Биотехнология специальности

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:

• биомедицина;
• биоинженерия;
• гибридизация.

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.

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.

Общие сведения

Биоинженер – специалист, который целенаправленно занимается изменением свойств живого организма. Профессия подходит тем людям, которые интересуются химией и биологией. Биоинженерия – одно из современных направлений современной науки. Это интегральная наука, она возникла на стыке физики, химии, биологии, генной инженерии и компьютерных технологий. Биоинженеры работают с живыми организмами и системами, применяют в своей работе передовые технологии и достижения науки для решения медицинских проблем. Специалисты участвуют в разработке и создании новых приборов и оборудования. Также они участвуют в разработке новых процедур, опираясь на междисциплинарные знания. Таким образом появляются новые технологии, способны облегчить жизнь людей.

Не путайте биоинженерию с генной инженерией. Генная инженерия занимается изменением ДНК живых организмов, и является всего лишь ответвлением биоинженерии. Дисциплина направлена на углубление уже существующих знаний в области инженерии, биологии и медицины для укрепления здоровья людей за счет научных разработок.

Важными достижениями науки является разработка искусственных суставов, современных протезов, магниторезонансной томографии, кардиостимуляторов, артроскопии, ангиопластики, биоинженерных протезов кожи, почечного диализа, аппаратов искусственного кровообращения. Все это тесно переплетается с биотехнологиями и приносит пользу человечеству.

Профессионал должен обладать такими важными качествами:

• хороший интеллект;
• аналитический пытливый ум и склонность к естественным наукам;
• уметь анализировать и находить практическое применение известным теоретическим и полученным в ходе собственных исследований данным;
• знать принципы обращения с лабораторной и исследовательской техникой, основ хранения веществ, реактивов;
• уметь составлять отчеты о проделанной исследовательской деятельности.

Положительные стороны профессиональной деятельности:

• высокая заработная плата (но учтите что сразу после ВУЗа вы не будете получать максимальный оклад);
• высокая востребованность на рынке труда квалифицированных специалистов;
• карьерный рост;
• возможность проводить на работе исследования, нужные для ваших научных интересов;
• сотрудничество с международными холдингами и проектами;
• возможность стажировки за границей.

Минусы работы:

• сложное обучение в ВУЗе;
• высокая ответственность за разработки;
• работа с опасными химикатами;
• не всегда работа происходит в чистой и уютной лаборатории;
• возможный ненормированный рабочий день;
• одна ошибка может завалить проект всей команды;
• возможные неудачи во время разработок;
• получение не таких результатов, как вы ожидали;
• моральное напряжение.

Что такое геном?

Геном это вся информация о строении наследственности организма. Практически у всех живых существ носителем генома является ДНК, но есть организмы, передающие свою наследственную информацию в виде РНК. Геном передается от родителей к детям, и в ходе этого процесса передачи могут возникать ошибки — мутации.

Взаимодействие лекарства ремдесивира с РНК-зависимой РНК-полимеразой вируса SARS-CoV-2. Источник. Биоинформатика последовательностей работает с более высоким уровнем организации живой материи — начиная с отдельных нуклеотидов, ДНК и генов, и заканчивая целыми геномами и их сравнениями друг с другом.

Представьте себе человека, который видит перед собой набор букв алфавита (но не простого, а генетического или аминокислотного) и ищет в них закономерности, объясняя и подтверждая их статистически, с использованием компьютерных методов. Биоинформатика последовательностей объясняет, с какой мутацией связано то или иное заболевание или почему в крови пациента накапливаются вредоносные вещества. Помимо медицинских данных, биоинформатики последовательностей изучают закономерности распространения организмов по земле, популяционные различия между группами животных, роли и функции конкретных генов. Благодаря этой науке можно проверять эффективность лекарств и изучать биологические механизмы, которые объясняют их действие.

Например, благодаря биоинформатическому анализу были найдены и описаны мутации, приводящие к развитию муковисцидоза — моногенного заболевания, вызванного поломкой гена одного из хлорных каналов. А еще теперь мы гораздо лучше знаем, кто приходится ближайшим биологическим родственником человеку и как наши предки расселялись по планете. Более того, каждый человек, прочитав свой геном, может узнать, откуда происходит его род и к какой этнической группе он принадлежит. Множество зарубежных (23andme, MyHeritage) и российских (Genotek, Atlas) сервисов позволяют получить эту услугу за сравнительно небольшую цену (порядка 20 тыс. рублей).

Результаты анализа ДНК-теста на происхождение и популяционную принадлежность от компании MyHeritage.

Результаты анализа ДНК-теста на популяционную принадлежность от компании 23andMe.

Историческая справка

Биотехнолог – профессия новая и не всем известная. Название науки складывается из трех слов на греческом языке: «био» — это жизнь, «текне» — искусство», «логос» — наука.

Специальность «биотехнология» — новое перспективное направление. Одновременно с этим эту науку можно считать одной из древнейшей в промышленном производстве.

Во многих специализированных словарях и справочниках биотехнология толкуется как наука, которая изучает возможность применения природных химических и биологических процессов и объектов при промышленном производстве и в повседневной жизни человека. Процесс брожения, который использовали древние виноделы, хлебопекарни, повара и лекари – прямое использование биотехнологии на практике.

Впервые научное обоснование процессу брожения дал французский ученый-химик Луи Пастер в 19 веке.

А термин «биотехнология» впервые ввел венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году.

Биотехнолог – профессия, которая объединяет биологические, химические и технические науки. Основы для открытий – области микробиологии, генетики, химии, молекулярная и клеточная биология, эмбриология. Огромное значение в развитии этой науки имеют инженерные направления, а именно: робототехника, информационные технологии.

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:

1. Монах из Австрии Грегор Мендель в 1865 году описал передачу наследственности, изучая растительные гибриды.
2. Уолтер Саттон и Теодор Бовери в 1902 году выдвинули предположение, что наследственность всех биологических видов связана напрямую с хромосомами.

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.

Кто такой бионик?

Бионик – высококвалифицированный специалист, который изучает природные процессы, структуру и жизнедеятельность организмов для того, чтобы на основе полученных данных найти решение различных инженерных задач.

Другими словами, в основе бионики лежат знания о природе, которые используются для создания оригинальных технологических процессов и технических идей. Одним из ярких примеров бионики в действии можно назвать «липучки» — застежки на одежде. Мало кто знает, что их изобрел швейцарский инженер Ж. де Местраль, который «подсмотрел» идею у хорошо известного нам растения – плодов репейника.

Основоположником биоинженерии по праву считается Леонардо да Винчи. Из наиболее известных изобретений великого итальянца сохранилась его мечта о свободном полете человека, воплощенная в чертежах – орнитоптер, летательный аппарат с крыльями, как у птиц. Хотя, здесь уместно вспомнить и легенду об Икаре, но именно Леонардо занимался разработкой аппарата, а не созданием крыльев для полета человека.

Современная наука продвинулась настолько, что в основе многих изобретений лежат принципы действия клеток живых организмов и молекул различных материалов. Сфера применения бионики очень разнообразна: все направления медицины, экология, космонавтика, вредные производства, где человека должны заменить роботы, строительство и архитектура и многие другие сферы, которые только предстоит открыть человечеству.

Бионика тесно связана с химией, физикой, математикой и биологией. Этой науке человечество обязано появлением наноматериалов, искусственного интеллекта, развитием протезирования и созданием искусственных органов человека. В зависимости от сфер применения знаний, бионику разделяют на несколько специализаций:

• биобионику – изучение процессов, происходящих в биологических системах;
• теоретическую бионику – разработка и математическое моделирование, вычисление процессов, лежащих в основе действия;
• техническую бионику – прикладная наука, объединяющая наблюдения и математические вычисления для создания новых машин и материалов.

Исходя из сфер применения нанотехнологий, работа специалистов над наблюдениями, вычислениями или в области прикладной бионики имеет отличительные особенности. Но исследование (наблюдения за природой), изучение теории, а также создание модели и ее апробирование – звенья одной цепи, в которых должен разбираться каждый специалист по бионике.

Практическое применение биотехнологий

Есть 4 крупные промышленные области, в которых активно применяются наработки биотехнологии:

1. Медицина.
2. Сельское хозяйство.
3. Химическая промышленность.
4. Сельская промышленность.

Биотехнологии также используют чтобы утилизировать и обрабатывать отходы, очищать загрязненные промышленной деятельностью участки (это называется биоремедизация), создавать биологическое оружие.

Медицина

Биотехнологии в медицине используются с целью поиска и производства лекарств, фармакогеномике, а также в генетическом тестировании — генетическом скрининге.

Фармакогеномика представляет собой объединение фармакологии и геномики. Это технология, которая занимается анализом влияние генетического состава на реакцию индивидуума на тот или иной лекарственный препарат.

Замечание 2

Заметно значение биотехнологии в открытии и производстве традиционных малых молекул лекарств, в том числе препаратов — продуктов биотехнологии (биологических препаратов).

Сельское хозяйство

Биотехнологии в сельском хозяйстве стали причиной появления генетически модифицированных сельскохозяйственных культур. Это биотехнологические культуры — растения, используемые в сельском хозяйстве, ДНК которых модифицирована при помощи методов генной инженерии.

Такие продовольственные культуры отличаются устойчивостью к определенным вредителям, болезням, стрессовым условиям окружающей среды, устойчивостью к различным химическим обработкам.

Химическая промышленность

1917 год был примечателен еще и тем, что в это время Хаим Вейцман в Великобритании применил бактерии Clostridium acetobutylicum чтобы получить ацетон. В то время ацетон был стратегически важным продуктом.

Пищевая промышленность

Различные молочные культуры молочнокислой ферментации дают возможность получить йогурт, квашеную капусту и пр. Также на биологических процессах основаны другие традиционные технологии: производство сыра, хлеба.

Всё ещё сложно?
Наши эксперты помогут разобраться

Все услуги

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Перспективы специальности

Кто такой биотехнолог? Профессия биотехнолога – это профессия будущего. За его плечами судьба всего человечества. Это не просто красивый лозунг – это цель биоинженерии. Задача биологов-технологов — создать то, что сейчас кажется сказкой и фантастической мечтой. Некоторые ученые даже называют современную эпоху эрой биологии. Так, за последнюю сотню лет биологи из просто исследователей превратились в создателей. Раскрытие молекулярных секретов организмов, природы наследственности позволило использовать эти процессы в практических хозяйственных целях. Это стало толчком для развития нового направления – биологической инженерии.

Обязанности

Компетенция биотехнолога во многом зависит от промышленной или научной отрасли, в которой он занят. Должностная инструкция к профессии биотехнолога состоит из определенных обязанностей:

• разработка состава нового продукта, участие в корректировке технологии его производства;
• испытание и внедрение инновационного оборудования;
• усовершенствование уже используемых технологий;
• подбор подходящего сырья и био-материалов;
• контроль над выполнением прикладных технических операций;
• непосредственное участие в подготовке и применении утвержденных технико-экономических индексов;
• структурирование отдельных методологических компонентов или всего технологического процесса;
• участие в методических целевых разработках;
• выполнение работ по биологической обработке загрязненных территорий и жидкостей;
• разработка методов утилизации различных видов отходов;
• ведение оперативной и отчетности.

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:

• Высокий интеллект и аналитический склад ума.
• Любознательность и эрудированность.
• Нестандартное мышление.
• Терпение и наблюдательность.
• Целеустремленность и ответственность.
• Коммуникабельность.

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:

1. МГУ им. М. В. Ломоносова.
2. Аграрный университет им. К. А. Тимирязева.
3. РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина.
4. Исследовательский университет им Н. И. Пирогова.
5. РУДН.
6. РЭУ им. Г. В. Плеханова.

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.

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:

• респектабельность и престижность;
• высокую оплату труда при достаточном уровне квалификации;
• хорошие карьерные перспективы;
• моральное удовлетворение — возможность улучшить или спасти жизни многих людей;
• если есть талант и упорство — самореализация в науке.

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.

Компании

Группа Компаний «РУСАГРО»

Группа Компаний «РУСАГРО» — это крупнейший вертикальный агрохолдинг России. В настоящее время занимает лидирующие позиции в производстве сахара, свиноводстве, растениеводстве и масложировом бизнесе. Земельный банк Группы – более 660 тыс. га. В 2015 г. по версии ряда инвестиционных банков Группа Компаний «Русагро» была признана одной из самых прибыльных и быстрорастущих компаний мира в потребительском сегменте в СНГ. Акции Компании торгуются на Лондонской и Московской биржах.

Агроном (специалист участка)

Связной

Связной — один из крупнейших технологичных ритейлеров, который уже 25 лет является проводником в мир высоких технологий для самой широкой аудитории.

Менеджер по продажам
Ведущий программист Java

Норникель

«Норникель» – современная производственная компания, лидер по производству цветных металлов в России и мире. Мы считаем, что сотрудники – наш основной капитал и гордимся тем, что дважды удостоены звания лучшего работодателя горно-металлургической отрасли, основанного на выборе соискателей в России по версии независимого международного рейтинга Ranstadt Award.

Машинист погрузо-доставочной машины (ПДМ)
Горный инженер (Подземщик)

HR-tv.ru

HR-tv.ru – независимый информационно-образовательный портал об эффективном управлении человеческим капиталом, организатор Международной бизнес-премии и региональных конференций WOW!HR, бизнес-туров в 14 стран мира. С 2018 года на портале работает АКАДЕМИЯ HR-tv.ru — образовательная платформа, на которой эксперты рынка передают ценные знания по развитию бренда работодателя, оценке персонала, ораторскому искусству, управлению временем и стрессом, эффективным механизмам подбора и т.д.  

Редактор сайта
Event-менеджер
SMM-менеджер

Магнит

«Магнит» является уникальной компанией в российском ритейле. Наряду с продажей товаров розничная сеть занимается производством продуктов питания под собственными торговыми марками. Компания управляет несколькими предприятиями по выращиванию овощей, производству бакалеи и кондитерских изделий. «Магнит» владеет тепличным и грибным комплексами, которые являются одними из крупнейших в России. Логистическая инфраструктура компании включает в себя 39 распределительных центров и около 5 000 автомобилей.

Бухгалтер
Бизнес-аналитик

Известные биоинформатики

Историю биоинформатики следует вести от Фредерика Сэнгера, английского ученого, получившего в 1980 году Нобелевскую премию по химии за открытие способа прочтения последовательности ДНК. С тех пор, с каждым годом методы чтения последовательностей совершенствуются, однако метод «секвенирования по Сэнгеру» послужил основой для всех дальнейших исследований в этой области.

Кстати, многие программы, созданные именно российскими учеными, сегодня широко используются во всем мире — например, геномный сборщик SPAdes, — St. Petersburg genome assembler, созданный в Санкт-Петербургском институте, помогает ученым со всего мира собирать короткие последовательности ДНК в большие последовательности, чтобы восстановить исходные геномы организмов.

Недостатки профессии бионик

Не стоит ожидать от профессии бионика стремительного карьерного роста. Молодому специалисту, не обладающему особым талантом к изобретательству, придется пройти долгий путь по служебной лестнице, начав его с должности лаборанта или рядового сотрудника компании.

Нужно помнить, что яблоко, упавшее на голову Ньютону, благодаря чему им был открыт закон всемирного тяготения – счастливая случайность. Молодому специалисту, потратившему годы на получение двух высших образований, скорее всего придется работать «в тени» гениев, довольствоваться более скромной зарплатой и быть готовым к ненормированному графику, который стандартно практикуется в лабораториях НИИ и на производственных площадках при совершении открытий и их внедрении.

Поэтому, если нет уверенности, что бионика – единственное призвание, лучше распорядиться полученными знаниями более практично.