Biotehnoloogia on teadussektor, mis keskendub elusüsteemide ja organismide kasutamisele tehnikate ja toodete loomisel ja täiustamisel.
Biotehnoloogia hõlmab põhilisi bioteadusi (näiteks molekulaarbioloogia, embrüoloogia, geneetika, jne), rakendusteadused (näiteks immunoloogia ja biokeemia), samuti tehnoloogilised valdkonnad, nagu informaatika ja robootika.
Biotehnoloogilised meetodid hõlmavad mitmeid elusorganismide modifitseerimise protseduure, alates lihtsamatest nagu loomade kodustamine ja taimede kasvatamine parendamisprotsesside, näiteks kunstliku valiku ja hübridiseerimine. Lisaks hõlmavad kõige kaasaegsemad meetodid geenitehnoloogia ning raku- ja koekultuuri kasutamist.
Bioloogia erinevate valdkondade lõimimine ülalnimetatud tehnikatega tekitab biotehnoloogia, mida rakendatakse erinevates sektorites.
Klassikalise biotehnoloogia ja kaasaegse biotehnoloogia erinevused
Klassikaline biotehnoloogia puudutab erinevaid võimalusi elusate mikroorganismide kasutamiseks uute toodete tootmiseks või olemasolevate toodete modifitseerimiseks. See hõlmab klassikalisi meetodeid, näiteks liikide ristamine uute soovitud omadustega ja käärimine, mida kasutatakse veini, juustu ja leiva tootmisel.
Kaasaegne biotehnoloogia tugineb suuresti kasutatavatele tehnikatele geenitehnoloogia. Selles mõttes on võimalik väita, et suurimad edusammud biotehnoloogias toimusid geenitehnoloogia vahendite ja meetodite kaudu, näiteks manipuleerimine geenide, rakkude ja kudede kontrollitud kavatsus moodustada geneetiliselt paranenud organisme, DNA rekombinatsioon, koekultuur, mutagenees, jne.
Biotehnoloogia rakenduse näited
Arvestades, et biotehnoloogia hõlmab paljusid teadusi, võib selle tulemusi leida paljudest majandussektoritest. Selle valdkonna rakendused püüavad alati planeedi elukvaliteeti parandada, kas uute tehnikate ja toodete loomise või olemasolevate täiustamise kaudu.
Geneetiliselt muundatud organismid
Klassikaline näide biotehnoloogia rakendamisest on geneetiliselt muundatud organismid (OGM), nimetatakse ka transgeensed. Nende organismide geneetilist koodi muudeti (tavaliselt kombineerituna teiste organismide geenidega), et kõrvaldada defekte ja arendada uusi omadusi.
50. aastatel tekkis agronoom Norman Borlaugil geneetiliste ristide abil "pool nisu kääbus ", uus, vastupidavam ja produktiivsem nisuliik, mis muutis maailmas põllumajandust revolutsiooniliselt tervikuna.
Geneetiliselt muundatud organismide peamised näited on järgmised:
- meditsiinis: insuliin, tüvirakud, kasvuhormoon, hormoonid viljatusraviks, uued ravimeetodid vähi korral, geeniteraapia (haiguste ravi defektsete geenide asendamisega), vaktsiinid jne.
- talupidamises: geneetiliselt täiustatud toidud, vastupidavamad ja produktiivsemad põllukultuurid, loomad ja taimed, mida on kohandatud ravimites kasutatavate ainete tootmiseks jne.
- loomadel: uuringutes kasutatud transgeensed rotid ja neli korda normi ületanud kalad (tilapia ja dorado).
- keskkonnas: bakterid, mis võitlevad nafta ja metallide põhjustatud reostuse vastu.
Veel näited
Näiteks tutvuge muude biotehnoloogilist päritolu kaupade ja teenustega:
| Sektorid | Kaup ja teenused |
|---|---|
| Põllumajandus | Kompost, pestitsiidid, silo, taime- või puuistikud, uute omadustega taimed jne. |
Tervis |
Antibiootikumid, hormoonid, ravimid, reaktiivid, testid jne. |
Keemiatööstus |
Butanool, atsetoon, glütserool, orgaanilised happed, ensüümid jne. |
| elektroonika | Biosensorid |
| Energia | Etanool, biogaas jne. |
Keskkond |
Õli taaskasutamine, jäätmekäitlus, veepuhastus jne. |
| Kariloomad | Embrüod |
Biotehnoloogia eelised
Biotehnoloogia eelised on arvukad ja laienevad kõikidele rakendusvaldkondadele, parandades elukvaliteeti maailmas. Selle kõige ilmsemate tulemuste hulgas on:
- Suurem saak ja vastupidavamad põllukultuurid;
- Vähem pestitsiide;
- Transgeensed toidud kestavad kauem, vähendades toidujäätmeid;
- Toidu tootmiseks vajaliku energia hulga vähendamine;
- Keskkonda vähem kahjulike toodete kasutamine;
- Nälja vähendamine maailmas;
- Toitvamad toidud;
- Nakkushaiguste esinemise vähenemine;
- Täpsemate vahendite loomine haiguste avastamiseks jne.
Biotehnoloogia puudused
Biotehnoloogia põhjustatud arengul on ka negatiivsed tagajärjed. Peamiste seas võime välja tuua:
- Keskkonna kahjustamine;
- Suur sõltuvus arenenud riikide tehnoloogiatest;
- Suurenenud sissetulekute kontsentratsioon;
- Ebakindlus selle pikaajalise mõju kohta keskkonnale ja organismidele;
- Bioloogilise mitmekesisuse vähenemine;
- Transgeensete saaduste põhjustatud haiguste sagenemine.
Biotehnoloogia klassifikatsioonid
Biotehnoloogia eri valdkondade klassifitseerimiseks on selle spetsialistid ja teadlased ala hakkas kasutusele võtma värvisüsteemi, mis jagab teaduse harudeks vastavalt valdkonnale rakendus:
- roheline biotehnoloogia: kasutatakse põllumajanduses eesmärgiga luua jätkusuutlikumad põllumajandustingimused.
- punane biotehnoloogia: kasutatakse meditsiinis eesmärgiga parandada ravimeid ja ravimeetodeid. Kõige arenenumad meetodid hõlmavad isegi haiguste ravimist geneetiliste manipulatsioonide abil.
- valge biotehnoloogia: nimetatakse ka tööstuslikuks biotehnoloogiaks, seda kasutatakse toodete valmistamiseks, kasutades keskkonda vähem kahjustavaid meetodeid.
- kollane biotehnoloogia: kasutatakse toitumise ja toiduainete tootmise valdkonnas, kuid viitab ka putukatele rakendatud biotehnoloogia harule.
- sinine biotehnoloogia: kasutatakse mere bioloogiliste ressursside uurimisel.
- lilla biotehnoloogia: on seotud seaduste, patentide, väljaannete ja muude biotehnoloogiaga seotud dokumentide küsimustega.
- kuldne biotehnoloogia: viitab bioinformaatika ja arvutustehnika kasutamisele biotehnoloogias.
- oranž biotehnoloogia: nimetatakse ka hariduslikuks biotehnoloogiaks, koosneb kõigist biotehnoloogia levitamisele ja levitamisele suunatud meetmetest.
- must biotehnoloogia: on seotud biotehnoloogia rakendamisega sõjalistel eesmärkidel, näiteks bioloogiliste relvade tootmiseks.
karjäär biotehnoloogias
Arvestades biotehnoloogia multidistsiplinaarset olemust, võib kutse omandamine toimuda läbi mitmel erineval taustal, näiteks bioloogia, meditsiin, agronoomia, biokeemia, inseneritöö, farmaatsia, jne.
Spetsialiseerumisnõuded biotehnoloogia valdkonda sisenemiseks varieeruvad vastavalt iga eriala konkreetsetele eeskirjadele.
Vaadake ka:
- Bioloogia
- biomeditsiin
- Mikrobioloogia
- Transgeensed toidud
- roheline revolutsioon
