Η βιοτεχνολογία είναι ο κλάδος της Βιολογίας που αναπτύσσεται τεχνολογίες από ζωντανούς οργανισμούς, ή πρώτη ύλη από αυτές, με βάση βιομοριακές και κυτταρικές διαδικασίες, για τη δημιουργία ή τροποποίηση προϊόντων και την επίλυση προβλημάτων στην κοινωνία.
Παραδείγματα προϊόντων και μεθόδων που δημιουργήθηκαν από τις εφαρμοσμένες βιολογικές επιστήμες είναι:
- Εμβόλια;
- Αντιβιοτικά;
- Κλωνοποίηση;
- Διαγονιδιακή;
- Τεχνητή γονιμοποίηση.
Τύποι βιοτεχνολογίας
Για τη διευκόλυνση της ταυτοποίησης, η Βιοτεχνολογία ταξινομείται σε 10 χρώματα ανάλογα με την περιοχή λειτουργίας.
- κόκκινη βιοτεχνολογία: τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν για την ιατρική και την ανθρώπινη υγεία.
- λευκή βιοτεχνολογία: τεχνολογίες για τη βελτίωση των βιομηχανικών διεργασιών.
- πράσινη βιοτεχνολογία: τεχνολογίες για τη γεωργία.
- μπλε βιοτεχνολογία: τεχνολογίες για τη χρήση θαλάσσιων πόρων.
- Κίτρινη βιοτεχνολογία: τεχνολογίες διατροφής και παραγωγής τροφίμων.
- γκρίζα βιοτεχνολογία: τεχνολογίες για την προστασία και την αποκατάσταση του περιβάλλοντος.
- καφέ βιοτεχνολογία: τεχνολογίες για την επεξεργασία του εδάφους.
- χρυσή βιοτεχνολογία: τεχνολογίες βιοπληροφορικής και νανοβιοτεχνολογίας.
- μωβ βιοτεχνολογία: τεχνολογίες πνευματικής ιδιοκτησίας και βιοασφάλειας.
- μαύρη βιοτεχνολογία: τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται ως βιολογικά όπλα.
Σημασία της βιοτεχνολογίας
Αν και τα ανθρώπινα όντα χρησιμοποιούν βιοτεχνολογία εδώ και χιλιάδες χρόνια, χρησιμοποιώντας, για παράδειγμα, μικροοργανισμούς για την παρασκευή ψωμιού, ποτών και τυριά, η γνώση σε διάφορους επιστημονικούς τομείς έφερε επανάσταση στον τρόπο χειρισμού των οργανισμών προκειμένου να αποκτήσουν ορισμένα προϊόντα και Κοστούμι.
Η ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας, με την υποστήριξη της Μικροβιολογίας, της Μοριακής Βιολογίας, της Γενετικής, της Μηχανικής και της Πληροφορικής, μεταξύ άλλων, είναι σημαντική για:
- Πρόληψη ασθενειών, μείωση της σοβαρότητας και του θανάτου.
- Διαγνώστε τις ασθένειες νωρίς και σώστε ζωές.
- Μειώστε το κόστος, απλοποιήστε και επιταχύνετε τη βιομηχανική παραγωγή.
- Δημιουργήστε φυτά και εισροές με επιθυμητά χαρακτηριστικά για να αυξήσετε τη γεωργική απόδοση.
Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτά τα παραδείγματα σχετίζονται με τους τομείς της μεγαλύτερης ανάπτυξης στη Βιοτεχνολογία, αλλά η σημασία τους δεν περιορίζεται μόνο σε αυτό.
Εφαρμογές βιοτεχνολογίας
Οι σημαντικότερες εφαρμογές της βιοτεχνολογίας σχετίζονται με τον τομέα της ιατρικής, εκτός από τη γεωργία και την παραγωγή τροφίμων, καθώς και στο περιβάλλον.
στην ιατρική:
- Παραγωγή ινσουλίνης, φαρμάκων και εμβολίων ·
- Χειρισμός ζώων, όπως χοίροι, για χρήση οργάνων σε μεταμοσχεύσεις.
- Παραγωγή αντισωμάτων στο εργαστήριο για ασθενείς με ανεπαρκές ανοσοποιητικό σύστημα.
- Γονιδιακή θεραπεία για τη θεραπεία ασθενειών όπως καρκίνου, νευρολογικών και καρδιαγγειακών, των οποίων οι συμβατικές θεραπείες δεν είναι αποτελεσματικές.
- Έρευνα βλαστικών κυττάρων για θεραπευτικούς σκοπούς.
Στη γεωργία:
- Παραγωγή εισροών, όπως: λιπάσματα, σπόροι και φυτοφάρμακα ·
- Γενετική βελτίωση των φυτών;
- Επεξεργασία τροφίμων: διαγονιδιακά τρόφιμα
στο περιβάλλον:
- Βιοθεραπεία: ανάλογα με τον τύπο της μόλυνσης και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές για τη μείωση ή την εξάλειψη της μόλυνσης στο περιβάλλον.
- Βιομετατροπή αποβλήτων από τη γεωργία ·
- Παραγωγή βιοκαυσίμων από ζώντες οργανισμούς ή υπολείμματα φυτών ·
- Βιοαποικοδομήσιμη παραγωγή πλαστικών από μικροφύκη.
Μάθε περισσότερα για Βιοθεραπεία.
Ιστορία της Βιοτεχνολογίας
Στην αρχαιότητα, πριν από περισσότερα από 4000 χρόνια, χρησιμοποιήθηκαν ήδη τεχνικές χειρισμού ζωντανών όντων για την επίτευξη ορισμένων αποτελεσμάτων. για παράδειγμα, για την παρασκευή κρασιού ή ψωμιού, όπου το κλειδί είναι η ζύμωση που πραγματοποιείται από μικροοργανισμούς, ζύμες.
Έναρξη Μικροβιολογίας
Με την ανάπτυξη των διαφόρων επιστημονικών τομέων, ήταν δυνατόν να κατανοήσουμε πώς πραγματοποιήθηκαν οι διαδικασίες. Στα τέλη του 19ου αιώνα, οι μικροβιολογικές μελέτες του Louis Pasteur τον οδήγησαν να ανακαλύψει τη ζύμωση στα πειράματά του.
Ανακάλυψη μορίων DNA
Με αυτό, οι άνθρωποι σταμάτησαν να πιστεύουν στην αυθόρμητη παραγωγή και η προσοχή στράφηκε στη μελέτη των μικροοργανισμών και της θεωρίας των κυττάρων.
Οι επιστήμονες James Watson, Francis Crick και Maurice Wilkins απονεμήθηκαν το βραβείο Νόμπελ το 1962 για την περιγραφή της δομής του μορίου DNA το 1953 στο περιοδικό φύση.
Το μοντέλο που παρουσίασε το ζευγάρι βασίστηκε σε πληροφορίες από τον Erwin Chargaff σχετικά με τις βάσεις αζώτου χρησιμοποιώντας την τεχνική χρωματογραφίας και στις εικόνες περίθλασης ακτίνων Χ που ελήφθησαν από τη Rosalind Φράνκλιν.
Γενετική μηχανική και ανασυνδυασμένο DNA
Οι μελέτες εμβαθύνθηκαν και το 1978, 3 ερευνητές απονεμήθηκαν ξανά το βραβείο Νόμπελ για την απομόνωση των ενζύμων περιορισμού, το θεμέλιο για την τεχνική ανασυνδυασμένου DNA.
Διαβάστε για αυθόρμητη παραγωγή στο Προέλευση της ζωής.
Βιοτεχνολογία στην Ιατρική
Εργαστήριο Βιολογικής Έρευνας.
Οι αρχικοί στόχοι της σύγχρονης βιοτεχνολογίας επικεντρώθηκαν σε θέματα υγείας των ανθρώπων και των ζώων, με τη χρήση μικροοργανισμών για την παρασκευή φαρμάκων.
Ωστόσο, οι τεχνικές έχουν διαφοροποιηθεί πολύ και επί του παρόντος υπάρχουν πολλές δυνατότητες εφαρμογής, τόσο εντός της ιατρικής όσο και σε άλλους τομείς.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η έρευνα άρχισε να αναπτύσσεται στα εργαστήρια πανεπιστημίων και δημόσιων ερευνητικών κέντρων, ωστόσο, επί του παρόντος σε εκείνους που κυριαρχούν Η έρευνα και η αγορά βιοτεχνολογίας είναι ιδιωτικές εταιρείες, μεγάλες φαρμακευτικές και αγροχημικές πολυεθνικές, επομένως οι αξίες και οι στόχοι είναι διαφορετικοί.
Εφαρμογές Γενετικής Μηχανικής
Υπάρχουν πολλές βιοτεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στον τομέα της υγείας, ο οποίος είναι ένας από τους μεγαλύτερους τομείς εφαρμογής αυτών των τεχνικών στη Βραζιλία.
Τα όργανα των ζώων χρησιμοποιούνται για μεταμοσχεύσεις, παραγωγή ινσουλίνης και εμβόλια μέσω της τεχνικής ανασυνδυασμένου DNA, μεταξύ άλλων για την παραγωγή φαρμάκων, ορμονών και αντισωμάτων.
Πολύ αμφιλεγόμενες είναι οι προσεγγίσεις που σχετίζονται με κλωνοποίηση, που περιλαμβάνει ηθικά ζητήματα.
Ομοίως, η έρευνα συνεχίστηκε και εφαρμόζεται αναπαραγωγική κλωνοποίηση, σε περιπτώσεις στειρότητας ή για την πρόληψη μελλοντικών ασθενειών, και θεραπευτική κλωνοποίηση, που δείχνει τη θεραπεία εκφυλιστικών ασθενειών με τη χρήση βλαστικών κυττάρων, ως πλεονέκτημα της μεθόδου.
Διαβάστε επίσης γονιδιακή θεραπεία.
Βιοτεχνολογία στη Γεωργία
Καλλιέργεια φυτικών ιστών.
Στον τομέα της γεωργίας και των τροφίμων είναι οι παλαιότερες χρήσεις της βιοτεχνολογίας, για παράδειγμα, όταν είναι διασταυρώνεται μεταξύ φυτικών ειδών για την απόκτηση άλλων ποικιλιών ή τη βελτίωση των αποτελεσμάτων του συγκομιδή.
"Πράσινη Επανάσταση"
Στο δεύτερο μισό του 20ού αιώνα ένα μοντέλο που αναπτύχθηκε κυρίως στις ΗΠΑ, έγινε διεθνές μέσω του λεγόμενου «πράσινη επανάσταση”.
Στη Βραζιλία, από τη δεκαετία του 1960 και μετά, ακολουθώντας τα καλούπια της «πράσινης επανάστασης», άρχισαν να πραγματοποιούνται μετασχηματισμοί στο αγροτικό περιβάλλον, των οποίων οι στόχοι ήταν: ο εκσυγχρονισμός του τομέα γεωργικά προϊόντα, αύξηση της προσφοράς τροφίμων και προϊόντων για εξαγωγή, καθώς και ελευθέρωση εργατικού δυναμικού για χρήση από τον κλάδο αστικός-βιομηχανικός.
Εισαγόμενες τεχνολογίες που αναπτύχθηκαν για εύκρατα κλίματα και όχι για τροπικά οικοσυστήματα, όπου τα εδάφη είναι πολύ διαφορετικά και υπάρχει μεγαλύτερη βιοποικιλότητα, όπως η Βραζιλία.
Γενετικά τροποποιημένοι (ΓΤΟ) και διαγονιδιακοί οργανισμοί
Η παραγωγή διαγονιδιακών είναι πραγματικότητα και τα κύρια τροποποιημένα τρόφιμα είναι καλαμπόκι, σόγια και σιτάρι.
Ο Σόγια, για παράδειγμα, υπάρχει στα περισσότερα βιομηχανικά τρόφιμα σε διάφορες μορφές, είναι ένα από τα κύρια διαγονιδιακά τρόφιμα και αυτές οι πληροφορίες δεν διαβιβάζονται πάντα σωστά στον καταναλωτή.
Περιβαλλοντική βιοτεχνολογία
Η χρήση περιβαλλοντικών βιοτεχνολογιών είναι τρόποι αντιστροφής μιας κατάστασης που δημιουργείται από ανθρώπους και που αυξάνεται παγκοσμίως, η παραγωγή αποβλήτων από διάφορες δραστηριότητες ανθρώπινα όντα.
Είναι ένας τρόπος χρήσης ελεγχόμενων φυσικών διεργασιών για τη βελτίωση της κατάστασης των μολυσμένων οικοσυστημάτων ή για τη δημιουργία βιοαποικοδομήσιμων λύσεων που αποφεύγουν τη ρύπανση.
Έτσι, τα ζωντανά όντα χρησιμοποιούνται: βακτήρια, φύκια, φυτά, μεταξύ άλλων, για την πραγματοποίηση διεργασιών όπως ζύμωση, αερόβια και αναερόβια αναπνοή και έλεγχος της ρύπανσης ενός συγκεκριμένου περιβάλλον.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα εφαρμογή της βιοτεχνολογίας στην περιβαλλοντική περιοχή είναι η επαναχρησιμοποίηση των αποβλήτων γεωργικά (όπως ζαχαροκάλαμο μπαγάσ), ή στερεά απόβλητα (λύματα) για την παραγωγή ενέργειας και βιοκαύσιμα.
Πλεονέκτημα ή μειονέκτημα;
Πολλές από τις εφαρμογές της βιοτεχνολογίας μπορούν να είναι επωφελείς για την ανθρωπότητα, αλλά παράγουν αντιπαραθέσεις σχετικά με τις συνέπειες στην υγεία των ανθρώπων και των ζώων, στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και στην κοινωνία. Αυτό που είναι σίγουρο είναι αυτό ακόμα δεν είναι γνωστό σίγουρα τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα.
Οφέλη της βιοτεχνολογίας
- Αυξημένη παραγωγή τροφίμων, κυρίως λόγω της πιθανότητας τερματισμού της πείνας στον κόσμο.
- Δυνατότητα λήψης πιο θρεπτικών τροφίμων με φαρμακευτικές ιδιότητες.
- Θεραπευτικές τεχνικές για ασθένειες που δεν έχουν ακόμη θεραπευτεί, όπως ο καρκίνος ή των οποίων οι θεραπείες δεν είναι τόσο αποτελεσματικές.
- Παραγωγή φαρμάκων, εκτός από ορμόνες, αντισώματα και ινσουλίνη.
- Χρήση βιολογικής αποκατάστασης για τον έλεγχο και την εξάλειψη της μόλυνσης σε περιβάλλοντα.
- Παραγωγή βιοαποικοδομήσιμων προϊόντων για τη μείωση της περιβαλλοντικής ρύπανσης ·
Αρνητικές επιπτώσεις
- Εντατική χρήση φυτοφαρμάκων και ανόργανων λιπασμάτων.
- Παρεμβολή στην ισορροπία της φύσης.
- Δημιουργία γενετικά τροποποιημένων (στείρων) σπόρων.
- "Γενετική ρύπανση", καθώς δεν είναι δυνατόν να ελεγχθούν οι επιπτώσεις της εξάπλωσης γενετικά τροποποιημένων οργανισμών στο περιβάλλον.
- Τα διαγονιδιακά τρόφιμα μπορούν να προκαλέσουν αλλεργίες, μεταξύ άλλων βλαβών.
- Ηθικά ζητήματα που σχετίζονται με την κλωνοποίηση ζωντανών όντων.
- Η παραγωγή βλαστικών κυττάρων παράγει κυτταρικό στρες που μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη γήρανση, μεταξύ άλλων.
