Bioteknologi er den gren af biologien, der udvikler sig teknologier fra levende organismer, eller råmateriale fra dem, baseret på biomolekylære og cellulære processer, for at skabe eller ændre produkter og løse problemer i samfundet.
Eksempler på produkter og metoder oprettet ud fra anvendt biologisk videnskab er:
- Vacciner;
- Antibiotika;
- Kloning;
- Transgenics;
- In vitro befrugtning.
Typer af bioteknologi
For at lette identifikationen klassificeres bioteknologi i 10 farver alt efter funktionsområdet.
- rød bioteknologi: teknologier udviklet til medicin og menneskers sundhed.
- hvid bioteknologi: teknologier til forbedring af industrielle processer.
- grøn bioteknologi: teknologier til landbrug.
- blå bioteknologi: teknologier til brug af marine ressourcer.
- Gul bioteknologi: teknologier til ernæring og fødevareproduktion.
- grå bioteknologi: teknologier til beskyttelse og genopretning af miljøet.
- brun bioteknologi: teknologier til jordbehandling.
- gylden bioteknologi: teknologier til bioinformatik og nanobioteknologi.
- lilla bioteknologi: teknologier til intellektuel ejendomsret og biosikkerhed.
- sort bioteknologi: teknologier brugt som biologiske våben.
Betydningen af bioteknologi
Selvom mennesker har brugt bioteknologi i tusinder af år, bruger de for eksempel mikroorganismer til at fremstille brød, drikkevarer og oste, viden inden for forskellige videnskabelige områder revolutionerede måden at manipulere organismer for at opnå bestemte produkter og Retssag.
Udviklingen af bioteknologi med støtte fra blandt andet mikrobiologi, molekylærbiologi, genetik, teknik og informatik er vigtig for:
- Forebyggelse af sygdomme, reducering af sværhedsgrad og dødelighed
- Diagnosticere sygdomme tidligt og redde liv;
- Sænk omkostningerne, forenkle og fremskynde industriel produktion
- Opret planter og input med ønskelige egenskaber for at øge landbrugsudbyttet.
Det er værd at bemærke, at disse eksempler er relateret til områderne med den største udvikling inden for bioteknologi, men deres betydning er ikke begrænset til netop det.
Bioteknologiske applikationer
De vigtigste anvendelser af bioteknologi er relateret til medicinområdet ud over landbrug og fødevareproduktion og også i miljøet.
inden for medicin:
- Produktion af insulin, medicin og vacciner;
- Manipulation af dyr, såsom grise, til at bruge organer til transplantationer;
- Antistofproduktion i laboratoriet til patienter med et mangelfuldt immunsystem;
- Genterapi til behandling af sygdomme såsom kræft, neurologisk og hjerte-kar, hvis konventionelle behandlinger ikke er effektive;
- Stamcelleforskning til terapeutiske formål.
I landbruget:
- Produktion af input, såsom: gødning, frø og pesticider;
- Plantegenetisk forbedring;
- Fødevareforarbejdning: transgene fødevarer
i miljøet:
- Bioremediering: afhængigt af typen af forurening og miljøforhold anvendes forskellige teknikker til at reducere eller eliminere forurening i miljøet;
- Biokonvertering af affald fra landbruget;
- Produktion af biobrændstoffer fra levende organismer eller planterester;
- Biologisk nedbrydelig plastproduktion fra mikroalger.
Lær mere om Bioremediering.
Bioteknologihistorie
I antikken, for over 4000 år siden, blev teknikker til manipulation af levende væsener allerede brugt til at opnå visse resultater; for eksempel at fremstille vin eller brød, hvor nøglen er gæring udført af mikroorganismer, gær.
Begyndelsen af mikrobiologi
Med udviklingen af de forskellige videnskabelige områder var det muligt at forstå, hvordan processerne fandt sted. I slutningen af det 19. århundrede førte Louis Pasteurs mikrobiologiske studier ham til at opdage gæring i sine eksperimenter.
DNA Molecule Discovery
Dermed stoppede folk med at tro på spontan generation, og opmærksomheden vendte sig mod studiet af mikroorganismer og celleteori.
Forskerne James Watson, Francis Crick og Maurice Wilkins blev tildelt Nobelprisen i 1962 for at beskrive strukturen af DNA-molekylet i året 1953 i magasinet natur.
Modellen, der blev præsenteret af parret, var baseret på oplysninger fra Erwin Chargaff om nitrogenbaser ved hjælp af kromatografiteknik og i røntgendiffraktionsbilleder opnået af Rosalind Franklin.
Genteknik og rekombinant DNA
Undersøgelserne gik videre, og i 1978 blev 3 forskere igen tildelt Nobelprisen for isolering af restriktionsenzymer, grundlaget for den rekombinante DNA-teknik.
Læs om spontan generation kl Livets oprindelse.
Bioteknologi i medicin
Biologisk forskningslaboratorium.
De oprindelige mål for moderne bioteknologi var fokuseret på menneskers og dyrs sundhedsspørgsmål med brug af mikroorganismer til fremstilling af medicin.
Teknikkerne har dog diversificeret meget, og i øjeblikket er der mange anvendelsesmuligheder, både inden for medicin og inden for andre områder.
Det er bemærkelsesværdigt, at forskning begyndte at blive udviklet i laboratorier på universiteter og offentlige forskningscentre, men i øjeblikket er dem, der dominerer forskning og det bioteknologiske marked er private virksomheder, store farmaceutiske og agrokemiske multinationale virksomheder, så værdierne og målene er forskellige.
Anvendelser af genteknik
Der er mange bioteknologier, der anvendes i sundhedssektoren, hvilket er et af de største anvendelsesområder for disse teknikker i Brasilien.
Dyreorganer anvendes til transplantationer, insulinproduktion og vacciner gennem den rekombinante DNA-teknik, blandt andet til produktion af lægemidler, hormoner og antistoffer.
Meget kontroversielle er de tilgange, der er relateret til kloning, som involverer etiske spørgsmål.
Ligeledes er forskningen fortsat og anvendes til reproduktiv kloning, i tilfælde af infertilitet eller for at forhindre fremtidige sygdomme, og terapeutisk kloning, hvilket peger på behandlingen af degenerative sygdomme ved anvendelse af stamceller som en fordel ved metoden.
Læs også om genterapi.
Bioteknologi i landbruget
Plantevævskultur.
I landbruget og fødevaresektoren er de ældste anvendelser af bioteknologi, for eksempel når det er krydser mellem plantearter for at opnå andre sorter eller forbedre resultaterne af høst.
"Grøn revolution"
I anden halvdel af det 20. århundrede blev en model udviklet hovedsageligt i USA, internationaliseret gennem den såkaldte “grøn revolution”.
I Brasilien fra 1960'erne og fremefter, efter formene til den "grønne revolution" begyndte transformationer at finde sted i landdistrikterne, hvis mål var: at modernisere sektoren landbrug, øge udbuddet af mad og produkter til eksport, og frigør også arbejdskraft, der skal bruges af sektoren by-industriel.
Importerede teknologier, der blev udviklet til tempererede klimaer og ikke til tropiske økosystemer, hvor jorden er meget forskellig, og der er større biodiversitet, som f.eks Brasilien.
Genetisk modificerede (GMO) og transgene organismer
Produktionen af transgene er en realitet, og de vigtigste modificerede fødevarer er majs, soja og hvede.
DET Sojafor eksempel er til stede i de fleste industrialiserede fødevarer i forskellige former, det er en af de vigtigste transgene fødevarer og disse oplysninger videregives ikke altid korrekt til forbrugeren.
Miljøbioteknologi
Brugen af miljøbioteknologier er måder til at vende en situation skabt af mennesker og der vokser over hele verden, produktion af affald fra forskellige aktiviteter mennesker.
Det er en måde at bruge kontrollerede naturlige processer til at forbedre tilstanden af forurenede økosystemer eller skabe biologisk nedbrydelige løsninger, der undgår forurening.
Således bruges levende væsener: bakterier, alger, planter, blandt andre, til at udføre processer såsom gæring, aerob og anaerob respiration og kontrollere forureningen af et bestemt miljø.
En anden interessant anvendelse af bioteknologi i miljøområdet er genbrug af affald landbrug (såsom sukkerrør bagasse) eller faste spildevand (spildevand) til produktion af energi og biobrændstoffer.
Fordel eller ulempe?
Mange af anvendelserne af bioteknologi kan være gavnlige for menneskeheden, men de genererer kontroverser med hensyn til konsekvenserne for menneskers og dyrs sundhed, miljøpåvirkninger og samfund. Det, der er sikkert, er det stadig ikke kendt helt sikkert de langsigtede effekter.
Fordele ved bioteknologi
- Øget madproduktion, hovedsageligt motiveret af muligheden for at stoppe sulten i verden;
- Mulighed for at få mere nærende fødevarer med medicinske egenskaber;
- Terapeutiske teknikker til sygdomme, der endnu ikke er kur, såsom kræft, eller hvis behandlinger ikke er så effektive;
- Produktion af lægemidler ud over hormoner, antistoffer og insulin;
- Brug af bioremediering til kontrol og eliminering af miljøforurening;
- Produktion af biologisk nedbrydelige produkter for at reducere miljøforurening
Negative virkninger
- Intensiv brug af pesticider og uorganisk gødning;
- Forstyrrelse i balancen i naturen;
- Oprettelse af genetisk modificerede (infertile) frø;
- "Genetisk forurening", da det ikke er muligt at kontrollere virkningerne af spredning af genetisk modificerede organismer i miljøet
- Transgene fødevarer kan blandt andet forårsage allergi.
- Etiske spørgsmål relateret til kloning af levende væsener;
- Produktionen af stamceller producerer cellulær stress, der blandt andet kan føre til for tidlig aldring;
