Биотехнология

Страница: 3/4

В зернах злаков тиамин находится в алейроновом слое и, следовательно, не может присутствовать в полированном рисе. Поэтому преимущественное употребление его в пищу населением Восточной Азии приводило к вспышкам бери-бери.

При автоклавировании (автоклавы - герметичные аппараты для выполнения работ при повышенной температуре и давлении для стерилизации) тиамин расщепляется на пиримидин и тиазол. Для роста корней томата, оказывается, достаточно одного тиазола, а для некоторых фитопатогенных грибов - только пиримидина (при необходимости организм сам синтезирует второй компонент тиамина). Возможно, это имеет какое-то значение при симбиозе (например, у лишайников или микротрофных растений), а также паразитизме.

Аскорбиновая кислота (витамин С) важна для роста побегов. Введение аскорбиновой кислоты ускоряет укоренение черенков и стимулирует прорастание

пыльцы. Предполагают, что она имеет отношение к обмену ростовых веществ у растений.

Действие аскорбиновой кислоты основано на ее окислительно-восстановнтельных свойствах: в окислительной форме аскорбиновая кислота превращается в вещество, тормозящее рост. Не исключено, что она вызывает актизирование ростового вещества

из его неактивной формы.

Культивируемые штаммы дрожжей нуждаются для своего развития в веществах биоса — комплексе витаминов. К биосу принадлежит мезоинозит, бнотин (некогда скоропалительно названный витамином Н, а ныне зачисленный в группу витамина В) и пантотеновая кислота. Впрочем, пантотеновая кислота может быть заменена бета-аланином, при помощи которого дрожжи, вероятно, сами синтезируют пантотеновую кислоту. Дрожжи нуждаются и в тиамине.

Все эти вещества природные штаммы дрожжей синтезируют сами, а вот культурные дрожжи такую способность утратили - у них наблюдают постепенно усиливающуюся гетеротрофность - склонность к питанию готовыми органическими веществами и потерю способности к синтезу одного или нескольких активных веществ биоса.

В никотиновой кислоте нуждаются корни некоторых растений. Она встречается постоянно у высших и низших растений. Предполагается, что никотиновая кислота - универсальное активное вещество.

Пиридоксин (адермин, витамин Be) усиливает рост корней, например, у томатов и моркови. Под влиянием женского полового гормона млекопитающих животных - эстрона (фолликулярного гормона) усиливается вегетативное развитие растений.

Паста с эстроном, нанесенная на цветочные почки дремы, задерживает развитие тычинок и усиливает развитие завязей. А вот тестостерон - мужской половой гормон работает прямо противоположно эстрону.

В росте листьев участвуют производные пурина: мочевая кислота и аденин. Более или менее заметным образом реагирует живая плазма на действие Н+ или ОН- -ионов. Движение плазмы стимулирует гистидин.

Биорегуляторы используют и в растениеводстве и в животноводстве. В растениеводстве они, кстати, зачастую помогают сохранить в культуре старые сорта. Например, виноделы Франции не стремятся к внедрению новых сортов винограда. Французы любят свои вина, заслужившие за столетия мировую известность.

То же можно сказать и об обыкновенном картофеле. И в Европе, и в Америке старые «проверенные» временем сорта удерживаются в производстве десятилетиями. Никакая реклама новейших сортов население не соблазняет- привычка решает выбор.

Сорт картофеля Ранняя Роза (Эрли Роуз), выведенный в США в 1861 году, до сих пор встречается если не на полях, то в огородной культуре на Американском и Европейском континентах. Еще более стар сорт Гарнет Чили - прадед большинства американских сортов и ряда европейских; его и по сей день высаживают близ Сан-Франциско. Столетний юбилей «справил» сорт Айрнш Коблер; полустолетний возраст у американских сортов Катадин и Чиппева.

Кстати, и пищевой промышленности, перерабатывающей картофель в хлопья, чипсы, гарни, гранулы, в замороженный и жареный «французский картофель», также приходится придерживаться десятилетиями «стандартных» сортов, отвечающих усло-

виям переработки, ибо сортов картофеля, пригодных для выработки некоторых продуктов, крайне мало. После освоения процесса и техники переработки одного-двух сортов заводам экономически невыгодно «настраиваться» (перестраивать технологию и обновлять технику) на новые сорта картофеля. Тем более что даже такое «простое» требование пищевой промышленности к селекционерам, как непременная устойчивость сортов к механическим повреждениям, повергает последних в глубокое уныние (а подобных требований к перерабатываемому сорту десятки).

Вот почему биотехнологи стремятся как-то помочь старым апробированным сортам - улучшить их продуктивность, качество или товарный вид. Привередливые американцы, например, предпочитают апельсины ярко-оранжевой окраски. Химики предложили для удовлетворения вкуса потребителей обрабатывать апельсины веществом с малоудобоваримым названием: (2-пара-диэтиламиноэтоксибензаль) -па-

ра-метоксиацетонфенон.

За десять дней обработки этим биорегулятором количество каротиноидов возросло в 16 раз. И окраска стала много живее, и полезного провитамина А

значительно прибавилось.

Правда, химики с этим препаратом несколько «пере-химичили»: после обработки в корке нередко образовывались красные каротиноиды, придававшие цитрусовым зловещий бордовый цвет, что несколько настораживало непосвященных. Поэтому прибегли к другим биорегуляторам - диэтилоктиламину и диэтилнониламину. Содержание каротиноидов увеличивалось всего в два - пять раз, и ярко-оранжевые

плоды пошли нарасхват. И мякоть стала по цвету ярко-оранжевой, и сок гляделся попраздничнее.

Нашли также вещества, которые не только глаз тешат, но и аромат цитрусовых усиливают. Пройдешь мимо магазина в задумчивости, но невольно вздохнешь полной грудью и вернешься, вспомнив, что забыл к чаю лимон купить.

Все известные биорегуляторы либо «подстегивают», либо депрессируют гены (сдерживают их на туго натянутых вожжах), либо вообще «выключают». Например, упоминавшийся выше биорегулятор с названием, требующим недюжинной памяти, приостанавливал последующие превращения гамма-каротина, что благоприятствовало окраске плодов. В будущем подобным способом надеются повысить содержание действующих веществ в лекарственных растениях.

Искусственному дозариванию зеленых плодов томата помогает обработка их регуляторами роста: зарубежным препаратом этрел, отечественными - гидрелом, дигидрелом или декстрелом (они равноценны по физиологической активности). За 7—10 дней хранения при температуре 18—20° С обработанные этими препаратами плоды созревают на 90 процентов. Искусственно дозаренные плоды по питательной ценности ничуть не уступают естественно дозревшим.

У люцерны обнаружен природный регулятор роста триаконтанол - соединение спиртовой природы, включающее 30 атомов углерода. Он концентрируется главным образом в кутикуле - надкожице, покрывающей поверхность листьев. В концентрации

1 микрограмм на литр трнаконтанол повышает урожай картофеля на 20 процентов. Обработка им семян овощных культур усиливает рост растений и повышает урожайность на 17—25 процентов. Полагают, что триаконтанол активирует некоторые ферменты или влияет на мембраны, интенсифицируя процессы метаболизма - обмена веществ.

В начале 20-х годов медики обнаружили, что если крысам вводить экстракты из гипофиза - мозгового придатка, расположенного у основания мозга, то они начинают расти заметно охотнее и достигают размеров хорошо откормленного кота. Действующим веществом оказался вырабатываемый гипофизом гормон роста, получивший название соматотропина, или соматотропного гормона (СТГ). При избытке этого гормона в организме вырастают крупные животные - гиганты в пределах своей популяции; недостаток же обусловливает карликовый рост и всевозможные уродства - непропорциональное увеличение отдельных частей тела.

В конце 60-х годов биохимики-медики выделили соматотропин в чистом виде, изучили его состав и структуру. Выяснилось, что это белок, состоящий из 191 аминокислотного остатка. Но ученых ждало разочарование. Хотя соматотропины животных и были близки человеческому по своей структуре, но, как оказалось, имели несколько иной аминокислотный состав, иную последовательность аминокислот

в полипептидной цепи и даже иные размеры молекул. Кроме того, в отличие от других гормонов они обладали видовой специфичностью - гормон животного не действовал на человека. В общем-то соматотропные гормоны вполне удовлетворили бы животноводов, если бы не одна трудность: получать их из такого сырья, как гипофизы убойных животных, экономически нецелесообразно. Ныне разрабатывают приемы синтеза соматотропных гормонов (СТГ) методами генной инженерии. В лабораторных условиях Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Института молекулярной биологии синтезированные гормоны уже «работают».

Биохимиков-«животноводов», включившихся в соревнование с химиками от медицины в 40—50-х годах, при первых же, казалось бы. блестящих успехах (были синтезированы гормоны роста животных - синтетические эстрогены) осадили «коварные» медики, которые приписали новым препаратам некоторые побочные явления.

Но химики-«животноводы» не успокоились. Они решили обратиться к природным эстрогенам, таким как эстрадиол, эстрон, эстриол. Последние быстро

включаются в обмен и быстро выводятся; кроме того, легко разрушаются при варке и жарений мяса. И действие их весьма эффективно: при однократном введении под кожу (так используют и другие гормоны) 50 миллиграммов валерианата эстраднола сред-

несуточный прирост массы бычков увеличивается на 17—20 процентов. Производные андрогенов - анаболические стероиды в тех же условиях при дозе 150—200 миллиграммов тоже повысили прирост массы животных на 15—20 процентов.

Реферат опубликован: 7/04/2005 (9234 прочтено)