Biotechnológia je odvetvie biológie, ktoré sa vyvíja technológie od živých organizmovalebo surovina z nich založená na biomolekulárnych a bunkových procesoch na vytváranie alebo modifikáciu výrobkov a riešenie problémov v spoločnosti.
Príklady produktov a metód vytvorených z aplikovaných biologických vied sú:
- Vakcíny;
- Antibiotiká;
- Klonovanie;
- Transgénne;
- Mimotelové oplodnenie.
Druhy biotechnológií
Na uľahčenie identifikácie je biotechnológia klasifikovaná do 10 farieb podľa oblasti činnosti.
- červená biotechnológia: technológie vyvinuté pre medicínu a ľudské zdravie.
- biela biotechnológia: technológie na zlepšenie priemyselných procesov.
- zelená biotechnológia: technológie pre poľnohospodárstvo.
- modrá biotechnológia: technológie využívania morských zdrojov.
- Žltá biotechnológia: technológie pre výživu a výrobu potravín.
- sivá biotechnológia: technológie na ochranu a obnovu životného prostredia.
- hnedá biotechnológia: technológie na ošetrenie pôdy.
- zlatá biotechnológia: technológie pre bioinformatiku a nanobiotechnológiu.
- fialová biotechnológia: technológie pre duševné vlastníctvo a biologickú bezpečnosť.
- čierna biotechnológia: technológie používané ako biologické zbrane.
Dôležitosť biotechnológie
Aj keď ľudia využívajú biotechnológie už tisíce rokov, napríklad na výrobu chleba, nápojov a nápojov používajú mikroorganizmy. - syry, poznatky v rôznych vedeckých oblastiach spôsobili revolúciu v spôsobe manipulácie s organizmami s cieľom získať určité výrobky a Súdny spor.
Rozvoj biotechnológie, okrem iných oblastí s podporou mikrobiológie, molekulárnej biológie, genetiky, inžinierstva a informatiky, je dôležitý pre:
- Predchádzať chorobám, znižovať závažnosť a úmrtnosť;
- Včas diagnostikovať choroby a zachraňovať životy;
- Znížiť náklady, zjednodušiť a urýchliť priemyselnú výrobu;
- Vytvorte rastliny a vstupy s požadovanými vlastnosťami na zvýšenie poľnohospodárskeho výnosu.
Stojí za zmienku, že tieto príklady súvisia s oblasťami najväčšieho rozvoja v biotechnológiách, ale ich význam sa neobmedzuje iba na tieto oblasti.
Biotechnologické aplikácie
Najdôležitejšie aplikácie biotechnológie súvisia okrem oblasti poľnohospodárstva a výroby potravín s oblasťou medicíny a tiež so životným prostredím.
v medicíne:
- Výroba inzulínu, liekov a vakcín;
- Manipulácia so zvieratami, ako sú ošípané, s použitím orgánov pri transplantáciách;
- Produkcia protilátok v laboratóriu pre pacientov so zníženou imunitou;
- Génová terapia na liečenie chorôb, ako je rakovina, neurologických a kardiovaskulárnych chorôb, ktorých konvenčné liečby nie sú účinné;
- Výskum kmeňových buniek na terapeutické účely.
V poľnohospodárstve:
- Výroba vstupov, ako sú: hnojivá, semená a pesticídy;
- Genetické vylepšenie rastlín;
- Spracovanie potravín: transgénne potraviny
v prostredí:
- Bioremediacia: v závislosti od typu kontaminácie a podmienok prostredia sa používajú rôzne techniky na zníženie alebo vylúčenie kontaminácie v životnom prostredí;
- Biokonverzia odpadu z poľnohospodárstva;
- Výroba biopalív zo živých organizmov alebo zvyškov rastlín;
- Biologicky odbúrateľná výroba plastov z mikrorias.
Naučiť sa viac o Bioremediacia.
Dejiny biotechnológie
V staroveku sa pred viac ako 4000 rokmi už na získanie určitých výsledkov používali techniky manipulácie so živými bytosťami; napríklad na výrobu vína alebo chleba, kde kľúčom je kvasenie vykonávané mikroorganizmami, kvasinkami.
Začiatok mikrobiológie
S rozvojom rôznych vedeckých oblastí bolo možné pochopiť, ako procesy prebiehali. Na konci 19. storočia ho mikrobiologické štúdie Louisa Pasteura priviedli k tomu, že vo svojich experimentoch objavil kvasenie.
Objavovanie molekúl DNA
S tým ľudia prestali veriť v spontánne generovanie a pozornosť sa upriamila na štúdium mikroorganizmov a bunkovú teóriu.
Vedci James Watson, Francis Crick a Maurice Wilkins dostali Nobelovu cenu v roku 1962 za popis štruktúry molekuly DNA v roku 1953 v časopise príroda.
Model predstavený dvojicou bol založený na informáciách od Erwina Chargaffa o dusíkových bázach použitím chromatografie a na rôntgenových difrakčných snímkach získaných Rosalindom Franklin.
Genetické inžinierstvo a rekombinantná DNA
Štúdie sa prehĺbili a v roku 1978 dostali 3 vedci opäť Nobelovu cenu za izoláciu reštrikčných enzýmov, ktorá bola základom techniky rekombinantnej DNA.
Prečítajte si o spontánnom generovaní na Pôvod života.
Biotechnológia v medicíne
Laboratórium biologického výskumu.
Počiatočné ciele modernej biotechnológie boli zamerané na otázky zdravia ľudí a zvierat s využitím mikroorganizmov na výrobu liekov.
Techniky sa však veľmi diverzifikovali a v súčasnosti existuje veľa aplikačných možností, a to ako v medicíne, tak aj v iných oblastiach.
Je pozoruhodné, že výskum sa začal vyvíjať v laboratóriách univerzít a verejných výskumných centier, v súčasnosti však dominujú tí, ktorí dominujú Výskum a trh biotechnológií sú súkromné spoločnosti, veľké farmaceutické a agrochemické nadnárodné spoločnosti, takže hodnoty a ciele sú odlišné.
Aplikácie genetického inžinierstva
V zdravotníctve sa používa veľa biotechnológií, ktoré sú jednou z najväčších oblastí uplatnenia týchto techník v Brazílii.
Živočíšne orgány sa používajú na transplantácie, výrobu inzulínu a vakcíny technikou rekombinantnej DNA, okrem iného na výrobu liekov, hormónov a protilátok.
Veľmi kontroverzné sú prístupy súvisiace s klonovanie, ktorá zahŕňa etické otázky.
Rovnako pokračoval výskum, ktorý sa naďalej uplatňuje reprodukčné klonovaniev prípade neplodnosti alebo na predchádzanie budúcim chorobám a terapeutické klonovanie, čo poukazuje na výhodu degeneratívnych chorôb pomocou kmeňových buniek ako výhody metódy.
Prečítajte si tiež o génová terapia.
Biotechnológia v poľnohospodárstve
Rastlinná tkanivová kultúra.
V poľnohospodárstve a potravinárstve sú najstaršie použitia biotechnológií, napríklad keď sú kríženie medzi druhmi rastlín s cieľom získať iné odrody alebo zlepšiť výsledky úroda.
„Zelená revolúcia“
V druhej polovici 20. storočia sa model vyvinul hlavne v USA a internacionalizoval sa prostredníctvom tzv.zelená revolúcia”.
V Brazílii od 60. rokov 20. storočia, po formách „zelenej revolúcie“ začali vo vidieckom prostredí prebiehať transformácie, ktorých cieľom bolo: modernizácia odvetvia poľnohospodárstvo, zvýšia sa dodávky potravín a výrobkov na vývoz a tiež sa uvoľní pracovná sila, ktorá sa má v tomto sektore využiť mestsko-priemyselné.
Dovážané technológie, ktoré boli vyvinuté pre mierne podnebie a nie pre tropické ekosystémy, kde sú pôdy veľmi odlišné a je tu väčšia biodiverzita, ako napr Brazília.
Geneticky modifikované (GMO) a transgénne organizmy
Výroba transgénov je realitou a hlavnými upravenými potravinami sú kukurica, sója a pšenica.
THE Sójaje napríklad prítomný vo väčšine priemyselných potravín v rôznych formách, je jedným z hlavných transgénne potraviny a tieto informácie nie sú vždy správne poskytované spotrebiteľovi.
Environmentálna biotechnológia
Využívanie environmentálnych biotechnológií predstavuje spôsob, ako zvrátiť situáciu vyvolanú ľuďmi a ľuďmi ktorá na celom svete rastie, produkcia odpadu z rôznych činností ľudské bytosti.
Je to spôsob využívania kontrolovaných prírodných procesov na zlepšenie stavu znečistených ekosystémov alebo na vytvorenie biologicky odbúrateľných riešení, ktoré zabránia znečisťovaniu.
Na vykonávanie procesov sa teda používajú živé bytosti: baktérie, riasy, rastliny, okrem iného ako je fermentácia, aeróbne a anaeróbne dýchanie a regulujú znečistenie konkrétneho subjektu prostredie.
Ďalšou zaujímavou aplikáciou biotechnológií v oblasti životného prostredia je opätovné použitie odpadu - poľnohospodárske (napríklad bagasa z cukrovej trstiny) alebo tuhé odpadové vody (splašky) na výrobu energie a biopalivá.
Výhoda alebo nevýhoda?
Mnoho aplikácií biotechnológie môže byť pre ľudstvo prospešných, ale vytvárajú sa kontroverzie pokiaľ ide o dôsledky na zdravie ľudí a zvierat, vplyvy na životné prostredie a spoločnosť. Isté je len to stále nie je známe určite dlhodobé účinky.
Výhody biotechnológie
- Zvýšená výroba potravín, motivovaná hlavne možnosťou ukončenia hladu vo svete;
- Možnosť získania výživnejších potravín s liečivými vlastnosťami;
- Terapeutické techniky pre choroby, ktoré zatiaľ nie sú liečiteľné, napríklad rakovina alebo ktorých liečba nie je taká účinná;
- Výroba liekov okrem hormónov, protilátok a inzulínu;
- Použitie bioremediácie na kontrolu a elimináciu kontaminácie v prostrediach;
- Výroba biologicky odbúrateľných výrobkov na zníženie znečisťovania životného prostredia;
Negatívne vplyvy
- Intenzívne používanie pesticídov a anorganických hnojív;
- Zasahovanie do rovnováhy prírody;
- Tvorba geneticky modifikovaných (neplodných) semien;
- „Genetické znečistenie“, pretože nie je možné riadiť účinky šírenia geneticky modifikovaných organizmov v životnom prostredí;
- Transgénne potraviny môžu okrem iného spôsobiť alergie.
- Etické otázky týkajúce sa klonovania živých bytostí;
- Produkcia kmeňových buniek produkuje bunkový stres, ktorý môže viesť okrem iného k predčasnému starnutiu;
