Биотехнологиите са област на науката, фокусирана върху използването на живи системи и организми при създаването и усъвършенстването на техники и продукти.
Биотехнологиите обхващат основни биологични науки (като молекулярна биология, ембриология, генетика, и др.), приложни науки (като имунология и биохимия), както и технологични области като информатика и роботика.
Биотехнологичните методи обхващат няколко процедури за модифициране на живи организми, от най-простите като опитомяване на животни и отглеждане на растения, до подобряване на процеси като изкуствен подбор и хибридизация. Освен това, най-модерните методи включват използването на генно инженерство и клетъчна и тъканна култура.
Интеграцията между различните области на биологията с гореспоменатите техники поражда биотехнологии, чиито приложения се срещат в различни сектори.
Разлики между класическата биотехнология и съвременната биотехнология
Класическата биотехнология се отнася до различните начини за използване на живи микроорганизми за производство на нови продукти или модифициране на съществуващи продукти. Той обхваща класически методи като кръстосване на видове за получаване на нови, които имат желаните характеристики, и ферментация, използвана при производството на вино, сирене и хляб.
Съвременните биотехнологии разчитат в голяма степен на използваните техники генното инженерство. В този смисъл е възможно да се твърди, че най-големият напредък в биотехнологията е постигнат чрез инструменти и методи за генно инженерство, като манипулация намерение на гени, клетки и тъкани по контролиран начин да образуват генетично подобрени организми, ДНК рекомбинация, тъканна култура, мутагенеза, и т.н.
Примери за приложение на биотехнологии
Като се има предвид, че биотехнологиите обхващат широк спектър от науки, резултатите могат да бъдат намерени в безброй сектори на икономиката. Приложенията в тази област винаги се стремят да подобрят качеството на живот на планетата, независимо дали чрез създаването на нови техники и продукти или чрез подобряване на съществуващите.
Генетично модифицирани организми
Класически пример за приложението на биотехнологиите е създаването на генетично модифицирани организми (OGM), наричан още трансгенен. Генетичният им код е променен (обикновено чрез комбинация с гени от други организми), за да се премахнат дефектите и да се развият нови свойства.
През 50-те години агрономът Норман Борлауг чрез генетични кръстоски даде началото на „половин пшеница джудже ", нов, по-устойчив и продуктивен вид пшеница, който революционизира земеделието в света цяло.
Основните примери за генетично модифицирани организми са използваните:
- в медицината: инсулин, стволови клетки, хормон на растежа, хормони за лечение на безплодие, нови лечения за рак, генна терапия (лечение на заболявания чрез заместване на дефектни гени), ваксини и др.
- в земеделието: генетично подобрени храни, по-устойчиви и продуктивни култури, животни и растения, модифицирани да произвеждат вещества, използваеми в лекарства и др.
- при животни: трансгенни плъхове, използвани в проучвания, и риби с растеж четири пъти над нормата (тилапия и дорадо).
- в околната среда: бактерии, които се борят със замърсяването, причинено от нефт и метали.
Други примери
Като пример вижте други стоки и услуги, които имат биотехнологичен произход:
| Сектори | Стоки и услуги |
|---|---|
| селско стопанство | Компост, пестициди, силаж, разсад от растения или дървета, растения с нови свойства и др. |
Здраве |
Антибиотици, хормони, лекарства, реактиви, тестове и др. |
Химическа индустрия |
Бутанол, ацетон, глицерол, органични киселини, ензими и др. |
| електроника | Биосензори |
| Енергия | Етанол, биогаз и др. |
Околен свят |
Възстановяване на нефт, третиране на отпадъци, пречистване на вода и др. |
| Добитък | Ембриони |
Предимства на биотехнологиите
Предимствата, донесени от биотехнологиите, са многобройни и се простират във всички области на приложение, подобрявайки качеството на живот в света. Сред най-очевидните резултати са:
- По-висок добив и по-устойчиви култури;
- По-малко използване на пестициди;
- Трансгенните храни издържат по-дълго, намалявайки загубите на храна;
- Намаляване на количеството енергия, необходимо за производството на храна;
- Използване на продукти, които са по-малко вредни за околната среда;
- Намаляване на глада в света;
- По-питателни храни;
- Намаляване на появата на заразни болести;
- Създаване на по-точни инструменти за откриване на болести и др.
Недостатъци на биотехнологиите
Напредъкът, причинен от биотехнологиите, също има отрицателни последици. Сред основните можем да откроим:
- Увреждане на околната среда;
- Висока зависимост от технологиите от развитите страни;
- Повишена концентрация на доходи;
- Несигурност относно дългосрочното му въздействие върху околната среда и организмите;
- Намаляване на биологичното разнообразие;
- Повишена поява на заболявания, причинени от трансгенни продукти.
Биотехнологични класификации
За да се класифицират различните области на биотехнологиите, специалисти и учени от област започна да приема цветова система, която разделя науката на клонове, според областта на приложение:
- зелена биотехнология: се прилага в селското стопанство с цел създаване на по-устойчиви земеделски условия.
- червена биотехнология: се прилага в медицината с цел подобряване на лекарствата и лечението. Най-напредналите методи дори обхващат лечението на болести чрез генетична манипулация.
- бяла биотехнология: наричана още индустриална биотехнология, тя се използва при производството на продукти, използващи методи, които са по-малко вредни за околната среда.
- жълта биотехнология: се прилага в областта на храненето и производството на храни, но също така се отнася до областта на биотехнологиите, прилагана към насекоми.
- синя биотехнология: се прилага при изследване на морски биологични ресурси.
- лилава биотехнология: е свързан със закони, патенти, публикации и други документални въпроси, свързани с биотехнологиите.
- златни биотехнологии: отнася се до използването на биоинформатика и изчислителни техники в биотехнологиите.
- оранжева биотехнология: наричана още образователна биотехнология, се състои от всички мерки, насочени към разпространението и разпространението на биотехнологии.
- черна биотехнология: е свързано с прилагането на биотехнологии за военни цели, като производството на биологични оръжия.
кариера в биотехнологиите
Предвид мултидисциплинарния характер на биотехнологиите, достъпът до професията може да се осъществи чрез няколко различни среди, като биология, медицина, агрономия, биохимия, инженерство, фармация, и т.н.
Изискванията за специализация за навлизане в областта на биотехнологиите варират в зависимост от специфичните разпоредби на всяка професия.
Вижте също:
- Биология
- биомедицина
- Микробиология
- Трансгенни храни
- зелена революция