Biotechnologija yra vystoma biologijos šaka iš gyvų organizmų, arba iš jų gaunama žaliava, pagrįsta biomolekuliniais ir ląsteliniais procesais, norint sukurti ar modifikuoti produktus ir išspręsti visuomenės problemas.
Taikomųjų biologijos mokslų sukurtų produktų ir metodų pavyzdžiai yra šie:
- Skiepai;
- Antibiotikai;
- Klonavimas;
- Transgenikai;
- In vitro apvaisinimo.
Biotechnologijos rūšys
Siekiant palengvinti identifikavimą, biotechnologija pagal veikimo sritį skirstoma į 10 spalvų.
- raudonoji biotechnologija: medicinai ir žmonių sveikatai sukurtos technologijos.
- baltoji biotechnologija: technologijos, skirtos pagerinti pramoninius procesus.
- žalioji biotechnologija: technologijos žemės ūkiui.
- mėlynoji biotechnologija: jūrų išteklių naudojimo technologijos.
- Geltonoji biotechnologija: mitybos ir maisto gamybos technologijos.
- pilka biotechnologija: aplinkos apsaugos ir atkūrimo technologijos.
- rudoji biotechnologija: dirvožemio valymo technologijos.
- auksinė biotechnologija: bioinformatikos ir nanobiotechnologijų technologijos.
- purpurinė biotechnologija: intelektinės nuosavybės ir biologinio saugumo technologijos.
- juoda biotechnologija: technologijos, naudojamos kaip biologiniai ginklai.
Biotechnologijos svarba
Nors žmonės tūkstančius metų naudoja biotechnologijas, naudodami, pavyzdžiui, mikroorganizmus duonai, gėrimams ir sūriai, žinios apie įvairias mokslo sritis pakeitė manipuliavimo organizmais būdą, norint gauti tam tikrus produktus ir Teisinis kostiumas.
Biotechnologijos plėtra, palaikant mikrobiologiją, molekulinę biologiją, genetiką, inžineriją ir informatiką, be kitų sričių, yra svarbi:
- Užkirsti kelią ligoms, mažinant sunkumą ir mirtingumą;
- Anksti diagnozuoti ligas ir išgelbėti gyvybes;
- Sumažinti išlaidas, supaprastinti ir paspartinti pramoninę gamybą;
- Sukurkite pageidaujamų savybių augalus ir žaliavas, kad padidintumėte žemės ūkio derlingumą.
Verta paminėti, kad šie pavyzdžiai yra susiję su didžiausios biotechnologijų plėtros sritimis, tačiau jų svarba neapsiriboja vien tuo.
Biotechnologijų taikymai
Svarbiausios biotechnologijų taikymo sritys yra susijusios su medicina, be žemės ūkio ir maisto gamybos, taip pat su aplinka.
medicinoje:
- Insulino, vaistų ir vakcinų gamyba;
- Gyvūnų, pavyzdžiui, kiaulių, manipuliavimas organų panaudojimu transplantacijose;
- Antikūnų gamyba laboratorijoje pacientams, kurių imuninė sistema yra nepakankama;
- Genų terapija tokioms ligoms kaip vėžys, neurologinėms ir širdies bei kraujagyslių ligoms gydyti, kurių įprastas gydymas nėra efektyvus;
- Kamieninių ląstelių tyrimai terapiniais tikslais.
Ūkininkavime:
- Produkcijos, tokios kaip: trąšos, sėklos ir pesticidai, gamyba;
- Augalų genetinis tobulinimas;
- Maisto perdirbimas: transgeninis maistas
aplinkoje:
- Bioremediacija: atsižvelgiant į užteršimo tipą ir aplinkos sąlygas, užterštumui aplinkoje sumažinti arba pašalinti naudojami skirtingi metodai;
- Žemės ūkio atliekų biokonversija;
- Biokuro gamyba iš gyvų organizmų ar augalų liekanų;
- Biologiškai skaidomo plastiko gamyba iš mikrodumblių.
Išmokti daugiau apie Bioremediacija.
Biotechnologijos istorija
Senovėje, daugiau nei prieš 4000 metų, tam tikriems rezultatams gauti jau buvo naudojamos manipuliavimo gyvomis būtybėmis metodikos; pavyzdžiui, gaminti vyną ar duoną, kur svarbiausia yra fermentacija, kurią vykdo mikroorganizmai, mielės.
Mikrobiologijos pradžia
Plėtojantis įvairioms mokslo sritims, buvo galima suprasti, kaip vyko procesai. XIX amžiaus pabaigoje atlikę Louis Pasteur atliktus mikrobiologinius tyrimus eksperimentuose jis atrado fermentaciją.
DNR molekulių atradimas
Tuo žmonės nustojo tikėti spontaniška karta ir dėmesys buvo nukreiptas į mikroorganizmų tyrimą ir ląstelių teoriją.
1962 m. Mokslininkams Jamesui Watsonui, Francisui Crickui ir Maurice'ui Wilkinsui buvo įteikta Nobelio premija už tai, kad žurnale 1953 metais aprašė DNR molekulės struktūrą. gamta.
Poros pateiktas modelis buvo pagrįstas Erwino Chargaffo informacija apie azoto bazes naudojant chromatografijos techniką ir rentgeno difrakcijos vaizduose, gautuose Rosalind Franklinas.
Genų inžinerija ir rekombinantinė DNR
Tyrimai pagilėjo ir 1978 m. 3 tyrėjams vėl buvo suteikta Nobelio premija už restrikcinių fermentų išskyrimą - rekombinantinės DNR technikos pagrindą.
Skaitykite apie spontanišką kartą per Gyvenimo kilmė.
Biotechnologija medicinoje
Biologinių tyrimų laboratorija.
Pradiniai šiuolaikinės biotechnologijos tikslai buvo sutelkti į žmonių ir gyvūnų sveikatos problemas, mikroorganizmus panaudojant vaistams gaminti.
Tačiau metodai labai paįvairino ir šiuo metu yra daugybė galimybių tiek medicinoje, tiek kitose srityse.
Pažymėtina, kad moksliniai tyrimai buvo pradėti kurti universitetų ir valstybinių tyrimų centrų laboratorijose, tačiau šiuo metu moksliniai tyrimai ir biotechnologijų rinka yra privačios įmonės, stambios farmacijos ir agrochemijos tarptautinės įmonės, todėl vertybės ir tikslai yra skirtingi.
Genų inžinerijos taikymai
Sveikatos sektoriuje naudojama daug biotechnologijų, o tai yra viena didžiausių šių metodų taikymo sričių Brazilijoje.
Gyvūnų organai naudojami transplantacijai, insulino gamybai ir vakcinoms naudojant rekombinantinę DNR metodą, be kita ko, vaistams, hormonams ir antikūnams gaminti.
Labai prieštaringi yra požiūriai, susiję su klonavimas, kuris apima etinius klausimus.
Taip pat tyrimai tęsiami ir jiems taikomi reprodukcinis klonavimasnevaisingumo atvejais arba siekiant užkirsti kelią būsimoms ligoms ir terapinis klonavimas, kuris nurodo degeneracinių ligų gydymą naudojant kamienines ląsteles kaip metodo pranašumą.
Taip pat skaitykite apie genų terapija.
Biotechnologija žemės ūkyje
Augalų audinių kultūra.
Žemės ūkyje ir maisto sektoriuje yra seniausia biotechnologija, pavyzdžiui, kai yra kryžminasi tarp augalų rūšių, kad gautų kitų veislių arba pagerintų derlius.
„Žalioji revoliucija“
XX a. Antroje pusėje modelis, sukurtas daugiausia JAV, tapo internacionalizuotas per vadinamąjį „žalioji revoliucija”.
Brazilijoje nuo 1960 m, po „žaliosios revoliucijos“ formų kaimo aplinkoje pradėjo vykti transformacijos, kurių tikslai buvo: modernizuoti sektorių žemės ūkio srityje, didinti maisto ir produktų tiekimą eksportui, taip pat atlaisvinti darbo jėgos, kurią naudos sektorius miesto-pramonės.
Importuotos technologijos, kurios buvo sukurtos vidutiniam klimatui, o ne atogrąžų ekosistemos, kuriose dirvožemiai yra labai skirtingi ir yra didesnė biologinė įvairovė, pavyzdžiui, Brazilija.
Genetiškai modifikuoti (GMO) ir transgeniniai organizmai
Transgeninių medžiagų gamyba yra realybė, o pagrindinis modifikuotas maistas yra kukurūzai, soja ir kviečiai.
Sojos, pavyzdžiui, yra daugelyje pramoninių maisto produktų įvairiomis formomis, jis yra vienas iš pagrindinių transgeniniai maisto produktai ir ši informacija ne visada teisingai perduodama vartotojui.
Aplinkos biotechnologija
Aplinkos biotechnologijų naudojimas yra būdas pakeisti žmogaus sukurtą situaciją ir auganti visame pasaulyje, įvairios veiklos atliekų gamyba žmonės.
Tai būdas naudoti kontroliuojamus natūralius procesus, siekiant pagerinti užterštų ekosistemų būklę arba sukurti biologiškai skaidžius sprendimus, kuriais būtų išvengta taršos.
Taigi procesams atlikti naudojamos gyvos būtybės: bakterijos, dumbliai, augalai pvz., fermentacija, aerobinis ir anaerobinis kvėpavimas ir kontroliuoja konkretaus žmogaus užterštumą aplinka.
Kitas įdomus biotechnologijų pritaikymas aplinkosaugos srityje yra pakartotinis atliekų naudojimas žemės ūkio (pvz., cukranendrių maišeliai) arba kietosios nuotekos (nuotekos), skirtos energijai gaminti ir biokuras.
Privalumas ar trūkumas?
Daugelis biotechnologijų taikymų gali būti naudingi žmonijai, tačiau jie sukuria ginčų žmonių ir gyvūnų sveikatai, poveikiui aplinkai ir visuomenei. Aišku yra tai vis dar nežinoma tikrai ilgalaikis poveikis.
Biotechnologijos nauda
- Padidėjusi maisto gamyba, kurią daugiausia skatina galimybė panaikinti badą pasaulyje;
- Galimybė gauti daugiau maistingų maisto produktų, turinčių gydomųjų savybių;
- Ligų, kurių dar negalima išgydyti, pvz., Vėžio, gydymo būdai, kurių gydymas nėra toks efektyvus;
- Vaistų gamyba, be hormonų, antikūnų ir insulino;
- Bioremediacijos naudojimas užterštumui aplinkoje kontroliuoti ir pašalinti;
- Biologiškai skaidžių produktų gamyba siekiant sumažinti aplinkos taršą;
Neigiamas poveikis
- Intensyvus pesticidų ir neorganinių trąšų naudojimas;
- Kišimasis į gamtos pusiausvyrą;
- Genetiškai modifikuotų (nevaisingų) sėklų kūrimas;
- „Genetinė tarša“, nes neįmanoma kontroliuoti genetiškai modifikuotų organizmų plitimo aplinkoje poveikio;
- Transgeniniai maisto produktai gali sukelti alergiją, be kita ko.
- Etinės problemos, susijusios su gyvų būtybių klonavimu;
- Kamieninių ląstelių gamyba sukelia ląstelių stresą, kuris, be kitų, gali sukelti ankstyvą senėjimą;
