Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





AstronomieBiofizicaBiologieBotanicaCartiChimieCopii
Educatie civicaFabule ghicitoriFizicaGramaticaJocLiteratura romanaLogica
MatematicaPoeziiPsihologie psihiatrieSociologie


NOTIUNI GENERALE DE BIOTEHNOLOGIE

Biofizica

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
NOTIUNI GENERALE DE BIOTEHNOLOGIE
BIOCHIMIE CLINICA - Plasma si elementele figurate
Apele reziduale din industria berii si a laptelui

Notiuni generale de biotehnologie

 

–        –       Biotehnologie



–        –       Bios – viata - biologie

–        –       Tehnologie – studiul tehnic al utilajelor, masinilor, materialelor

–        –       Federatia Europeana de Biologie (1978)

–        –       Utilizarea integrata a biochimiei, microbiologiei si ingineriei in scopul obtinerii unei aplicatii tehnologice (industriale)  cu ajutorul microorganismelor, culturilor de celule si a partilor componente ale acestora.

–        –       Orice manipulare a viului in folosul societatii inseamna biotehnologie

–        –       Evolutia

–        –       Biotehnologii primare, de generatia I

–        –       procedee clasice

–        –       extractiile

–        –       fermentatiile

–        –       biotehnologii de generatia II

–        –       utilizeaza metabolismul normal al unor microorganiosme nemodificate pentru obtinerea unor compusi

–        –       antibioticele

–        –       biotehnologii de generatia III, genetice

–        –       inginerie genetica

–        –       Se poate dezvolta la nivel de

–        –       laborator - caracter de cercetare fundamentala

–        –       industrial - caracter aplicativ

–        –       clasificarea diferitelor tipuri de biotehnologii in functie de

–        –       tipul de celule cu care se lucreaza - biotehnologii

–        –     microbiene

–        –     vegetale

–        –     animale

–        –       domeniul in care isi gasesc aplicatii produsele

–        –       biotehnologii industriale

–        –       farmaceutice

–        –       producerea de biomasa proteica

–        –       biosinteza antibioticelor

–        –       productia de acizi organici

–        –       aminoacizi

–        –       probiotice

–        –       polizaharide

–        –       hormoni

–        –       vitamine

–        –       alimentare

–        –       procedee industriale de prelucrare

–        –       legume

–        –       fructe

–        –       lapte

–        –       produse lactate

–        –       carne

–        –       aspecte fermentative ale acestora

–        –       depoluante

–        –       epurarea biologica a

–        –       apelor uzate (poluate)

–        –       aerului

–        –       solurilor degradate

–        –       extractia minereurilor cu ajutorul microorganismelor

–        –       biotehnologii agricole

–        –       vegetale

–        –       rezistenta plantelor la atacul factorilor patogeni

–        –       toleranta fata de factorii de mediu defavorabili

–        –       multiplicarea speciilor horticole

–        –       obtinerea de noi hibrizi sexuati

–        –       animale

–        –       in zootehnie

–        –       nutritia animala

–        –       cresterea rezistentei animalelor la atacul factorilor patogeni

–        –       reproductia artificiala

–        –       predeterminarea sexului la animale

–        –       conservarea resurselor genetice animale

–        –       medical-veterinare

–        –       crearea unor sisteme de diagnostic rapid al

–        –       maladiilor

–        –       dereglarilor functionale

–        –       sisteme biologice de combatere a bolilor

–        –       anticorpi monoclonali

–        –       vaccinuri

–        –       bacterii antagoniste

 

 

 

 

 

 

 

Produsul biotehnologic

Tipul de organism utilizat

Solventi organici

Etanol (nu pentru bautura)

acetona

 

Sacharomices cerevisiae

Clostridium acetobutylicum

Biomasa

Culturi starter si drojdii pentru industria alimentara si agricultura

Bacterii lactice

Drojdii de panificatie

Acizi organici

Acid citric

Acid gluconic

Acid lactic

 

Aspergillus niger

Aspergillus niger

Lactobacillus delbrueki

Aminoacizi

 

Transformari microbiene

Steroizi

D-Sorbito – L-sorboza

 

Polizaharide extracelulare

 

Nucleotide

 

Enzime

Proteaze

Amilaze

Renina

 

Vitamine

B12

Riboflavina

 

Alcaloizi din Ergot

Cleviceps paspali

Pigmenti

b-carotene

 

Vaccinuri impotriva

difteriei

tetanosului

pertussisului

poliomielitei

rubeolei

hepatitei B

 

Corinebacterium diphteriae

Clostridium tetani

Bordetella pertussis

Virusi activi atenuati

Virusi activi atenuati

Antigen de suprafata evidentiat in drojdia recombinata

Proteine terapeutice

Insulilna

Hormonul de crestere

Eritropietina

Interferonul α2

 

Escherichia coli recombinata

Escherichia coli recombinata

Celule de mamifere recombinate

Escherichia coli recombinata

Insecticide

 

Antibiotice

Peniciline

Cefalosporine

Tetracicline

Antibiotice macrolide (eritromicina)

Antibiotice polipeptide (gramicidina)

Antibiotice aminoglicozide (streptomicina)

Antibiotice aromatice (griseofulvina)

 

Penicillinum chrysogenum

Cephalosporinum acremonium

Streptomyces aureofaciens

Streptomyces erytreus

Bacillus brevis

Streptomyces griseus

Penicillinum griseofulvum

Anticorpi monoclonali

 

 

–        –       Cultivarea microorganismelor in instalatii industriale specializate, performante determina

–        –       Asigurarea de conditii optime de

–        –       Crestere

–        –       Dezvoltare

–        –       Biosinteza a metabolitilor doriti

–        –       Acumularea preferentiala a unui anumit metabolit necesita

–        –       Cresterea si dezvoltarea microorganismelor

–        –       Condusa

–        –       Reglata

 

Etapele elaborarii tehnologiilor de biosinteza

-          -         cuprinde mai multe faze

-          -         Laborator

-          -         Micropilot

-          -         Statii pilot

-          -         Productie industriala

-          -         Faza de laborator cuprinde 2 etape

-          -         Etapa I

-          -         Izolarea, selectarea si testarea microorganismului producator

-          -         Tehnici specifice pentru fiecare microorganism

-          -         Metode folosite pentru izolarea si testarea microorganismului

-          -         Tehnica dilutiilor

-          -         Microorganismele

-          -         preluate din diferite habitate

-          -         cultivate pe medii

-          -         solide

-          -         lichide

-          -         initial se urmareste realizarea unei culturi pure

-          -         tehnici microbiologice specifice

-          -         epuizarea ansei

-          -         dilutii succesive

-          -         apoi se stabileste o metoda de triere (screening)

-          -         microorganismul cultivat pe placi Petri pe medii de agar-agar

-          -         se fac teste de identificare

-          -         calitative

-          -         cantitative

-          -         De ex. - Enzime

-          -         includerea substratului specific pentru enzima dorita

-          -         amidon/amilaze

-          -         cazeina/proteaze

-          -         celuloza/celulaza

-          -         enzimele difuzeaza in gelul de agar-agar

-          -         daca nu se poate aplica un test calitativ

-          -         coloniile izolate se cultiva pe medii specifice

-          -         extractul  (lichidul) de biosinteza

-          -         prelevat

-          -         prelucrat

-          -         dozarea compusului

-          -         spectrofotometric

-          -         fluorimetric

-          -         tritrimetric

-          -         polarimetric

-          -         se retin numai cateva tulpini care au dat cele mai bune rezultate

-          -         Intretinerea culturilor producatoare

-          -         lucrari de caracterizare a microorganismului dupa criterii

-          -         morfologice

-          -         biochimice

-          -         fiziologice

-          -         imunologice

-          -         toxicologice

-          -         inregistrarea tulpinii

-          -         intr-o colectie de microorganisme

-          -         sub un numar de identificare

-          -         Selectia unui mutant inalt producator

-          -         Lucrari de selectie

-          -         Naturala

-          -         Artificiala (mutageneza)

-          -         Conservarea

-          -         Tulpini parentale

-          -         Tulpini mutante

-          -         Prin

-          -         metode speciale

-          -         la temperaturi scazute

-          -         Liofilizarea

-          -         Conservarea in azot lichid

-          -         Cultura stoc

-          -         Cultura de la care se porneste procesul de biosinteza

-          -         Tulpinile din colectie utilizate in lucrarile de biosinteza

-          -         Metodele de intretinere a culturilor sunt specifice fiecarui microorganism

-          -         Conditii de pastrare

-          -         La frigider

-          -         Pe geloza nutritiva

-          -         In tub inclinat

-          -         punctul de plecare pentru prepararea unei culturi inocul de laborator

-          -         cultura inocul

-          -         constituie

-          -         cultura microbiana in curs de multiplicare

-          -         materialul de insamantare a mediului de biosinteza in etapa urmatoare

-          -         conditii de dezvoltare

-          -         format pe un substrat nutritiv corespunzator

-          -         pH

-          -         Temperatura

-          -         Agitare

-          -         Aerare

-          -         Transvazarea inoculului

-          -         In mediul de biosinteza

-          -         Conditii aseptice

-          -         Dupa o perioada de dezvoltare bine stabilita si definita prin

-          -         Varsta

-          -         Cantitate

-          -         Aspect microscopic

-          -         Aparatura

-          -         Placi Petri

-          -         Tuburi test

-          -         Flacoane Ehrlenmeyer

-          -         Faza de laborator

-          -         Etapa a II-a

-          -         Stabilirea parametrilor optimi de cultivare

-          -         Mediul de cultura

-          -         pH

-          -         Temperatura

-          -         Agitare

-          -         Aerare

-          -         Aparatura

-          -         Flacoane Ehrlenmeyer

-          -         Agitatoare rotative

-          -         Faza de micropilot

-          -         stabilirea conditiilor de cultivare

-          -         pH

-          -         temperatura

-          -         consum de O dizolvat

-          -         turatie

-          -         debit de aer

-          -         aparatura

-          -         bioreactor de laborator - 10 L

-          -         Faza de statie pilot

-          -         A - stabilirea parametrilor

-          -         de cultura

-          -         biosinteza

-          -         aparatura

-          -         instalatii de capacitate medie

-          -         bioreactoare 100 – 1000 L

-          -         B - stabilirea conditiilor de lucru la nivel semiindustrial

-          -         aparatura

-          -         bioreactoare 5000 – 10.000 L

-          -         sterilizarea

-          -         precede operatiile de insamantare – vitamina C

-          -         aparaturii

-          -         mediului

-          -         mediul de cultura

-          -         sterilizat

-          -         racit la temperatura optima de cultivare

-          -         cultura intermediara

-          -         treapta intermediara de cultivare

-          -         apare atunci cand raportul de inoculare

-          -         cantitatea de inocul/cantitatea de mediu de fermentatie

-          -         nu permite pregatirea culturii inocul in laborator

-          -         moduri de cultivare

-          -         A - culturi de suprafata

-          -         B - submers

-          -         mediu lichid

-          -         agitat

-          -         aerat

-          -         adoptat

-          -         in functie de fiziologia producatorului

-          -         rentabilitate

-          -         Productia industriala

-          -         initial -  faza experimentala industriala

-          -         apoi obtinerea industriala a medicamentelor

-          -         bioreactoare 10.000 – 100.000 L

 

Procedee de biosinteza

-          -         conditiile proceselor de biosinteza pot fi

-          -         oxibiotice (aerobe)

-          -         anoxibiotice (anaerobe) – fermentative

-          -         termenul de fermentatie s-a extins si la procesele oxibiotice

-          -         procesele de biosinteza ≡ bioproces

-          -         criterii de clasificare a bioproceselor

-          -         felul culturii

-          -         de suprafata

-          -         submers

-          -         tipul de operare

-          -         omogen/ heterogen

-          -         discontinuu/continuu

-          -         modul de transformare al componentelor nutritive ale mediului

-          -         simple

-          -         simultane



-          -         consecutive

 

Bioprocese in culturi de suprafata

-          -         suport

-          -         solid

-          -         semisolid

-          -         culturi solide

-          -         microorganismele se dezvolta

-          -         pe suprafata

-          -         in interiorul mediului

-          -         culturi semisolide

-          -         microorganismele se dezvolta in toata masa mediului

 

Bioprocese in culturi submerse

-          -         instalatii pentru asigurarea

-          -         amestecarii perfecte a componentelor mediului de biosinteza

-          -         solide

-          -         lichide

-          -         gazoase

-          -         alimentarea adecvata cu aer

-          -         aparatura de masura si control

-          -         utilaje speciale – bioreactoare

-          -         avantaje

-          -         se preteaza la automatizari

-          -         economie de spatiu

-          -         o buna amestecare si aerare a mediului

-          -         conditii optime pentru microorganisme

-          -         randamente ridicate

-          -         cel mai utilizat pentru

-          -         aminoacizi

-          -         proteine

-          -         enzime

-          -         sisteme industriale

-          -         discontinui (sarje)

-          -         continui

-          -         productivitate mare

-          -         aparte de capacitati mici – pastreaza mai bine parametrii optimi

 

tipul de operare

-          -         sistemele omogene

-          -         compozitia mediului este uniforma pe tot parcursul bioprocesului

-          -         sistem este monofazic

-          -         microorganismele sistemului au aceeasi stare fiziologica (stadiu de dezvoltare)

-          -         sistemele heterogene

-          -         compozitia mediului de fermentatie are gradiente de celule sau de substrat

-          -         sisteme

-          -         monofazice

-          -         multifazice

-          -         lichid/lichid

-          -         lichid/gaz

-          -         microorganismele

-          -         expuse la diferite conditii de mediu

-          -         diferite stari fiziologice (diferite stadii de dezvoltare)

 

tipul de operare

-          -         bioprocese inchise

-          -         celulele microbiene mentinute in totalitate in sistem

-          -         nu pot atinge o stare stationara

-          -         bioprocese deschise

-          -         celulele trec continuu in efluent

-          -         celulele parasesc sistemul in rata in care se formeaza

-          -         rezulta ca se gasesc in stare stationara

 

tipul de operare

-          -         sistem continuu de operare

-          -         deschis

-          -         omogen

-          -         cu un stadiu

-          -         cu mai multe stadii

-          -         heterogen

-          -         cu un stadiu

-          -         cu mai multe stadii

-          -         mixt

-          -         inchis

-          -         omogen

-          -         heterogen

-          -         mixt

 

modul de transformare al componentelor nutritive ale mediului

-          -         procese simple

-          -         componentele nutritive se transforma stoechiometric in produse de reactie

-          -         fara acumulare de intermediari in mediu

-          -         procese simultane

-          -         componentele nutritive se transforma in diferite proportii stoechiometrice

-          -         fara acumulare de intermediari in mediu

-          -         procese consecutive

-          -         componentele nutritive se transforma cu acumulare de intermediari

-          -         procese desfasurate in etape

-          -         componentele nutritive se transforma in intermediari si apoi in produsi de reactie

 
Microorganisme utilizate in biotehnologie

-          -         microorganismele

-          -         diversitate

-          -         morfologica

-          -         activitate biologica

-          -         pozitie sistematica

-          -         caractere comune

-          -         dimensiuni microscopice

-          -         organizare micelara (in general)

-          -         structura interna relativ simpla

-          -         grup format din

-          -         bacterii

-          -         drojdii

-          -         fungi

-          -         alge microscopice

-          -         protozoare

Bacteriile

-          -         organizare celulara

-          -         de tip procariot

-          -         unicelular

-          -         perete celular rigid

-          -         ac. Mureinic

-          -         ac. Teichoic

-          -         ac. Diaminopimelic

-          -         multiplicare prin diviziune directa

-          -         mare variabilitate explicata prin

-          -         fenomene

-          -         de recombinari genetice

-          -         mutatii

 

Levurile (drojdiile)

-          -         fungi microscopici

-          -         unicelulari

-          -         organizare celulara de tip eucariot

-          -         dimensiuni mari

-          -         aspect

-          -         monoforme

-          -         sferice

-          -         ovale

-          -         alungite

-          -         dimorfe

-          -         polimorfe

-          -         perete celular

-          -         gros

-          -         format din

-          -         polizaharide

-          -         glucani

-          -         manani

-          -         nucleu

-          -         bine definit

-          -         inconjurat de o membrana nucleara tipica

-          -         reproducerea

-          -         asexuata

-          -         inmugurire

-          -         diviziune

-          -         sexuata

-          -         prin conjugarea a doua celule sexuale

-          -         putine ca numar (350 de specii)

-          -         importante datorita numeroaselor utilizari practice, industriale

 

Fungii filamentosi

-          -         microorganisme eucariote

-          -         metabolism de tip chimiorganotrof

-          -         corp – hife - miceliu

-          -         filamente

-          -         tubulare

-          -         microscopice

-          -         lungi

-          -         subtiri

-          -         perete celular

-          -         semirigid

-          -         chitina asociata cu celuloza

-          -         reproducerea

-          -         spori asexuati

-          -         formati prin derivare din celule vegetative

-          -         sporangiospori

-          -         conidiospori

-          -         spori sexuati

-          -         rezultati din incrucisarea intre 2 celule polarizate sexual

-          -         ascospori

 

Metabolismul microbian

-          -         totalitatea reactiilor biologice implicate in activitatea biologica prin intermediul carora energia, elementele de mediu nutritiv sunt utilizate pentru biosinteze, crestere si alte activitati celulare;

-          -         cai metabolice

-          -         catabolism

-          -         reactii exergonice (elibereaza energie)

-          -         furnizeaza energie  - ATP

-          -         anabolism

-          -         reactii endergonice (consum de energie)

-          -         sinteza de noi constituenti prin folosirea energiei stocate din primul proces

-          -         bioelemente

-          -         majore

-          -         conc. mari

-          -         10–4 M

-          -         C, O, H, N, S, P, K, Mg, Ca

-          -         Minore

-          -         Cantitati foarte mici

-          -         Zn, Mn, Mo, Co, Cu, W

-          -         Tipuri de metabolism dupa natura sursei de energie

-          -         Microorganisme fototrofe – energia radianta

-          -         Microorganisme chimiotrofe – energia din reactii chimice oxidative la intuneric

-          -         Capacitatea de a biosintetiza metaboliti esentiali

-          -         Autotrofe

-          -         Au capacitatea de a sintetiza toti constituentii celulari

-          -         pornind de la surse anorganice simple

-          -         de C – CO2,

-          -         de azot - NH3

-          -         Heterotrofe

-          -         incapabile de a sintetiza metabolitii esentiali

-          -         necesara adaugarea lor in mediu ca

-          -         substante organice

-          -         anorganice

-          -         necesara 

-          -         o sursa de C

-          -         hidrati de C

-          -         acizi organici

-          -         o sursa de N

-          -         aminoacizi

-          -         proteine

-          -         saruri anorganice de amoniu

-          -         biotehnologie – heterotrofe

-          -         factori de crestere

-          -         Andrι Lwoff

-          -         Substante necesare pentru dezvoltarea microorganismelor

-          -         substante pe care un organism este incapabil sa le sintetizeze

-          -         in absenta carora multiplicarea este imposibila

-          -         aminoacizi naturali care intra in compozitia proteinelor

-          -         bazele purinice

-          -         bazele pirimidinice

-          -         vitaminele hidrosolubile - B

 

 

METABOLISMUL ENERGETIC LA MICROORGANISME

-          -         Energia obtinuta din reactiile metabolismului energetic este necesara activitatii biologice

-          -         Transport prin membrane

-          -         Respiratie

-          -         Biosinteza

-          -         Energia microorganismelor heterotrofe provine din degradarea unor substante organice adaugate in mediul de cultura ca sursa de carbon

-          -         3 faze de eliberare a energiei in procesul de catabolism

-          -         macromoleculele organice sunt descompuse la unitatile lor cu eliberarea a 1% din energia inglobata

-          -         proteinele – aminoacizi

-          -         grasimile – glicerol si ac. grasi

-          -         glucidele  - monozaharide

-          -         moleculele rezultate din prima faza sunt degradate pana la produsi mai mici + CO2 + H2O cu eliberarea a 1/3 din energia lor totala

-          -         intermediari ai cailor metabolice 

-          -         a 3-a faza este diferita pentru diferitele tipuri de microorganisme

-          -         microorganisme care pot descompune integral substantele nutritive pana la CO2 si H2O pe calea acizilor tricarboxilici

-          -         microorganisme care realizeaza numai o descompunere partiala a substratului nutritiv cu formare de produsi intermediari servind ca acceptori, donori de electroni

-          -         se obtin astfel diversi produsi (fermentatie)

-          -         compusii glucidici reprezinta sursa cea mai cunoscuta de energie

-          -         degradare pe calea Ebden-Meyerhof-Parnas cu

-          -         formarea a 2 molecule de ac. piruvic

-          -         eliberarea a 2 molecule de ATP

-          -         ac. piruvic

-          -         transformat in acetil-coenzima care intra in ciclul lui Krebs

-          -         se elibereaza 4 perechi de electroni care pot intra in lantul respirator

–        –       Bacterii – lantul respirator este asociat cu

–        –       membrana plasmatica

–        –       mezozomi

–        –       eucariote – sediul respiratiei in mitocondrii

–        –       energia

–        –       inmagazinata in ATP

–        –       folosita la nevoie

–        –       in functie de acceptorul final de electroni

–        –       respiratia aeroba (oxibiotica) – Oxigenul

–        –       respiratia anaeroba (anoxibiotica) - compus organic

–        –       fermentatia – compusii organici functioneaza ca donor si acceptor e –

–        –       in functie de comportarea fata de Oxigenul molecular

–        –       microorganisme strict (obligatoriu) aerobe

–        –       oxigenul este acceptor final de H

–        –       au nevoie permanent de oxigenul atmosferic

–        –       dispun de citocromi

–        –       enzime

–        –       peroxidaze

–        –       catalaza

–        –       superoxid dismuataza

–        –       microorganisme strict (obligatoriu) anaerobe

–        –       nu se pot dezvolta in prezenta oxigenului molecular

–        –       nu au echipamentul enzimatic al celor aerobe

–        –       microorganisme aerobe facultativ anaerobe

–        –       cele mai numeroase

–        –       isi orienteaza metabolismul spre respiratie (fermentatie) in functie de prezenta (absenta) Oxigenului

–        –       microorganisme microaerofile

–        –       au nevoie de o cantitate de Oxigen mai mica decat din aerul atmosferic

–        –       metabolitii formati – produsii obtinuti prin biosinteza

–        –       metaboliti primari

–        –       formati in faza de crestere exponentiala

–        –       rezultat al metabolismului oxidativ (fermentativ)

–        –       alcooli primari (simpli)

–        –       acizi

–        –       aldehide

–        –       CO2

–        –       H

–        –       CH4

–        –       Metaboliti secundari

–        –       Substante chimice complexe

–        –       La inceputul fazei stationare de crestere

–        –       Uneori produse in cantitati foarte mari




–        –       Nu au functie metabolica evidenta

–        –       Antibiotice

–        –       Enzime

–        –       Vitamine

–        –       Sintetizati

–        –       pe seama constituentilor cu masa moleculara mica

–        –       pentru a indeparta din mediu compusii mici care le-ar periclita viata

–        –       Datorati

–        –       existentei unor inductori

–        –       epuizarii unor represori

 

Medii de cultura

–        –       Suporturi nutritive sterilizate

–        –       Permit dezvoltarea unui microorganism in afara nisei sale ecologice naturale

–        –       Importante pentru

–        –       Reproductibilitate

–        –       Eficienta

 

–        –       Criterii de clasificare

–        –       Consistenta

–        –       Lichide

–        –       Solide

–        –       Semisolide

–        –       Compozitie

–        –       Naturale

–  –       Elemente nutritive

–  –       Vegetale

–  –       Animale

–  –       Pot contine

–  –       Subproduse agroalimentare

-          -         Srot de floarea soarelui

-          -         Faina de porumb

-          -         Tarate de grau

-          -         Extract de porumb

–  –       Completate cu mici cantitati de saruri minerale

–  –       Avantaje

–  –       Mai ieftine

–  –       Dezavantaje

–  –       Nu permite

–  –       Standardizarea

–  –       Reproducerea procesului cu un randament constant

–        –       Sintetice

–  –        Reproductibile la scara industriala

–  –        Numai compusi

–  –       cu structura chimica cunoscuta

–  –       care pot fi dozati

–        –       Tipul de respiratie al microorganismelor

–        –       aerobe

–        –       anaerobe

–        –       Scopul si frecventa

–        –       de uz curent

–        –       medii speciale pentru studiile de izolare la nivel de laborator

–  –       elective

–  –       selective

–  –       de imbogatire

–  –       de conservare

–  –       de identificare

–        –       Faza de biosinteza la care este folosit

–        –       laborator

–        –       pilot

–        –       industrial

–        –       Destinatia finala

–        –       pentru cultura inocul

–        –       cultura de regim (medii de fermentatie, de biosinteza)

–        –       trebuie sa contina

–        –       sursa de carbon - carbohidrati

–        –       sursa principala de energie

–        –       regleaza necesarul de O si H

–        –       glucoza

–        –       amidon

–        –       fructoza

–        –       zaharoza

–        –       sursa de azot

–        –       organic

–        –       aminoacizi

–        –       proteine

–        –       uree

–        –       anorganic

–        –       amoniac

–        –       sulfat de amoniu

–        –       sursa de fosfor

–        –       acid fosforic

–        –       fosfat de amoniu

–        –       fosfat acid de potasiu

–        –       oligoelemente

–        –       potasiu

–        –       clorura de potasiu

–        –       fosfat acid de potasiu

–        –       magneziu

–        –       sulfat de magneziu

–        –       fier

–        –       clorura ferica

–        –       factori de crestere

–        –       aminoacizi

–        –       proteine

–        –       vitamine

–        –       coenzime

–        –       precursori

–        –       portiuni structurale ale moleculei produsului biosintetizat

–        –       sursa de carbon

–        –       exista o valoare a concentratiei elementelor necesare dezvoltarii nerestrictive

–        –       definita de Peppler, Harrison, 1970

 

Cinetica proceselor de biosinteza

Cresterea si multiplicarea microorganismelor

–        –       Procesul de crestere

–        –       se desfasoara

–        –       prin sinteza specifica echilibrata a constituentilor celulari

–        –       pornind de la substante nutritive simple aflate in mediu

–        –       controlat genetic

–        –       depinde de

–        –       substante nutritive

–        –       natura

–        –       concentratia

–        –       asigurarea cu energie

–        –       marirea volumului celular prin

–        –       sinteza de substante organice

–        –       marirea continutului in apa

–        –       cresterea se intrerupe la momentul producerii diviziunii celulare

–        –       raport intre volumul celulei/suprafata celulei

–        –       suprafata creste cu o ratie patratica

–        –       volumul creste cu o ratie cubica

–        –       raportul atinge un punct critic – diviziunea celulara

–        –        multiplicarea celulelor

–        –       pluricelulare – marirea taliei individului

–        –       unicelulare – cresterea numarului de indivizi

–        –       viteza de multiplicare

–        –       durata unei generatii – 20–30 min.

–        –       tipica pentru fiecare specie

–        –       variaza in functie de conditiile de mediu

 

Dinamica multiplicarii bacteriilor

–        –       procesul multiplicarii populatiei bacteriene cuprinde mai multe faze

–        –       faza de latenta (lag)

–        –       intre

–        –       momentul introducerii germenului in mediul de cultura (inoculare)

–        –       momentul in care celulele acestuia incep sa se multiplice

–        –       nr. bacteriilor din inocul

–        –       raman neschimbate

–        –       scad temporar

–        –       cultura nu este vizibila la microscop

–        –       bacteriile acumuleaza in celula

–        –       metaboliti esentiali

–        –       sisteme enzimatice necesare cresterii

–        –       perioada de adaptare la noile conditii de cultivare (de viata)

–        –       mediu nutritiv

–        –       temperatura

–        –       pH

–        –       aeratie

–        –       timp

–        –       cateva ore

–        –       mai scurt cu cat noul mediu este mai apropiat de cel vechi

–        –       transvazarea inoculului

–        –       prima situatie

–        –       inoculul provine dintr-o cultura aflata in curs de multiplicare

–        –       mediu nutritiv cu aceeasi compozitie

–        –       isi pastreaza ritmul rapid de dezvoltare

–        –       cazul

–        –       transvazarii inoculului in intermediar

–        –       pentru obtinerea unor cantitati mai mari de inocul

–        –       a doua situatie

–        –       inoculul provine dintr-o cultura aflata in curs de multiplicare

–        –       mediu nutritiv cu alta compozitie

–        –       perioada de adaptare

–        –       crestere neevidenta de la inceput

–        –       faza de multiplicare exponentiala (crestere logaritmica)

–        –       precedata de o perioada scurta (cca. 2h)

–        –       accelerare a ritmului de crestere

–        –       multiplicarea se produce cu o viteza progresiva marita

–        –       diviziunile sunt sincronizate

–        –       nr. celulelor

–        –       se dubleaza brusc

–        –       la intervale de timp regulate

–        –       progresie geometrica

–        –       crestere exponentiala

–        –       scurt timp – 2-3 ore

–        –       tendinta de multiplicare rapida scade progresiv

–        –       epuizarea substantelor nutritive

–        –       acumularea de produse de catabolism cu efect inhibitor

–        –       celulele de tip embrionar

–        –       dimensiuni mai mari

–        –       citoplasma

–        –       mai omogena

–        –       nu contine materiale de rezerva

–        –       afinitate pentru colorantii bazici

–        –       continut ridicat de ARN

–        –       cele mai potrivite pentru lucrari de genetica

 

–        –       perioada de post-lag

–        –       spre sfarsitul fazei de multiplicare logaritmica

–        –       incetinirea

–        –       desincronizarea cresterii populatiei

–        –       acum sunt amorsate biosintezele in culturi continui

–        –       faza stationara maxima

–        –       numarul celulelor viabile

–        –       maxim

–        –       ramane constant

–        –       ore – cateva zile

–        –       insotita de

–        –       epuizarea substantelor nutritive

–        –       acumularea unor produsi toxici

–        –       celulele nu se mai multiplica

–        –       faza de declin

–        –       scaderea progresiva a numarului celulelor viabile

–        –       celule

–        –       batrane

–        –       cu fenomene de involutie

–        –       in unele cazuri fenomene de autoliza

–        –       metode de apreciere a cresterii unui microorganism

–        –       determinarea substantelor uscate a masei celulare

–        –       determinarea conc. sursei de carbon din mediu

–        –       determinarea nr. total de celule, cu ajutorul celulelor de numarat

–        –       determinarea gradului de turbiditate a suspensiei bacteriene in functie de timp

Dinamica procesului de crestere la fungi

–        –       cresc sub forma de colonii

–        –       miceliu 10-15 m

–        –       se poate pleca de la

–        –       inocul de spori

–        –       fragment micelian

–        –       mai multe faze

–        –       faza initiala de lag

–        –       cateva ore

–        –       germinarea sporilor (inoculare cu suspensie de spori)

–        –       regenerarea hifelor rupte si lezate (inocul vegetativ)

–        –       faza de crestere liniara

–        –       pe suprafata mediului apare o colonie

–        –       circulara

–        –       creste liniar cu timpul

–        –       forma unei retele fine de hife

 

–        –       faza de invechire

–        –       incetinirea vitezei de crestere

–        –       efectul daunator al produsilor de metabolism

–        –       mai repede in cazul mediilor mai bogate in substante nutritive

Variatia concentratiei componentelor mediului de biosinteza

–        –       au fost elaborate modele matematice in scopul reprezentarii cat mai apropiate de realitate a cineticii de desfasurare a unui proces de biosinteza

–        –       Mono, Komo, Verhoft

–        –       Descriu ecuatia variatiei in timp a concentratiei de celule in mediul de biosinteza

–        –       Variatia vitezei specifice de dezvoltare respecta in acest caz cinetica Michaelis-Menten

–        –       Viteza specifica de dezvoltare depinde de concentratia unui component din mediul de cultura cu rol limitativ

–        –       Elementul limitativ

–        –       Sursa de carbon (glucoza)

–        –       Sursa de azot (aminoacidul esential)

–        –       Pe baza ecuatiei variatia vitezei specifice de dezvoltare se poate calcula timpul necesar dublarii concentratiei de celule microbiene

–        –       Viteza specifica de dezvoltare calculata este mai mare decat cea reala

–        –       Variatia in timp a concentratiei de microorganisme este supusa efectelor

–        –        inhibitorii

–        –       ale substratului

–        –       ale produsului finit

–        –       efecte exercitate de mai multe substante

–        –       de inductie

–        –       de represie

–        –       modelarea proceselor metabolice

–        –       urmareste obtinerea de

–        –       biomasa celulara

–        –       metaboliti

–        –       prin

–        –       viteza de dezvoltare a microorganismelor

–        –       concentratia de microorganisme

–        –       stadiul culturii de microorganisme

–        –       folosirea particularitatilor proprii ale culturii

 

Influenta factorilor de mediu asupra cresterii microorganismelor

–        –       factori de mediu

–        –       conc. substratului

–        –       calitatea si cantitatea inoculului

–        –       temperatura

–        –       pH-ul mediului de biosinteza

–        –       agitarea

–        –       concentratia oxigenului dizolvat

Influenta concentratiei substratului asupra cineticii dezvoltarii microbiene

–        –       Marirea conc. de substrat din mediu determina cresterea nr. celule microbiene pana la o limita

–        –       Fenomen subordonat actiunii inhibitorilor

–        –       Inhibitorii actioneaza prin

–        –       Modificarea potentialului chimic al

–        –       Substratului

–        –       Intermediarilor metabolici

–        –       Produsului finit

–        –       Modificarea permeabilitatii peretelui celular cu reducerea transportului substantelor nutritive

–        –       Modificarea activitatii enzimelor metabolice

–        –       Disocierea agregatelor metabolice

–        –       Modificarea parametrilor functionali

–        –       Capacitatea de reproducere



–        –       Mobilitatea

–        –       Biosinteza unor metaboliti

–        –       Mecanismele inhibitiei

–        –       Reactie chimica cu una sau mai multe componente celulare

–        –       Adsorbtia (complexarea) de enzime (coenzime)

–        –       Interventia in secvente ale reactiilor biochimice

–        –       Interventia in disocierea complexelor enzimatice

–        –       Modificarea parametrilor fizico-chimici ai mediului de biosinteza

–        –       pH

–        –       tarie ionica

–        –       constanta dielectrica

–        –       capacitatea de solvatare

–        –       interventia in functiile celulare de control

–        –       concentratia optima de substrat in momentul initial si pe parcurs

–        –       conc. inhibitoare a glucozei10-15%, dulceata, siropuri

Influenta dimensiunilor inoculului asupra proceselor biotehnologice

–        –       calitatea si cantitatea inoculului

–        –       cantitate mare

–        –       declansarea unei rapide dezvoltari

–        –       reducerea riscului de contaminare

–        –       3-10% din volumul total al culturii

–        –       raport optim de inoculare

–        –       definirea starii fiziologice

–        –       varsta

–        –       aspect microscopic

–        –       efectele marimii si varstei inoculului

–        –       bacterii

–        –       Marimea inocului influenteaza stadiile ulterioare ale culturii

–        –       inocul mare – se micsoreaza faza de lag

–        –       datorita formarii si acumularii unor metaboliti intermediari esentiali - difuzeaza rapid

–        –       cantitate prea mare

–        –      autoinhibitie

–        –      datorat sensibilitatii celulelor bacteriene fata de unii produsi metabolici intermediari

–        –       cantitate prea mica

–        –       faza de lag poate fi prelungita la infinit

–        –       dezvoltare anormala a microorganismului

–        –       initierea dezvoltarii unui inocul

–        –       concentratie critica de metale grele

–        –       Bacillus subtilis – Mn

–        –       levuri

–        –       marimea inocului influenteaza faza de lag si stadiile ulterioare ale culturii

–        –       fungii

–        –       necesara standardizarea inoculului vegetativ pentru acest grup de microorganisme

–        –       inocul sub forma de suspensie de spori – ritm rapid de dezvoltare

–        –       autoinhibitie (autostimulare) a germinarii sporilor – substante produse in

–        –       timpul germinarii

–        –       fazele ulterioare

–        –       cantitatea inoculului influenteaza

–        –       miceliul

–        –       marime

–        –       forma

–        –       randamentul in metaboliti

–        –       raportul de inoculare judicios

–        –       dezvoltarea masei miceliene

–        –       consum mare de carbohidrati

–        –       cultura ineficienta

Efectele temperaturii asupra cresterii microorganismelor

–        –       diferenta intre temperatura mediului inconjurator si din interiorul celulei – nula

–        –       variatiile temperaturii

–        –       randamentul de transformare a substratului

–        –       cerintele nutritive

–        –       compozitia biomasei

–        –       viteza de crestere microbiana

–        –       domeniul de temperatura in care ating viteza maxima de crestere

–        –       criofile (10°C)

–        –       mezofile

–        –       microorganisme industriale

–        –       25 – 30°C

–        –       termofile

–        –       mecanismul de actiune afecteaza

–        –       procesele metabolice

–        –       compozitia biomasei in

–        –       proteine

–        –       lipide

–        –       ARN

 

Efectele pH-ului asupra cresterii microorganismelor

–        –       Cateva directii de influentare

–        –       Domeniul optim de pH

–        –       Drojdii 4-5 ---- 2; 8.

–        –       Valori mici ale pH (3-4) – risc scazut de contaminare

–        –       Efectul pH asupra randamentului de conversie a substratului

–        –       Domeniu foarte strict de pH

–        –       Ac. Citric

–        –       1,7-2

–        –       < ------ ac. citric

–        –       > ------ ac. oxalic, gluconic

–        –       deviatii ale pH de la valoarea optima

–        –       efecte nedorite

–        –       datorate

–        –       consumarea unui nutrient

–        –       producerea unui acid de catre microorganism

–        –       corectarea abaterii

–        –       adaugarea unor substante chimice

–        –       pH sub cel optim

–        –       NaOH

–        –       KOH

–        –       Amoniac gazos

–        –       Amoniac solutie

–        –       Ioni de Na, K

–        –       pH peste cel optim

–        –       HCl

–        –       Ac. sulfuric

–        –       Ac. azotic

–        –       ion Clorura

–        –       saruri greu solubile

–        –       corectia poate determina coroziune

–        –       pH-ul determina efecte de disociere a acizilor si bazelor

–        –       actioneaza la nivelul suprafetelor celulei

–        –       modifica proprietatile

–        –       de aderare la diverse materiale

–        –       de floculare

 

Concentratia de oxigen dizolvat

–        –       culturile aerobe

–        –       oxigenul necesar

–        –       oarecare exces

–        –       transferul de oxigen din faza gazoasa in faza lichida are loc cu viteze mari

–        –       in biosinteza in laborator (baloane agitate) aeratia depinde de

–        –       viteza de rotatie (translatie) a agitatorului

–        –       marimea baloanelor

–        –       volumul de mediu de cultura din balon

–        –       cresterea turbulentei prin sicane

–        –       eficienta aerarii – concentratia de oxigen dizolvat – determinata prin

–        –       metode sulfit

–        –       masurarea vitezei maxime de transfer a oxigenului din aer in mediu

–        –       metoda polarografica

–        –       determinarea concentratiei oxigenului dizolvat in mediu

–        –       utilizarea electrodului cu membrana

–        –       masurarea oxigenului dizolvat

–        –       determinarea ratiei consumului de oxigen

–        –       folosirea analizorului paramagnetice de oxigen

–        –       analizeaza si compara compozitia aerului

–        –       ce iese din bioreactor

–        –       ce intra in bioreactor

–        –       conducerea unui proces

–        –       cunoasterea

–        –       modului de variatie in timp a necesarului de oxigen

–        –       rata consumului de oxigen

–        –       sporeste rapid la o valoare maxima din primele stadii

–        –       este momentul atingerii concentratiilor ridicate de celule

–        –       apoi scade

–        –       necesarul de oxigen – mediul de biosinteza utilizat

–        –       Penicillium – oxigen dublu – glucoza  (zaharoza – simplu)

–        –       Factori care influenteaza transferul de oxigen

–        –       Agentii tensioactivi – micsoreaza coeficientul de transfer

–        –       Concentratia de microorganisme

–        –       Conc. mari – vascozit. creste – eficienta sistemului de aerare scade

–        –       Sistemul de agitare – agitare eficienta – dispersie buna a bulelor

–        –       Echipament de aerare – conducte perforate – bioreactoare de volum mare

–        –       Suprapresiunea favorizeaza marirea conc. de oxigen – 0,5 – 1 atm.

–        –       Micsoreaza riscul de infectie

Prelucrarea mediilor de biosinteza

–        –       Prelucrarea primara

–        –       Filtrarea

–        –       Centrifugarea

–        –       Decantarea

–        –       Concentrarea fazei lichide

–        –       Dezagregarea celulelor

–        –       Extractia

–        –       Uscarea

–        –       Atomizarea

–        –       Precipitarea

–        –       cu solventi organici

–        –       cu saruri anorganice

–        –       ultrafiltrare pentru

–        –       purificari

–        –       concentrari

–        –       echipamente complexe si specifice

–        –       dificultati ale separarii produselor din lichid

–        –       produse termolabile

–        –       dificultati eliminate prin cunoasterea proprietatilor fizico-chimice ale produselor

–        –       solubilitatea in

–        –       apa (solutii diluate de saruri)

–        –       solventi polari (metanol, etanol, acetona)

–        –       solventi slab polari (cloroform, hidrocarburi)

–        –       stabilitatea in solutie in functie de efectul

–        –       pH

–        –       temperatura

–        –       solutii tampon

–        –       solventilor organici

–        –       stabilitatea in stare solida in functie de temperatura si efectul umiditatii

–        –       proprietati fizice

–        –       gradul de dializa

–        –       adsorbtia pe substante solide

–        –       migrarea in camp electric

–        –       sedimentarea in ultracentrifuge

–        –       proprietati chimice

–        –       stabilitatea fata de enzime

–        –       stabilitatea la actiunea unor agenti chimici

–        –       metode de separare din biomasa

–        –       extractia cu solventi organici

–        –       separarea pe schimbatori de ioni

–        –       cromatografie

–        –       adsorbtie

–        –       operatiile cele mai utilizate in biotehnologia medicamentelor

–        –       filtrarea

–        –       concentrarea

–        –       dezagregarea celulara

–        –       atomizarea

Filtrarea mediilor de biosinteza

–        –       probleme datorate

–        –       compozitia chimica a mediului

–        –       materialul biologic

–        –       adjuvanti de filtrare

–        –       formeaza paturi microscopice cu micsorarea dimensiunilor porilor

–        –       maresc vitezei de filtrare

–        –       reduc consumul de materiale

–        –       mai multe scheme

–        –       aplicarea pe materialul filtrant (panza, hartie) a unui strat subtire de material adjuvant

–        –       amestecarea adjuvantului cu suspensia de filtrat

–        –       raclarea permanenta a stratului adjuvant cu ajutorul unor cutite pentru mentinerea stratului la o valoare constanta (cazul filtrelor rotative)

–        –       se foloseste foarte mult filtrarea sterilizanta

–        –       prefiltrare grosiera

–        –       apoi filtrarea sterilizanta

–        –       filtre din

–        –       acetat de celuloza

–        –       azbest

–        –       polimeri sintetici

 

 

Dezagregarea celulelor de microorganisme

–        –       necesara pentru cazul in care substantele biologicactive sunt intracelulare

–        –       diverse procedee

–        –       fizice mecanice

–        –       mori coloidale

–        –       mori vibratoare

–        –       agent de racire pentru mentinerea sistemului la o anumita temperatura

–        –        fizice nemecanice

–        –       inghetare lenta

–        –       soc osmotic

–        –       vibratii ultrasonice – 20.000 Hz

–        –       chimice

–        –       pentru distrugerea componentelor lipoproteice din membrane se folosesc

–        –       detergenti cationici

–        –       detergenti aminici

–        –       solventi organici

–        –       preparate enzimatice

–        –       E. coli – bacteriofagi

–        –       Tesut muscular – enzime proteolitice

–        –       Drojdia de bere – autoliza la 30°C, 2-3 zile

Concentrarea mediilor de biosinteza

–        –       Se are in vedere termolabilitatea produselor

–        –       Evaporarea in vacuum la temperaturi scazute (25-50°C) – liofilizare

–        –       Procedee de concentrare atermica

–        –       Ultrafiltrarea

–        –       Separarea pe baza diferentei de volum molecular cu ajutorul unei membrane

–        –       Avantaje

–        –       Concentrarea la temperaturi scazute

–        –       Micsoreaza

–        –       fenomenele de autodigerare

–        –       pierderile in activitate prin denaturare termica

–        –       nu  necesita modificari de faza (evaporari, condensari)

–        –       nu utilizeaza substante chimice

–        –       purifica solutiile biologice prin indepartarea unor componente cu volum molecular inferior

–        –       Osmoza inversa

 

Atomizarea

–        –       Uscarea prin atomizare

–        –       Utila pentru materialele care in faza initiala sunt lichide

–        –       Solutii

–        –       Suspensii

–        –       Paste subtiri

–        –       Se realizeaza o ceata de lichid din particule de 2 – 200 μm

–        –       Uscare rapida incat materialul nu se incalzeste

–        –       Se obtine o pulbere – nu este necesara maruntirea

 

Intr-o prima concluzie biotehnologiile farmaceutice industriale sunt alese si optimizate in functie de acesti doi mari factori, raportati la criteriul economic (pretul de cost):

–        –       medii

–        –       solide

–        –       lichide

–        –       culturi

–        –       de suprafata

–        –       submerse

–        –       procesele biotehnologice industriale

–        –       determina o dezvoltare

–        –       abundenta

–        –       egala

–        –       agitare mecanica

–        –        aerare corespunzatoare

 








Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1533
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site