Wszystko o biotechnologii

Biotechnologia to rozwijająca się gałąź biologii technologie z żywych organizmówlub surowca z nich, opartego na procesach biomolekularnych i komórkowych, do tworzenia lub modyfikowania produktów i rozwiązywania problemów społecznych.

Przykładami produktów i metod stworzonych na podstawie stosowanych nauk biologicznych są:

• Szczepionki;
• Antybiotyki;
• Klonowanie;
• Transgeniczność;
• Zapłodnienie in vitro.

Rodzaje biotechnologii

Aby ułatwić identyfikację, Biotechnologia jest podzielona na 10 kolorów w zależności od obszaru działania.

• czerwona biotechnologia: technologie opracowane dla medycyny i zdrowia ludzkiego.
• biała biotechnologia: technologie usprawniające procesy przemysłowe.
• zielona biotechnologia: technologie dla rolnictwa.
• niebieska biotechnologia: technologie wykorzystania zasobów morskich.
• Żółta biotechnologia: technologie żywienia i produkcji żywności.
• szara biotechnologia: technologie ochrony i odtwarzania środowiska.
• brązowa biotechnologia: technologie obróbki gleby.
• złota biotechnologia: technologie dla bioinformatyki i nanobiotechnologii.
• fioletowa biotechnologia: technologie na rzecz własności intelektualnej i bezpieczeństwa biologicznego.
• czarna biotechnologia: technologie stosowane jako broń biologiczna.

Znaczenie biotechnologii

Chociaż ludzie od tysięcy lat stosują biotechnologię, wykorzystując np. mikroorganizmy do wypieku chleba, napojów i sery, wiedza z różnych dziedzin naukowych zrewolucjonizowała sposób manipulowania organizmami w celu uzyskania określonych produktów i Pozew sądowy.

Rozwój biotechnologii, przy wsparciu m.in. Mikrobiologii, Biologii Molekularnej, Genetyki, Inżynierii i Informatyki, jest ważny dla:

• Zapobiegaj chorobom, zmniejszając dotkliwość i śmiertelność;
• Wczesne diagnozowanie chorób i ratowanie życia;
• Obniżyć koszty, uprościć i przyspieszyć produkcję przemysłową;
• Twórz rośliny i wkłady o pożądanych cechach, aby zwiększyć plony rolnicze.

Warto zauważyć, że przykłady te odnoszą się do obszarów największego rozwoju w Biotechnologii, ale ich znaczenie nie ogranicza się tylko do tego.

Zastosowania biotechnologiczne

Najważniejsze zastosowania biotechnologii związane są z obszarem medycyny, oprócz rolnictwa i produkcji żywności, a także w środowisku.

w medycynie:

• Produkcja insuliny, leków i szczepionek;
• Manipulowanie zwierzętami, takimi jak świnie, w celu wykorzystania narządów do przeszczepów;
• Produkcja przeciwciał w laboratorium dla pacjentów z niedoborem układu odpornościowego;
• Terapia genowa do leczenia chorób nowotworowych, neurologicznych i sercowo-naczyniowych, których konwencjonalne leczenie nie jest skuteczne;
• Badania komórek macierzystych w celach terapeutycznych.

W rolnictwie:

• Produkcja surowców, takich jak: nawozy, nasiona i pestycydy;
• Poprawa genetyczna roślin;
• Przetwarzanie żywności: żywność transgeniczna

w środowisku:

• Bioremediacja: w zależności od rodzaju skażenia i warunków środowiskowych stosuje się różne techniki w celu zmniejszenia lub wyeliminowania skażenia w środowisku;
• Biokonwersja odpadów z rolnictwa;
• Produkcja biopaliw z żywych organizmów lub pozostałości roślinnych;
• Produkcja biodegradowalnego plastiku z mikroalg.

Dowiedz się więcej o Bioremediacja.

Historia Biotechnologii

W starożytności, ponad 4000 lat temu, techniki manipulowania żywymi istotami były już używane do uzyskania pewnych rezultatów; na przykład do produkcji wina lub chleba, gdzie kluczem jest fermentacja przeprowadzana przez mikroorganizmy, drożdże.

Początek mikrobiologii

Wraz z rozwojem różnych dziedzin naukowych można było zrozumieć, jak przebiegały te procesy. Pod koniec XIX wieku badania mikrobiologiczne Louisa Pasteura doprowadziły go do odkrycia fermentacji w swoich eksperymentach.

Odkrycie cząsteczki DNA

Dzięki temu ludzie przestali wierzyć w spontaniczne tworzenie się i zwrócili uwagę na badania nad mikroorganizmami i teorię komórkową.

Naukowcy James Watson, Francis Crick i Maurice Wilkins otrzymali Nagrodę Nobla w 1962 roku za opisanie struktury cząsteczki DNA w 1953 roku w czasopiśmie Natura.

Model przedstawiony przez parę został oparty na informacjach Erwina Chargaffa na temat zasad azotowych techniką chromatograficzną oraz na obrazach dyfrakcji rentgenowskiej uzyskanych przez Rosalind Franklina.

Inżynieria genetyczna i rekombinacja DNA

Badania pogłębiły się iw 1978 r. 3 badaczy ponownie otrzymało Nagrodę Nobla za izolację enzymów restrykcyjnych, stanowiących podstawę techniki rekombinacji DNA.

Przeczytaj o spontanicznym generowaniu na Pochodzenie życia.

Biotechnologia w medycynie

Laboratorium badań biologicznych.

Początkowe cele nowoczesnej biotechnologii koncentrowały się na zagadnieniach zdrowia ludzi i zwierząt, z wykorzystaniem mikroorganizmów do produkcji leków.

Jednak techniki są bardzo zróżnicowane i obecnie istnieje wiele możliwości zastosowania, zarówno w medycynie, jak i innych dziedzinach.

Warto zauważyć, że badania zaczęły być rozwijane w laboratoriach uczelni wyższych i publicznych ośrodków badawczych, jednak obecnie te, które dominują w badania i rynek biotechnologiczny to firmy prywatne, duże koncerny farmaceutyczne i agrochemiczne, więc wartości i cele są różne.

Zastosowania Inżynierii Genetycznej

Istnieje wiele biotechnologii stosowanych w dziedzinie zdrowia, która jest jednym z największych obszarów zastosowania tych technik w Brazylii.

Organy zwierzęce są wykorzystywane do przeszczepów, produkcji insuliny i szczepionek techniką rekombinacji DNA m.in. do produkcji leków, hormonów i przeciwciał.

Bardzo kontrowersyjne są podejścia związane z: klonowanie, co wiąże się z kwestiami etycznymi.

Podobnie badania są kontynuowane i mają zastosowanie do: klonowanie reprodukcyjne, w przypadku niepłodności lub w celu zapobiegania przyszłym chorobom, oraz klonowanie terapeutyczne, co wskazuje na leczenie chorób zwyrodnieniowych komórkami macierzystymi, jako zaletę metody.

Przeczytaj także o Terapia genowa.

Biotechnologia w rolnictwie

Hodowla tkanek roślinnych.

W sektorze rolno-spożywczym najstarsze zastosowania biotechnologii, na przykład, gdy istota krzyżowania między gatunkami roślin w celu uzyskania innych odmian lub poprawy wyników żniwa.

"Zielona rewolucja"

W drugiej połowie XX wieku model wypracowany głównie w USA został umiędzynarodowiony poprzez tzw.Zielona rewolucja”.

W Brazylii od lat 60. XX wieku, wzorem „zielonej rewolucji” w środowisku wiejskim zaczęły następować przeobrażenia, których celem było: unowocześnienie sektora rolnej, zwiększyć podaż żywności i produktów na eksport, a także uwolnić siłę roboczą do wykorzystania przez sektor miejsko-przemysłowy.

Importowane technologie, które zostały opracowane dla klimatu umiarkowanego, a nie dla ekosystemów tropikalnych, gdzie gleby są bardzo różne i występuje większa bioróżnorodność, takie jak Brazylia.

Organizmy modyfikowane genetycznie (GMO) i transgeniczne

Produkcja transgenicznych to rzeczywistość, a głównymi modyfikowanymi pokarmami są kukurydza, soja i pszenica.

TEN Soja, na przykład, występuje w różnych formach większości produktów spożywczych uprzemysłowionych, jest jedną z głównych żywność transgeniczna a informacje te nie zawsze są prawidłowo przekazywane konsumentowi.

Biotechnologia środowiskowa

Wykorzystanie biotechnologii środowiskowych to sposoby na odwrócenie sytuacji stworzonej przez ludzi i która rośnie na całym świecie, produkcja odpadów z różnych działań istoty ludzkie.

Jest to sposób na wykorzystanie kontrolowanych procesów naturalnych do poprawy stanu zanieczyszczonych ekosystemów lub tworzenia biodegradowalnych rozwiązań, które zapobiegają zanieczyszczeniom.

W ten sposób wykorzystywane są żywe istoty: bakterie, glony, rośliny m.in. do przeprowadzania procesów takie jak fermentacja, oddychanie tlenowe i beztlenowe oraz kontrola zanieczyszczenia konkretnego a środowisko.

Innym ciekawym zastosowaniem biotechnologii w obszarze ochrony środowiska jest ponowne wykorzystanie odpadów rolnicze (takie jak wytłoki z trzciny cukrowej) lub stałe ścieki (ścieki) do produkcji energii i biopaliwa.

Zaleta czy niekorzyść?

Wiele zastosowań biotechnologii może być korzystnych dla ludzkości, ale generują one kontrowersje dotyczące wpływu na zdrowie ludzi i zwierząt, wpływ na środowisko i społeczeństwo. Pewne jest to, że wciąż nie wiadomo na pewno długoterminowe efekty.

Korzyści z biotechnologii

• Zwiększona produkcja żywności, motywowana głównie możliwością zakończenia głodu na świecie;
• Możliwość uzyskania bardziej pożywnej żywności o właściwościach leczniczych;
• Techniki terapeutyczne w przypadku chorób, na które wciąż nie ma lekarstwa, takich jak rak, lub których leczenie nie jest tak skuteczne;
• Produkcja leków, oprócz hormonów, przeciwciał i insuliny;
• Wykorzystanie bioremediacji do kontroli i eliminacji skażenia środowiska;
• Produkcja produktów biodegradowalnych w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska;

Negatywne skutki

• Intensywne stosowanie pestycydów i nawozów nieorganicznych;
• Ingerencja w równowagę natury;
• Tworzenie genetycznie zmodyfikowanych (niepłodnych) nasion;
• „Zanieczyszczenie genetyczne”, ponieważ nie jest możliwe kontrolowanie skutków rozprzestrzeniania się organizmów genetycznie zmodyfikowanych w środowisku;
• Pokarmy transgeniczne mogą powodować między innymi alergie.
• Kwestie etyczne związane z klonowaniem istot żywych;
• Produkcja komórek macierzystych powoduje stres komórkowy, który może prowadzić m.in. do przedwczesnego starzenia;