CNAA Comisia de atestare Comisia de acreditare Comisiile de experţi Dispoziţii, instrucţiuni Acte normative

PREGĂTIREA CADRELOR Nomenclator Instituţii Consilii Seminare Teze

POTENŢIALUL ŞTIINŢIFIC Conducători de doctorat Deţinători de grad Doctoranzi Postdoctoranzi

 română | русский | english

Recomandări generale

Obiectivele generale ale programului de doctorat în Biotehnologie sunt de a forma cercetători calificaţi în domeniu, capabili de a efectua cercetări originale, de a prezenta rezultatele la manifestări ştiinţifice şi de a le publica în reviste ştiinţifice. Doctorandul trebuie să ştie să emită o ipoteză şi să traseze căile de verificare experimentală a ei, să posede abilităţile tehnice necesare unei cariere de cercetător, să-şi dezvolte o excelentă capacitate de analiză şi interpretare a rezultatelor obţinute.

Conţinutul cursului

I. Introducere în biotehnologie

• Biotehnologia ca ştiinţă şi interacţiunea ei cu alte domenii ale cunoaşterii.
• Istoria şi etapele de dezvoltare a biotehnologiei.
• Biotehnologii tradiţionale.
• Biotehnologii moderne.
• Rolul biotehnologiei în dezvoltarea societăţii umane.
• Realizările biotehnologiei la etapa actuală.
• Perspectiva dezvoltării biotehnologiei în Republica Moldova

II. Biotehnologia industrială

2.1. Principalele direcţii ale biotehnologiei.

• Bioenergetica.Conversia energiei solare în procesele biotehnologice microbiene.Obţinerea microbiologică a metanului.Obţinerea microbiologică a hidrogenului.
• Biotehnologia prelucrării apelor reziduale. Controlul contaminării apelor cu metale grele. Biotehnologia agricolă.
• Biogeotehnologia. Biotehnologii de solubilizare şi extragere a metalelor rare din minereurile sărace. Microorganismele chemolitotrofe.
• Biotehnologia medicală.
• Biotehnologia în industria alimentară.
• Biotransformarea compuşilor organici. Transformarea microbiologică a xenobioticelor.

2.2. Obiectele biotehnologice

.

• Cerinţele faţă de obiectele biotehnologice industriale.
• Metode moderne de selectare şi ameliorare a obiectelor biotehnologice industriale.
• Virusuri, bacterii, fungi, cianobacterii în calitate de obicete biotehnologice.
• Alge şi plante superioare în calitate de obiecte biotehnologice.
• Cultura de ţesuturi vegetale şi animale în calitate de obicete biotehnologice.
• Macromolecule în calitate de obiecte biotehnologice.

2.3. Principiile de bază ale realizării proceselor biotehnologice.

• Etapele producerii biotehnologice. Selecţia şi ameliorarea genetică a tulpinilor.
• Medii nutritive. Tehnologia preparării mediilor nutritive.Surse tradiţionale şi netradiţionale de materie primă. Substraturi naturale regenerabile. Cerinţele faţă de materia primă.
• Procese de sterilizare în biotehnologie ( sterilizarea mediilor de nutriţie, utilajului, aerului).
• Principiile de cultivare a microorganismelor. Culturi discontinue. Culturi continue. Menţinerea purităţii culturii.
• Fermentaţia. Obţinerea pe cale fermentativă a metaboliţilor primari şi secundari.
• Principii generale de separare a produselor obţinute pe cale fermentativă. Metodele purificării fine a preparatelor. Modificarea şi stabilizarea produselor finale.
• Formele comerciale ale preparatelor biotehnologice.

2.4. Asigurarea tehnică a proceselor biotehnologice.

• Tipuri de bioreactoare şi principiile lor de acţiune. Sisteme de agitare.
  Sisteme de încălzire. Sisteme de reprimare a spumei. Sisteme de sterilizare.
  Sisteme de control şi dirijare a proceselor biotehnologice.

2.5. Producerea proteinei de către microorganisme.

• Producători de proteină. Substraturi pentru producerea proteinei.
• Caracteristica preparatelor proteice.

2.6. Tehnologia producerii preparatelor enzimatice

.

• Enzime – noţiuni generale. Clasificarea enzimelor. Utilizarea enzimelor.
• Mecanizme de reglare a biosintezei şi activităţii enzimelor. Inducţia şi represia.
• Enzime produse prin tehnologii industriale, utilizarea lor.
• Preparate enzimatice microbiene.
• Preparate enzimatice din celule vegetale şi animale.
• Cultivarea submersă a producătorilor de enzime. Cultivarea de suprafaţă a producătorilor de enzime.
• Influenţa factorilor fizici, chimici şi a inductorilor asupra biosintezei enzimelor.

2.7. Enzime imobilizate.

• Clasificarea enzimelor imobilizate. Clasificarea purtătorilor pentru imobilizarea enzimelor.
• Metode de imobilizare. Avantajele şi dezavantajele imobilizării. Stabilitatea enzimelor imobilizate.
• Aplicarea enzimelor imobilizate (industria alimentară şi farmaceutică, medicină, microanaliză imunoenzimatică şi sinteză organică).
• Sisteme polienzimatice imobilizate. Celule imobilizate.

2.8. Tehnologia producerii aminoacizilor

.

• Producători de aminoacizi.
• Substraturi pentru producerea aminoacizilor.
• Caracteristica preparatelor în bază de aminoacizi.

2.9. Tehnologia producerii lipidelor microbiene.

• Producători de lipide microbiene.
• Producători de acizi graşi polinesaturaţi.
• Substraturi pentru producerea preparatelor lipidice de origine microbiană..
• Caracteristica produselor lipidice, utilizarea practică.

2.10. Tehnologia producerii vitaminelor şi cofermenţilor

• Rolul biologic al vitaminelor şi cofermenţilor.
• Metode tradiţionale de obţinere a vitaminelor. Producerea microbiologică a vitaminelor.
• Producători de vitamine şi cofermenţi.
• Substraturi utilizate pentru producerea vitaminelor.

2.11. Tehnologia producerii polizaharidelor.

• Producători de polizaharide microbiene.
• Proprietăţile şi utilizarea practică a polizaharidelor.

2.12. Tehnologia producerii antibioticelor.

• Antibiotice - noţiuni generale. Clasificarea antibioticelor. Utilizarea antibioticelor.
• Producători microbiologici de antibiotice.
• Substraturi utilizate pentru producerea antibioticelor.

2.13. Tehnologia producerii vaccinurilor.

• Obţinerea vaccinurilor în baza celulelor şi componentelor celulare microbiene.
• Vaccinuri obţinute prin inginerie genică.

2.14. Biotehnologia preparatelor pentru agricultură.

• Preparate bacteriene entomopatogene.
• Preparate entomopatogene fungice.
• Preparate entomopatogene virotice.
• Îngrăşăminte bacteriene.

2.15. Biotehnologia şi problemele ecologice.

• Biodegradarea xenobioticelor.
• Sisteme aerobe de epurare a apelor reziduale.
• Sisteme anaerobe de epurare a apelor reziduale.
• Indicatori de poluare a apelor reziduale.

III. Cultura de ţesuturi vegetale

3.1. Cultura de celule ale plantelor superioare

.

• Utilizarea culturii de celule vegetale. Istoria metodei.
• Explantul primar şi regenerarea plantelor.
• Conceptul de totipotenţă celulară, condiţiile realizării ei.
• Cultura de celule somatice. Caracteristica morfofiziologică a ţesuturilor de calus.
• Culturi suspenzionale. Producerea de linii celulare.
• Cultivarea celulelor izolate. Cultura de celule haploide.
• Medii utilizate în cultura de ţesuturi vegetale. Metode de cultivare.
• Imobilizarea celulelor vegetale. Bazele fiziologice ale priorităţilor celulelor vegetale imobilizate faţă de metodele tradiţionale de cultivare. Sisteme de cultivare a celulelor imobilizate.

3.2. Protoplaştii celulelor vegetale.

• Utilizarea protoplaştilor izolaţi.
• Procedee de obţinere şi cultivare a protoplaştilor.
• Regenerarea celulelor vegetale şi a plantelor din protoplaşti.
• Procedee de fuzionare a protoplaştilor. Tipurile de hibrizi somatici.

3.3. Selecţia celulară.

• Metodele selecţiei celulare. Avantajele metodei selecţiei celulare.
• Bazele genetice ale utilizării culturii celulelor vegetale în scopuri de selecţie.
• Tipurile de culturi de celule vegetale , utilizate în selecţie.

3.4. Reproducerea microclonală şi fortificarea plantelor.

• Avantajele reproducerii microclonale faţă de metodele tradiţionale de reproducere a plantelor. Istoria metodei.
• Factorii, care influenţează procesul de reproducere microclonală.
• Etapele reproducerii microclonale.
• Metodele utilizate în reproducerea microclonală.
• Purificarea inoculumului de virusuri şi fortificarea plantelor.

3.5. Crearea asociaţiilor naturale de celule vegetale şi microbiene.

• Scopul creării asociaţiilor celulare.
• Asociaţii celulare endosimbiotice. Asociaţii celulare exosimbiotice.
• Cianobacterii în asociere cu celulele vegetale.

3.6. Sisteme acelulare

.

• Membrane plastidiene.
• Obţinerea elementelor fotogalvanice în baza membranelor bacteriene.
• Sisteme acelulare de sinteză a proteinelor.

IV. Cultura de ţesuturi animale

4.1. Cultivarea celulelor animale.

• Istoria metodei.
• Originea şi menţinerea culturii de ţesuturi animale. Caracteristica celulelor cultivate „in vitro”. Medii nutritive şi codiţiile de menţinere a culturilor de ţesuturi.
• Sisteme de cultivare a celulelor animale.
• Utilizarea culturii de celule umane.
• Culturile de celule şi ţesuturi ale animalelor nevertebrate.
• Cultura organelor.

4.2. Hibridizarea celulelor animale.

• Istoria metodei. Metodele de creare a himerelor artificiale.
• Mecanismele de fuziune a celulelor.
• Anticorpi monoclonali. Structura funcţională a anticorpilor.
• Obţinerea anticorpilor monoclonali.
• Celule de tip hibridoma. Priorităţile culturilor de ţesuturi hibridoma.
• Metodele analizelor în bază de anticorpi monoclonali.
• Utilizarea anticorpilor monoclonali.

4.3. Clonarea animalelor

.

• Istoria clonării.
• Metoda transplantului de nuclee.
• Clonarea mamiferelor.

V. Ingineria genetică

5.1. Introducere în ingineria genetică.

• Caracteristica aparatului genetic al virusurilor, procariotelor şi eucariotelor.
• Noţiune de inginerie genică, cromozomială şi genomică. Istoria ingineriei genetice.
• Metodele aplicate în ingineria genetică.
• Posibilităţile ingineriei genice.

5.2. Enzimele utilizate în ingineria genetică.

• Principale grupe de enzime utilizate în ingineria genetică.
• Restrictazele. Clasificarea restrictazelor. Nomenclatura şi caracteristica restrictazelor. Mecanismele acţiunii restrictazelor
• Polimerazele. Revers transcriptaza. Ligazele. Terminal-transferaza.

5.3. Alcătuirea cărţilor restricţionale.

• Obţinerea ADN-ului recombinat.Cerinţele prezentate moleculelor recombinate. Determinarea succesiunii de nucleotide din structura ADN (secvenarea ADN).
• Hibridizarea –metodă supersensibilă de localizare a succesiunilor specifice de nucleotide.

5.4. Metode de clonare a ADN

• Clonarea ADN-ului in vivo.
• Baze de date genomice.
• Reacţia de polimerizare în lanţ (RPL). Aplicarea RPL.

5.5. Includerea genelor în celulă

• Cerinţele faţă de ADN-ul vectorial, structura ADN-ului vectorial. Genele-marcheri.
• Reglarea expresiei genelor.
• Vectori genici. Plazmidele, virusurile, bacteriofagii.
• Metode de includere directă a genelor.

5.6. Includerea genelor în celulele mamiferelor.

• Caracteristica vectorilor de transfer a genelor în celulele mamiferelor.
• Transformarea genetică a celulelor somatice ale mamiferelor. Genoterapia.
• Animale transgenice.

5.7. Ingineria genică la plante.

• Transformarea genomului vegetal.
• Includerea genelor în celulele plantelor superioare.
• Expresia materialului genetic în plantele transgenice.
• Caracteristica plazmidelor Ti şi Ri. Transformarea genetică a plantelor cu utilizarea plazmidelor Ti şi Pi.
• Realizările ingineriei genice la plante.
• Problema securităţii genetice. Inofensivitatea plantelor transgenice.

Bibliografia recomandată:

1. Cachiţă-Cosma, D. , Tratat de Biotehnologie Vegetală vol. I., 2004, Ed. Dacia, Cluj-Napoca
2. Nicu, M., M., Duţă, Mihaela Bazele teoretice ale Bioingineriei şi Biotehnologiei, 1992, Ed. Garamond, Cluj-Napoca,
3. Raicu, P. ş.a. 1990, Biotehnologii moderne, Ed. Tehnică, Bucureşti,
4. Jurcoane S., Săsărman E ş.a. Tratat de biotehnologie. Vol. I. Bucureşti., Editura tehnică. 2004.
5. Jurcoane S., P.Cornea ş.a. Tratat de biotehnologie. Vol. II. Bucureşti., Editura tehnică. 2006. 668 p.
6. Câmpeanu Gh., Dumitriu I., Procese în biotehnologie. Vol 1, Vol.2. Manual electronic. http://www.unibuc.ro/eBooks/biologie/ProgreseVolumul1/; http://www.unibuc.ro/eBooks/biologie/ProgreseVolumul2/.
7. Moldoveanu D., Militaru C., Moldoveanu Iu. Microbiologie şi inginerie genetică. Bucureşti. Fiat Lux, 2001, 351 p.
8. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии. Электронный учебник. http://www.biotechnolog.ru/.
9. Промышленная микробиология – Учебное пособие. Под ред. Н.С.Егорова. М. «Высшая школа» 1989, 688 с.
10. Биотехнология, в 8 томах. Под редакцией Н.С.Егорова, В.Д.Самуилова. Москва. Издательство «Высшая школа».1987-1988.

Specialitatea

03.00.23 – Biotehnologie