие БТ ученых-генетиков на сегодня — расшифровка генома человека. Проект под таким названием начался еще в 1990 году и только в 2006 было объявлено, что исследователи секвентировали (описали) 99,99% человеческой ДНК. В результате появились технологии идентификации человека по ДНК и установления материнства или отцовства. Объем полученной информации настолько огромен, что его изучение может занять не меньше времени, чем описание.

Современные исследования ведутся в областях, объединяющих микробиологию, химию органических элементов, генетику, биохимию, и открывают пути решения различных проблем БТ. К ее задачам относятся:

Вмешательство в геном человека может уже в ближайшее время решить такие медицинские проблемы, как внутриутробное устранение наследственных заболеваний, формирование любых органов и тканей из стволовых клеток, выращивание белковой массы для производства продуктов питания, но здесь БТ сталкивается не только с научными проблемами, но и с аспектами этики и морали.

У генетических исследований всегда было немало противников, наиболее радикальные из которых требуют запретить все работы в этом направлении. Кроме того, у населения культивируется страх перед генномодифицированными продуктами, поэтому в некоторых странах они запрещены. В России введен мораторий на ввоз семян и выращивание ГМ-растений, но можно проводить с ними эксперименты.

Специальность биотехнолог

Такая профессия востребована и перспективна. Она подходит молодым людям, которые хорошо учились и сдавали экзамены в школе по предметам: химия, биология, физика и математика. Обучение может быть направлено на изучение БТ в целом или в одном из ее направлений. Личные качества, которыми желательно обладать, чтобы получать профессии, связанные с БТ:

В высших учебных заведениях можно получить основную профессию или прослушать дополнительный курс для получения второго образования уже состоявшимся профессионалам, например, врачам, по специальности биотехнология. Вуз лучше выбрать государственный, с высоким уровнем преподавания на ведущих кафедрах и хорошими материально-техническими ресурсами — оборудованными лабораториями, налаженными контактами в научном сообществе и возможных местах прохождения практики. Список университетов в Москве, имеющих биотехнологический факультет:

Кроме того, можно обучиться профессии биотехнолога в Московском государственном университете пищевых производств, СПбГУ и других учебных заведениях.

Вакансии и места работы

Биотехнологи могут работать в научно-исследовательских институтах, которые занимаются глобальными проектами по бионике, биофизике, микробиологии, генной инженерии и другим направлениям БТ. Исследования и разработки могут выполняться по заказу специализированных компаний или в чисто научных целях. Начинающий специалист обычно начинает карьеру с должности лаборанта химического анализа.

Имея склонность и стремление к научным открытиям можно зарекомендовать себя в научном мире. Особое направление БТ — биоинформатика, занимающаяся математическим и компьютерным анализом биологических процессов. Специалисты этого направления требуются во всех областях, связанных с БТ. В медицине все более широко применяются достижения БТ — от лечения генетических заболеваний до разработки новых методик хирургических операций. Вакансии, доступные для биотехнологов — микробиолог или вирусолог.

На фармацевтическом, косметологическом и пищевом производстве и на предприятиях агропромышленного комплекса всегда требуются специалисты, работающие с живыми организмами, — биофармакологи, лаборанты, контролеры технологического процесса, биотехнологи липидов и белков, биоинженеры клеток и тканей. Довольно большой процент выпускников вузов получает дополнительно педагогическое образование и осваивает педагогическую деятельность в области обучения специалистов по БТ.

Зарплата биотехнологов начинается с 20 тыс. рублей в месяц у молодых специалистов, по мере продвижения по карьерной лестнице можно зарабатывать около 35 тыс. рублей, в Москве — до 150 тыс. рублей.

Биотехнология актуальна и как прикладная наука, сконцентрированная на теоретических исследованиях и разработках.

Плюсы и минусы профессии

Основными положительными моментами при выборе специальности БТ являются актуальность и многозначность — возможность попробовать себя в самых разных сферах и компаниях, в том числе и иностранных, так как российские ученые высоко ценятся за рубежом. Профессионалы этого направления востребованы на рынке труда постоянно и есть вероятность появления новых отраслей человеческой деятельности, которые только формируются или еще даже не существуют. К другим плюсам можно отнести:

Некоторые отрицательные моменты тоже присутствуют. Перспективы сильно зависят от места работы и руководства организации-работодателя — карьерный рост и зарплата могут не соответствовать желаемым. Не все специалисты могут осилить сложность заданий и повышенную ответственность на занимаемой вакансии. Некоторые сферы БТ, в частности, генная инженерия, испытывают негативное отношение религиозных деятелей и общественности.

Главными центрами развития БТ являются США и Европа. В России эта отрасль крайне привлекательна для инвесторов, но сложности состоят в выводе новых продуктов на рынок и большой длительности цикла от начала разработки проектов до запуска в производство. Тем не менее на рынке уже существует немало компаний, специализирующихся сугубо на биотехнологиях — Ohmygut, CardioQVARK, Инсилико, 3Д Биопринтинг Солюшенс и другие. Возможно, будущему специалисту-биотехнологу выпадет возможность работать именно в них.

Источник

Все тонкости обучения на биотехнологическом факультете

Биотехнологический факультет – это одно из уникальных направлений подготовки, которое сочетает в себе естественнонаучную область с технической. Именно здесь пересекаются такие научные грани, как биология, химия, физика, технологии и пр.

Биотехнологический факультет – это одно из уникальных направлений подготовки, которое сочетает в себе естественнонаучную область с технической. Именно здесь пересекаются такие научные грани, как биология, химия, физика, технологии и пр.

Какие профессии и программы доступны на биотехнологическом факультете?

Биотехнологический факультет – это общее наименование и подразделение, включающее в себя целый спектр направлений подготовки. Осваиваемая квалификация – биотехнолог, но сфера ее применения зависит от «узости» выбранной профессии: химическая или пищевая промышленность, фармация, медицина, контроль качества товаров/услуг и пр.

Следует сразу же отметить, что биотехнологический факультет существует только при вузах. Здесь занимаются становлением как простых технологов, так и инженеров.

Сферы применения биотехнологии

Биотехнологический факультет позволяет воспитать квалифицированных специалистов для работы в следующих отраслях:

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

Какие дисциплины изучают на биотехнологическом факультете?

Проанализировав учебный план сильнейших вузов страны, в которых действует подобное подразделение специалисты Дисхелп сумели выделить основные предметные блоки, воспитывающие высококвалифицированных биотехнологов.

Структура образовательной программы и соотношение дисциплин напрямую зависит от выбранной профессии и отрасли. Базовая подготовка призвана развить кругозор и общие, минимальные навыки. Поэтому воспитание биотехнологов на данном этапе сводится к изучению общеразвивающих дисциплин, а также предметов начального уровня по профилю. Становление новоиспеченных специалистов на старших курсах вуза предполагает погружение в профильные предметы, объем которых разнится в зависимости от будущей сферы применения: медики осваивают современное оборудование фармацевты и фармпроизводители — новые препараты, составленные элементы и спектр их действия, специалисты пищевого уровня – варианты совмещения и замещения продуктов, оборудование, инструменты и пр.

Направления подготовки, связанные с Биотехнологией

Рассмотрим стандартный план подготовки студентов биотехнологического факультета:

Начиная со второго курса, студенты привлекаются к выполнению лабораторных работ, научных исследований и экспериментов, прохождению практики (учебная, производственная).

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

Образовательная программа предусматривает следующие форматы подготовки биотехнологов: очный и заочный. Притом в любом случае выделяется время на аудиторную подготовку (теоретическая – около 25% от всего учебного процесса), практическую подготовку (лабораторные работы, практикумы, семинары – около 30% программы), стажировка и научные исследования – до 30%, аттестация – зачеты и сессии, защита курсовых работ, отчетов по практике, ГОСы и ВКР.

Подготовка биотехнологов в каждом вузе проходит индивидуально с учетом материально-технической базы учебного заведения: наличие учебных и научных лабораторий, специализированного оборудования., подготовленного педагогического состава и практиков в штате, базовых кафедр и предприятий-партнеров и пр. становление профессионалов в области биотехнологии считается тотальным и практико-ориентированных в случае сотрудничества между местными промышленными, химическими, пищевыми производствами и предприятиями и вузами (целевой прием, научные интересы и пр.).

Особенности поступления на биотехнологический факультет при вузе?

Отборочная программа основывается на результатах ЕГЭ в рамках действующих комбинаций:

Дополнительные испытания по данному направлению не предусмотрены., но могут быть проведены по инициативе вуза. Формат – любой: собеседование, тестирование по профильному предмету, решение задач и пр.

Согласна новым правилам приема, прием документов от абитуриентов ведется в рамках одной волны. Донабор производится только по инициативе вуза на основе уже сформированных в ходе основного набора списка.

На одно место в среднем претендует до 5-6 человек.

Виды научно-исследовательских работ на биотехнологическом факультете и специфика их выполнения

Биотехнологический факультет – оригинальное сочетание нескольких дисциплин в «одном флаконе», призванный подготовить инженеров-технологов для промышленной среды, в которой без исследований и экспериментов жизнь просто немыслима. Поэтому студентов, начиная с первого курса, привлекают к научно-исследовательской и проектной деятельности.

На протяжении профессионального становления учащиеся выполняют следующие виды работ:

На биотехнологическом факультете чаще всего выполняют практические исследования, призванные оценить реальность: провести анализ конкретного объекта, определить проблему и решить ее, усовершенствовав биотехнологические процессы и методы работы на основе имеющихся данных и знаний. Поэтому в серьезных исследования (курсовые, НИР, ВКР) будет присутствовать три основных раздела: теоретический – раск5рывающий суть вопрос аи стандартные решения, аналитический – диагностирующий проблему и исследующий объект, рекомендательный – предполагающий выдвижение потенциального решения и его проверка посредством прогнозирования или апробирования.

Нужна помощь преподавателя?

Мы всегда рады Вам помочь!

Чаще всего в исследованиях на биотехнологическом факультете авторам предстоит разбираться в биологических особенностях организмов, химических реакциях, технологическом процессе и пр. Для их проведения важна тотальная база, подготовка и владение соответствующими дисциплинами. Без расчетов, чертежей, схем, которые выполняются максимально точно, не обойтись. Поэтому будьте готовы к большим математическим расчетам, анализу внушительного объёма информации и аргументированным выводам и предложениям.

Специалисты ОЦ Disshelp готовы выполнить любой научно-исследовательский проект для студентов биотехнологического факультета вуза независимо от уровня сложности и «узости» выбранной профессии. у нас трудятся высококвалифицированные эксперты с многолетним опытом работы: педагоги, кандидаты и доктора наук, практики, доценты и профессора.

Disshelp по плечу все виды работ: от решения задач, кейсов до курсовых, научных и дипломных работ, научных статей. Мы готовы выполнить проект под ключ или отдельную его часть: подбор информационной базы, обработка материалов и черновиков, оформление, повышение уникальности, перевод текста и пр. Высокое качество услуг, конфиденциальность данных и безопасность сделки, индивидуальный подход гарантирован каждому клиенту. Убедитесь с этом лично, оформив заявку на сайте или лично посетив наш офис.

Трудности с учебой?

Помощь в написании студенческих и
аспирантских работ!

Источник

История возникновения

С древнейших времен знания в области биотехнологии применялись человеком в сыроварении, для изготовления вина и других продуктов. Впервые брожение, а это классический пример биотехнологии, использовалось для производства пива в Древнем Вавилоне несколько тысяч лет назад. Однако в последующем на протяжении многих столетий уникальные разработки, знания и технологии были утеряны. Лишь в XIX веке начали целенаправленно изучать этот раздел науки.

Считается, что основоположником биотехнологии является Луи Пастер, в 1867 году изучавший процессы брожения и сквашивания, которые возникали при жизнедеятельности различных микроорганизмов. Исследования продолжил Эдуард Бухнер, занимающийся научной работой в области информатизации и химических реакций бесклеточных экстрактов. В конце XIX — начале XX вв. были сделаны многочисленные сенсационные открытия, сформировавшие биотехнологию в её современном понимании:

Термин биотехнология появился в 1919 году, когда венгерский экономист Карл Эреки опубликовал свой манифест, в котором под этим разделом науки понималось использование микроорганизмов для процедуры ферментации продуктов. Во второй половине XX века после объединения нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности был сделан существенный скачок в исследовании этой дисциплины. Ученые научились синтезировать белок из продуктов нефтепереработки, используя в последующем такие синтетические компоненты в качестве заменителей органики.

Основные виды и термины

Биотехнология — это наука создания различных веществ путем использования биологически естественных компонентов. Фактически это манипулирование животными и растительными клетками для получения нужных результатов.

Сегодня, в век компьютерных технологий, биотехнология сделала существенный шаг вперёд. На различных факультетах в университетах и в лабораторных условиях проводятся многочисленные изыскания, основная цель которых заключается в том, чтобы создать действенные лекарства и существенно упростить жизнь человека. Основными направлениями, задачами и темами этой науки являются:

В биоинженерии изучают различные области медицины, а также влияние клеток и наследственных факторов с генами на развитие заболеваний. Это направление позволяет не только разработать суперсовременные технологии лечения различных патологий, но и предупреждает возникновение тяжелых болезней, которых можно было избежать путем редактирования ДНК.

Специализация биомедицина — это узкоспециализированный раздел медицинских знаний, объектом которого являются патологические состояния, строение тела человека и возможности коррекции различных болезней. В эту дисциплину также включается наномедицина, в которой жизнедеятельность биологических видов изучается на молекулярном уровне.

В гибридизации исследуют возможность создания гибридов животных и растений, получая устойчивые к различным условиям клетки. Этот раздел науки позволяет замедлить процессы старения, продлевая жизнь с помощью нано- и биотехнологий.

Высшим достижением биотехнологии считается генная инженерия, под которой понимают совокупность технологий и знаний получения ДНК и РНК. Это управление генами живых существ и растений, что позволяет получать заданные свойства у клеток. Например, ученые со специальностью биология планируют с помощью технологии исправления генома человека решать проблемы с различными онкологическими заболеваниями.

Также к этому разделу науки относится клонирование, что позволяет за счет использования специальных технологий получать идентичные генетические организмы, выведенные вегетативным бесполым размножением. На сегодняшний день клонированы были не только растения, но и десятки видов животных, в том числе лошади, кошки, собаки и овцы. Технологически возможно даже копирование человека, однако нормативная база и нравственные аспекты не позволяют людям этой профессии заниматься такой работой.

Возможные сферы применения

В далеком прошлом биотехнология казалась еще одной наукой, которая навсегда поселится в лабораторных кабинетах и никогда не будет иметь практического применения. Однако сегодня биотехнология, ее направления, технологии и знания активно присутствуют и применяются в повседневной жизни. Методы биотехнологии внедряются в следующих отраслях:

В фармацевтике эту сферу науки часто называют красной биотехнологией. Специалисты разрабатывают различные эффективные сыворотки, вакцины и усовершенствованные лекарственные препараты, которые позволяют бороться с болезнями, в прошлом считавшимися неизлечимыми. На западе активно используются возможности биотехнологии в диагностике заболеваний с помощью чипов ДНК и биосенсоров. С помощью таких маркеров можно сдавать анализы на онкологию и наследственные патологии.

В пищевой промышленности биотехнология активно используется при производстве аминокислот, алкоголя, различных безвредных ферментов. Этот раздел науки часто называют белой биотехнологией, что объясняет ее экологичность и натуральность происхождения.

В сельском хозяйстве зелёные биотехнологии позволяют селекционерам получать различные гибридные культурные растения, отличающиеся высокой урожайностью, способные противостоять грибкам и болезням. Также ученые научились эффективно перерабатывать отходы сельского хозяйства, в том числе жмых и зелёную массу, в эффективное топливо.

Под серой биотехнологией, которая изучает утилизацию и переработку отходов, понимают очистку стоков, санацию почв и улучшение качества воздуха. Сегодня, когда экология в больших городах оставляет желать лучшего, именно с помощью таких современных знаний и высокотехнологичного оборудования удается решить проблемы с парниковыми газами, тяжёлыми металлами и другими отравляющими соединениями.

Развитие и инвестиции

Биотехнологию сложно назвать молодой дисциплиной, но эта наука сегодня находится лишь в начале своего развития. Учёные считают, что возможности и направления, которые открываются благодаря новым знаниям, являются бесконечными. Загвоздка лишь в поддержке и должном финансировании. Любое исследование — это многие годы изысканий, использование мощности суперсовременных компьютеров и существенные финансовые затраты, а перспективы конкретных разработок могут быть туманны.

Основными инвестиционными участниками этого направления являются сами биотехнологи и инженеры, которые занимаются изыскания в этой области. Ученые предлагают не конечный продукт, а идею с возможными методами её реализации. Для претворения в жизнь таких задумок нужны сотни экспериментов, дорогостоящее оборудование и постоянные опыты.

Неудивительно, что многие инвесторы просто не рискуют вкладываться в идею, опасаясь потерять миллионы долларов. К тому же официальная зарплата у биологов крайне высока, особенно на западе. В настоящее время на рынке биотехнологических разработок работают около десятка по-настоящему крупных компаний:

Перспективной технологией в медицине является так называемое секвенирование, то есть изучение последовательности нуклеотидов, находящихся в ДНК. Полностью расшифровав такие данные, можно определить участки молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, которые отвечают за наследственные заболевания. В последующем на основании имеющейся информации медики могли бы предотвращать развитие опасных неизлечимых патологий. Как только такой процесс дойдёт до совершенства, появится возможность полностью избавиться от болезней, которые даже ещё не появились у конкретного человека.

Добро и зло

Единого мнения о том, что же такое биотехнология — добро или зло, на сегодняшний день нет. Кто-то утверждает, что это попытка вмешаться в естественный процесс и повлиять на природу, тогда как другие уверяют, что будущее человечества именно за такими знаниями. В последние десятки лет население Земли неизменно увеличивается, поэтому без применения биотехнологии в промышленном сельском хозяйстве появилась бы проблема тотального голода.

Также с помощью биотехнологии удаётся найти лекарство от различных тяжелых заболеваний, которые в прошлом считались неизлечимыми. Неоспоримым доказательством пользы этой науки является изобретение антибиотиков, с помощью которых удается излечивать сотни различных болезней. Общеизвестно, что проще предупредить различные тяжёлые недуги, чем в последующем пытаться лечить их с помощью операций и лекарств. Биомедицина создаёт эффективные способы диагностики, которые позволяют определить склонность к тем или иным заболеваниям еще до их возникновения в организме человека.

И всё же необходимо понимать, что потребуется качественный контроль за подобными исследованиями в области биотехнологии и их внедрением в повседневную жизнь. В первую очередь это касается моральных аспектов клонирования, возможности выращивать донорские органы или же изменять геномы и клетки ДНК, нарушая естественный ход природы и создавая тем самым суперчеловека.

В последние годы биотехнология развивается стремительно, при этом многие государства сталкиваются с проблемой отсутствия или недостаточного контроля за такими исследованиями на правовом уровне. В итоге было приостановлено множество проектов, поэтому говорить о победе над смертью или успехах в клонировании человека в настоящее время преждевременно.

Источник