Биотехнология - это развивающаяся отрасль биологии. технологии из живых организмов, или сырье из них, основанное на биомолекулярных и клеточных процессах, для создания или модификации продуктов и решения проблем в обществе.
Примеры продуктов и методов, созданных на основе прикладных биологических наук:
- Вакцина;
- Антибиотики;
- Клонирование;
- Трансгеники;
- Экстракорпоральное оплодотворение.
Типы биотехнологии
Чтобы облегчить идентификацию, биотехнология классифицируется по 10 цветам в зависимости от области деятельности.
- красная биотехнология: технологии, разработанные для медицины и здоровья человека.
- белая биотехнология: технологии совершенствования производственных процессов.
- зеленая биотехнология: технологии для сельского хозяйства.
- голубая биотехнология: технологии использования морских ресурсов.
- Желтая биотехнология: технологии питания и производства продуктов питания.
- серая биотехнология: технологии защиты и восстановления окружающей среды.
- коричневая биотехнология: технологии обработки почвы.
- золотая биотехнология: технологии биоинформатики и нанобиотехнологии.
- фиолетовая биотехнология: технологии интеллектуальной собственности и биобезопасности.
- черная биотехнология: технологии, используемые в качестве биологического оружия.
Важность биотехнологии
Хотя люди использовали биотехнологию на протяжении тысяч лет, используя, например, микроорганизмы для приготовления хлеба, напитков и сыры, знания в различных научных областях произвели революцию в способах манипулирования организмами с целью получения определенных продуктов и Судебный иск.
Развитие биотехнологии при поддержке микробиологии, молекулярной биологии, генетики, инженерии и информатики, среди других областей, важно для:
- Профилактика заболеваний, снижение их тяжести и летальности;
- Ранняя диагностика заболеваний и спасение жизней;
- Снизить затраты, упростить и ускорить промышленное производство;
- Создавайте растения и материалы с желаемыми характеристиками для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.
Стоит отметить, что эти примеры относятся к областям наибольшего развития биотехнологии, но их важность не ограничивается только этим.
Приложения в биотехнологии
Наиболее важные области применения биотехнологии связаны с медициной, помимо сельского хозяйства и производства продуктов питания, а также с окружающей средой.
в медицине:
- Производство инсулина, лекарств и вакцин;
- Манипулирование животными, такими как свиньи, с целью использования органов при трансплантации;
- Производство антител в лаборатории для пациентов с ослабленной иммунной системой;
- Генная терапия для лечения таких заболеваний, как рак, неврологические и сердечно-сосудистые, традиционные методы лечения которых неэффективны;
- Исследование стволовых клеток в терапевтических целях.
В сельском хозяйстве:
- Производство вводимых ресурсов, таких как: удобрения, семена и пестициды;
- Генетическое улучшение растений;
- Пищевая промышленность: трансгенные продукты питания
в окружающей среде:
- Биоремедиация: в зависимости от типа загрязнения и условий окружающей среды используются различные методы для уменьшения или устранения загрязнения в окружающей среде;
- Биоконверсия отходов сельского хозяйства;
- Производство биотоплива из живых организмов или растительных остатков;
- Производство биоразлагаемого пластика из микроводорослей.
Узнать больше о Биоремедиация.
История биотехнологии
В древности, более 4000 лет назад, методы манипулирования живыми существами уже использовались для получения определенных результатов; например, для изготовления вина или хлеба, где ключевой задачей является ферментация, осуществляемая микроорганизмами, дрожжами.
Начало микробиологии
С развитием различных научных областей стало возможным понять, как протекают процессы. В конце 19 века микробиологические исследования Луи Пастера привели его к открытию ферментации в своих экспериментах.
Открытие молекулы ДНК
С этим люди перестали верить в самозарождение, и внимание переключилось на изучение микроорганизмов и клеточную теорию.
Ученые Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс были удостоены Нобелевской премии в 1962 году за описание структуры молекулы ДНК в 1953 году в журнале. природа.
Модель, представленная парой, была основана на информации Эрвина Чаргаффа об азотных основаниях. используя методику хроматографии и на изображениях дифракции рентгеновских лучей, полученных Розалинд Франклин.
Генная инженерия и рекомбинантная ДНК
Исследования пошли дальше, и в 1978 году трем исследователям снова была присуждена Нобелевская премия за выделение рестрикционных ферментов, что стало основой для метода рекомбинантной ДНК.
О самозарождении читайте на Происхождение жизни.
Биотехнологии в медицине
Лаборатория биологических исследований.
Первоначальные цели современной биотехнологии были сосредоточены на вопросах здоровья человека и животных с использованием микроорганизмов для производства лекарств.
Однако методы стали очень разнообразными, и в настоящее время существует множество возможностей их применения как в медицине, так и в других областях.
Примечательно, что исследования стали развиваться в лабораториях университетов и государственных исследовательских центров, однако в настоящее время доминируют те, кто рынок исследований и биотехнологии - это частные компании, крупные фармацевтические и агрохимические транснациональные корпорации, поэтому ценности и цели различны.
Применение генной инженерии
В секторе здравоохранения используется множество биотехнологий, что является одной из самых больших областей применения этих методов в Бразилии.
Органы животных используются для трансплантации, производства инсулина и вакцин с помощью метода рекомбинантной ДНК, в том числе для производства лекарств, гормонов и антител.
Весьма противоречивы подходы, связанные с клонирование, что связано с этическими проблемами.
Аналогичным образом, исследования продолжаются и применяются к репродуктивное клонирование, в случае бесплодия или для предотвращения будущих болезней, и терапевтическое клонирование, что указывает на преимущество метода лечения дегенеративных заболеваний стволовыми клетками.
Также читайте о генная терапия.
Биотехнология в сельском хозяйстве
Культура тканей растений.
В сельском хозяйстве и пищевом секторе это самые старые применения биотехнологии, например, когда скрещивает виды растений для получения других сортов или улучшения результатов урожай.
"Зеленая революция"
Во второй половине 20-го века модель, разработанная в основном в США, стала интернационализированной благодаря так называемому «зеленая революция”.
В Бразилии с 1960-х гг., Следуя шаблонам «зеленой революции», в сельской среде начали происходить преобразования, цели которых заключались в том, чтобы: модернизировать сектор сельское хозяйство, увеличить поставки продуктов питания и продуктов на экспорт, а также высвободить рабочую силу для использования в этом секторе городско-промышленный.
Импортные технологии, разработанные для умеренного климата, а не для тропические экосистемы с очень разными почвами и большим биоразнообразием, такие как Бразилия.
Генетически модифицированные (ГМО) и трансгенные организмы
Производство трансгенных продуктов - это реальность, и основными модифицированными продуктами питания являются кукуруза, соя и пшеница.
THE Соя, например, присутствует в большинстве промышленных продуктов питания в различных формах, это одна из основных трансгенные продукты и эта информация не всегда правильно передается потребителю.
Экологическая биотехнология
Использование экологических биотехнологий - это способы изменить ситуацию, созданную людьми и людьми. который растет во всем мире, производство отходов от различных видов деятельности люди.
Это способ использования контролируемых естественных процессов для улучшения состояния загрязненных экосистем или создания биоразлагаемых растворов, предотвращающих загрязнение.
Таким образом, для осуществления процессов используются живые существа: бактерии, водоросли, растения и другие. таких как ферментация, аэробное и анаэробное дыхание и контроль загрязнения определенных среда.
Еще одно интересное применение биотехнологии в области окружающей среды - повторное использование отходов. сельскохозяйственные (например, жом сахарного тростника) или твердые сточные воды (сточные воды) для производства энергии и биотопливо.
Преимущество или недостаток?
Многие применения биотехнологии могут быть полезны для человечества, но они создают споры относительно последствий для здоровья человека и животных, воздействия на окружающую среду и общество. Несомненно то, что еще не известно наверняка долгосрочные эффекты.
Преимущества биотехнологии
- Увеличение производства продуктов питания, главным образом мотивированное возможностью искоренить голод в мире;
- Возможность получения более питательных продуктов с лечебными свойствами;
- Терапевтические методы лечения болезней, которые еще не вылечили, таких как рак, или лечение которых не столь эффективно;
- Производство лекарств, помимо гормонов, антител и инсулина;
- Использование биоремедиации для контроля и устранения загрязнения окружающей среды;
- Производство биоразлагаемых продуктов для снижения загрязнения окружающей среды;
Отрицательные воздействия
- Интенсивное использование пестицидов и неорганических удобрений;
- Вмешательство в природный баланс;
- Создание генетически модифицированных (бесплодных) семян;
- «Генетическое загрязнение», поскольку невозможно контролировать последствия распространения генетически модифицированных организмов в окружающей среде;
- Трансгенные продукты, помимо прочего, могут вызывать аллергию.
- Этические вопросы, связанные с клонированием живых существ;
- Производство стволовых клеток вызывает клеточный стресс, который, в частности, может привести к преждевременному старению;
