Η παραγωγή της πενικιλίνης αποτελεί σημαντικό σταθμό στην πορεία της Βιοτεχνολογίας 💊
🦠 Η ανακάλυψη της πενικιλίνης
Η ανακάλυψη της πενικιλίνης το 1928 από τον Fleming είναι το σημείο αφετηρίας για την αντιμετώπιση μιας σειράς ασθενειών με τη χρήση αντιβιοτικών.
Η πενικιλίνη, που άρχισε να χρησιμοποιείται σε ευρεία κλίμακα κατά τη διάρκεια του 2ου Παγκόσμιου Πολέμου, έχει σώσει εκατομμύρια ζωές προσφέροντας προστασία από σοβαρές ασθένειες όπως:
- οι πνευμονικές λοιμώξεις
- η βλεννόρροια
- η σύφιλη
Η παραγωγή της πενικιλίνης αποτελεί την πρώτη εφαρμογή μεθόδων Βιοτεχνολογίας με χρησιμοποίηση των μικροοργανισμών για παραγωγή και άλλων προϊόντων εκτός από τρόφιμα και ποτά.
🍄 Παραγωγή από μύκητες του γένους Penicillium
Η πενικιλίνη είναι προϊόν μυκήτων του γένους Penicillium. Η παραγωγή της εξαρτάται από:
- το στέλεχος του μύκητα που χρησιμοποιείται,
- το θρεπτικό υλικό στο οποίο αναπτύσσεται, και
- τις συνθήκες καλλιέργειας.
⚙️ Η διαδικασία παραγωγής
Στελέχη τα οποία έχουν επιλεγεί για την υψηλή απόδοσή τους καλλιεργούνται αρχικά στο εργαστήριο σε στερεό θρεπτικό υλικό. Στη συνέχεια, τα στελέχη αυτά χρησιμοποιούνται ως αρχική καλλιέργεια για ανάπτυξη σε βιοαντιδραστήρες. Το θρεπτικό υλικό περιέχει, εκτός των άλλων, και γλυκόζη ως πηγή άνθρακα.
| Στάδιο | Φάση ανάπτυξης | Τι συμβαίνει |
|---|---|---|
| Αρχικά στάδια (30–40 ώρες) | Λανθάνουσα και εκθετική φάση | Αυξάνεται η βιομάζα του μύκητα |
| Επόμενο στάδιο | Στατική φάση | Προστίθεται γλυκόζη σε χαμηλή συγκέντρωση, σταματάει η ανάπτυξη του μύκητα και αρχίζει η παραγωγή της πενικιλίνης |
Η καλλιέργεια διαρκεί έως και 15 ημέρες. Για την παραλαβή πενικιλίνης σε καθαρή μορφή χρησιμοποιούνται φυσικές και χημικές μέθοδοι.
Η πενικιλίνη δεν παράγεται όσο ο μύκητας αναπτύσσεται εκθετικά. Η παραγωγή της ξεκινά μετά τη λήξη της ανάπτυξης, στη στατική φάση, όταν η βιομάζα έχει πλέον σταθεροποιηθεί.
🕰️ Ταξίδι στο χρόνο — Σταθμοί της Βιοτεχνολογίας
- 1957 — Κατά τη διάρκεια μιας επιδημίας δυσεντερίας στην Ιαπωνία ανακαλύπτονται βακτήρια που παρουσιάζουν ανθεκτικότητα σε μια σειρά αντιβιοτικών. Λίγο αργότερα αποκαλύπτεται ότι η ανθεκτικότητα οφείλεται σε γονίδια που υπάρχουν στα πλασμίδια.
- 1970 — Απομονώνεται η περιοριστική ενδονουκλεάση του DNA, EcoRI, ένα ένζυμο που υδρολύει (κόβει) το DNA σε συγκεκριμένα σημεία της νουκλεοτιδικής του αλληλουχίας.
- 1975 — Η τεχνολογία των μονοκλωνικών αντισωμάτων κάνει την εμφάνισή της.
- 1976 — Δημιουργείται στο San Francisco της California η πρώτη ιδιωτική εταιρεία παραγωγής προϊόντων με χρήση τεχνικών ανασυνδυασμένου DNA.
- 1978 — Επιτυγχάνεται η παραγωγή από βακτήρια ανασυνδυασμένης ανθρώπινης σωματοστατίνης, μιας πρωτεΐνης που ρυθμίζει τη δράση των αυξητικών ορμονών.
- 1980 — Ψηφίζεται στις ΗΠΑ νόμος που επιτρέπει τη μεταφορά τεχνογνωσίας και τεχνολογίας από πανεπιστημιακά και ερευνητικά ιδρύματα σε εμπορικές εταιρείες.
- 1982 — Δίνεται άδεια χρήσης ανασυνδυασμένης ανθρώπινης ινσουλίνης ως φαρμάκου για διαβητικούς. Τον ίδιο χρόνο, το πρώτο γενετικά τροποποιημένο φυτό (μια ποικιλία καπνού) απελευθερώνεται στο φυσικό περιβάλλον.
- 1989 — Ξεκινά το Πρόγραμμα Χαρτογράφησης του Ανθρώπινου Γονιδιώματος (HUGO, Human Genome Organization).
- 1990 — Εφαρμόζεται πειραματικά η γονιδιακή θεραπεία σε ένα τετράχρονο κοριτσάκι που πάσχει από έλλειψη του γονιδίου της απαμινάσης της αδενοσίνης (ADA).
- 1995 — Ολοκληρώνεται η αποκρυπτογράφηση της αλληλουχίας γονιδιώματος ενός βακτηρίου (Haemophilus influenzae).
- 1996 — Ολοκληρώνεται η αποκρυπτογράφηση της αλληλουχίας του πρώτου ευκαρυωτικού γονιδιώματος (Saccharomyces cerevisiae).
- 1997 — Το Ινστιτούτο Roslin της Σκωτίας ανακοινώνει την κλωνοποίηση της προβατίνας Dolly.
- 1998 — Ολοκληρώνεται η αποκρυπτογράφηση της αλληλουχίας του πρώτου γονιδιώματος πολυκύτταρου οργανισμού (Caenorhabditis elegans).