Biotekniikka on kehittyvä biologian osa elävien organismien tekniikattai niistä saatavaa raaka-ainetta, joka perustuu biomolekyyli- ja soluprosesseihin, tuotteiden luomiseksi tai muokkaamiseksi ja yhteiskunnan ongelmien ratkaisemiseksi.
Esimerkkejä sovelletuista biologisista tieteistä tuotetuista tuotteista ja menetelmistä ovat:
- Rokotteet;
- Antibiootit;
- Kloonaus;
- Siirtogeeniset aineet;
- Koeputkihedelmöitys.
Biotekniikan tyypit
Tunnistamisen helpottamiseksi biotekniikka luokitellaan 10 väreihin toiminta-alueen mukaan.
- punainen biotekniikka: lääketieteelle ja ihmisten terveydelle kehitetyt tekniikat.
- valkoinen biotekniikka: tekniikat teollisten prosessien parantamiseksi.
- vihreä biotekniikka: maatalouden tekniikat.
- sininen biotekniikka: tekniikat meren luonnonvarojen käyttöön.
- Keltainen biotekniikka: ravitsemus- ja elintarviketuotantoteknologiat.
- harmaa biotekniikka: tekniikat ympäristön suojelemiseksi ja palauttamiseksi.
- ruskea biotekniikka: maaperän käsittelyn tekniikat.
- kultainen biotekniikka: bioinformatiikan ja nanobiotekniikan tekniikat.
- violetti biotekniikka: henkisen omaisuuden ja bioturvallisuuden tekniikat.
- musta biotekniikka: biologisina aseina käytettävät tekniikat.
Biotekniikan merkitys
Vaikka ihmiset ovat käyttäneet biotekniikkaa tuhansien vuosien ajan ja käyttäneet esimerkiksi mikro-organismeja leivän, juomien ja juustot, tieteenalojen tietämys mullisti organismien manipulointitavan tiettyjen tuotteiden saamiseksi ja Lakipuku.
Biotekniikan kehittäminen muun muassa mikrobiologian, molekyylibiologian, genetiikan, tekniikan ja informatiikan tuella on tärkeää:
- Ehkäistä sairauksia vähentämällä vakavuutta ja kuolemantapauksia;
- Diagnosoida sairaudet aikaisin ja pelastaa ihmishenkiä;
- Vähennä kustannuksia, yksinkertaista ja nopeuta teollista tuotantoa
- Luo maataloustuotannon lisäämiseksi kasveja ja tuotantopanoksia, joilla on toivottavat ominaisuudet.
On syytä huomata, että nämä esimerkit liittyvät biotekniikan eniten kehittyneisiin alueisiin, mutta niiden merkitys ei rajoitu vain siihen.
Biotekniikan sovellukset
Biotekniikan tärkeimmät sovellukset liittyvät lääketieteen alaan maatalouden ja elintarviketuotannon lisäksi myös ympäristöön.
lääketieteessä:
- Insuliinin, lääkkeiden ja rokotteiden tuotanto;
- Eläinten, kuten sikojen, manipulointi elinten käyttämiseksi elinsiirroissa;
- Vasta-ainetuotanto laboratoriossa potilaille, joilla on puutteellinen immuunijärjestelmä;
- Geeniterapia sellaisten sairauksien, kuten syöpä, neurologisten ja kardiovaskulaaristen hoitoon, joiden tavanomaiset hoidot eivät ole tehokkaita;
- Kantasolututkimus terapeuttisiin tarkoituksiin.
Maataloudessa:
- Panosten tuotanto, kuten: lannoitteet, siemenet ja torjunta-aineet;
- Kasvien geneettinen parantaminen;
- Elintarvikkeiden jalostus: siirtogeeninen ruoka
ympäristössä:
- Bioremediaatio: saastumisen tyypistä ja ympäristöolosuhteista riippuen käytetään erilaisia tekniikoita kontaminaation vähentämiseksi tai poistamiseksi ympäristössä;
- Maatalouden jätteiden biokonversio;
- Biopolttoaineiden tuotanto elävistä organismeista tai kasvijäämistä;
- Biohajoava muovituotanto mikrolevistä.
Lisätietoja Bioremediaatio.
Biotekniikan historia
Antiikin aikana yli 4000 vuotta sitten tekniikoita elävien olentojen manipuloimiseksi käytettiin jo tiettyjen tulosten saamiseksi; esimerkiksi viinin tai leivän valmistamiseksi, jossa avain on mikro-organismien, hiivojen suorittama käyminen.
Mikrobiologian alku
Eri tieteellisten alueiden kehittyessä oli mahdollista ymmärtää, miten prosessit tapahtuivat. 1800-luvun lopulla Louis Pasteurin mikrobiologiset tutkimukset johtivat hänet kokeidensa käymiseen.
DNA-molekyylien löytö
Sen myötä ihmiset lakkasivat uskomasta spontaaniin syntymiseen ja huomio kiinnittyi mikro-organismien tutkimukseen ja soluteoriaan.
Tutkijat James Watson, Francis Crick ja Maurice Wilkins palkittiin Nobel-palkinnolla vuonna 1962 DNA-molekyylin rakenteen kuvaamisesta vuonna 1953 lehdessä. luonto.
Parin esittämä malli perustui Erwin Chargaffin tietoihin typpiemäksistä käyttämällä kromatografiatekniikkaa ja Rosalindin saamissa röntgendiffraktiokuvissa Franklin.
Geenitekniikka ja rekombinantti-DNA
Tutkimukset syvenivät ja vuonna 1978 kolmelle tutkijalle myönnettiin jälleen Nobel-palkinto restriktioentsyymien eristämisestä, joka on rekombinantti-DNA-tekniikan perusta.
Lue spontaanista sukupolvesta osoitteessa Elämän alkuperä.
Biotekniikka lääketieteessä
Biologisen tutkimuksen laboratorio.
Nykyaikaisen biotekniikan alkuperäiset tavoitteet keskittyivät ihmisten ja eläinten terveyteen liittyviin kysymyksiin, ja lääkkeiden valmistamiseen käytettiin mikro-organismeja.
Tekniikat ovat kuitenkin monipuolistuneet paljon, ja tällä hetkellä on monia sovellusvaihtoehtoja sekä lääketieteessä että muilla alueilla.
On huomionarvoista, että tutkimusta alettiin kehittää yliopistojen ja julkisten tutkimuskeskusten laboratorioissa, mutta tällä hetkellä hallitsevat tutkimus ja bioteknologiamarkkinat ovat yksityisiä yrityksiä, suuria lääke- ja agrokemian monikansallisia yrityksiä, joten arvot ja tavoitteet ovat erilaiset.
Geenitekniikan sovellukset
Terveysalalla käytetään monia biotekniikoita, mikä on yksi näiden tekniikoiden suurimmista käyttöalueista Brasiliassa.
Eläinelimiä käytetään elinsiirtoihin, insuliinin tuotantoon ja rokotteisiin rekombinantti-DNA-tekniikan avulla, muun muassa lääkkeiden, hormonien ja vasta-aineiden tuottamiseen.
Erittäin kiistanalaiset ovat lähestymistavat, jotka liittyvät kloonaus, johon liittyy eettisiä kysymyksiä.
Samoin tutkimusta on jatkettu ja siihen sovelletaan lisääntymiskloonaus- hedelmättömyystapauksissa tai tulevien sairauksien estämiseksi ja - terapeuttinen kloonaus, joka viittaa rappeuttavien sairauksien hoitoon kantasolujen avulla menetelmän etuna.
Lue myös geeniterapia.
Biotekniikka maataloudessa
Kasvien kudosviljely.
Maatalous ja elintarviketeollisuus ovat vanhimpia biotekniikan käyttötarkoituksia esimerkiksi silloin, kun ne ovat risteytyy kasvilajien välillä muiden lajikkeiden saamiseksi tai viljelyn tulosten parantamiseksi sato.
"Vihreä vallankumous"
1900-luvun jälkipuoliskolla malli, joka kehitettiin lähinnä Yhdysvalloissa, kansainvälistyi ns.vihreä vallankumous”.
Brasiliassa 1960-luvulta eteenpäin, "vihreän vallankumouksen" muotojen seurauksena maaseutuympäristössä alkoi tapahtua muutoksia, joiden tavoitteet olivat: alan nykyaikaistaminen maatalouden alalla, lisätä elintarvikkeiden ja tuotteiden vientiä vientiä varten ja vapauttaa myös työvoimaa alan käyttöön kaupunki-teollinen.
Tuodut tekniikat, jotka on kehitetty lauhkeelle ilmastolle eikä muille trooppiset ekosysteemit, joissa maaperä on hyvin erilainen ja biologinen monimuotoisuus on suurempi, kuten Brasilia.
Geneettisesti muunnetut (GMO) ja siirtogeeniset organismit
Siirtogeenien tuotanto on todellisuutta, ja tärkeimmät modifioidut elintarvikkeet ovat maissi, soija ja vehnä.
THE SoijaEsimerkiksi sitä esiintyy useimmissa teollisissa elintarvikkeissa eri muodoissa, se on yksi tärkeimmistä siirtogeeniset elintarvikkeet ja nämä tiedot eivät aina välity oikein kuluttajalle.
Ympäristön biotekniikka
Ympäristön bioteknologian käyttö on keino kääntää ihmisen ja joka kasvaa maailmanlaajuisesti, eri toimintojen jätteiden tuotanto ihmiset.
Se on tapa käyttää hallittuja luonnonprosesseja pilaantuneiden ekosysteemien tilan parantamiseksi tai luoda biohajoavia ratkaisuja, jotka välttävät pilaantumista.
Täten prosessien suorittamiseen käytetään eläviä olentoja: bakteereja, levää, kasveja kuten käyminen, aerobinen ja anaerobinen hengitys ja hallitsevat tietyn henkilön pilaantumista ympäristössä.
Toinen mielenkiintoinen biotekniikan sovellus ympäristöalueella on jätteiden uudelleenkäyttö - maatalouden (kuten sokeriruo'on bagassin) tai kiinteät jätevedet (jätevedet) energian ja biopolttoaineet.
Etu tai haitta?
Monet biotekniikan sovellukset voivat olla hyödyllisiä ihmiskunnalle, mutta ne tuottavat kiistat ihmisten ja eläinten terveydelle, ympäristövaikutuksille ja yhteiskunnalle. Se on varmaa ei edelleenkään tiedetä varmasti pitkäaikaiset vaikutukset.
Biotekniikan edut
- Ruoantuotannon lisääntyminen johtuu pääasiassa mahdollisuudesta lopettaa nälkä maailmassa.
- Mahdollisuus hankkia ravitsevampia ravintoaineita sisältäviä elintarvikkeita;
- Terapeuttiset tekniikat sairauksille, joita ei ole vielä parannettu, kuten syöpä tai joiden hoidot eivät ole yhtä tehokkaita;
- Lääkkeiden tuotanto hormonien, vasta-aineiden ja insuliinin lisäksi;
- Bioremediaation käyttö ympäristön pilaantumisen hallitsemiseksi ja poistamiseksi;
- Biohajoavien tuotteiden tuotanto ympäristön pilaantumisen vähentämiseksi;
Negatiiviset vaikutukset
- Torjunta-aineiden ja epäorgaanisten lannoitteiden intensiivinen käyttö;
- Häiriö luonnon tasapainoon;
- Muuntogeenisten (hedelmättömien) siementen luominen;
- "Geneettinen saastuminen", koska muuntogeenisten organismien leviämisen vaikutuksia ympäristöön ei ole mahdollista hallita;
- Siirtogeeniset elintarvikkeet voivat aiheuttaa allergioita muun muassa.
- Elävien olentojen kloonaamiseen liittyvät eettiset kysymykset;
- Kantasolujen tuotanto tuottaa solustressin, joka voi johtaa muun muassa ennenaikaiseen ikääntymiseen;
