Биотехнологија је грана биологије која се развија технологије из живих организама, или сировине од њих, засноване на биомолекуларним и ћелијским процесима, за стварање или модификовање производа и решавање проблема у друштву.
Примери производа и метода створених из примењених биолошких наука су:
- Вакцине;
- Антибиотици;
- Клонирање;
- Трансгеника;
- Вантелесна оплодња.
Врсте биотехнологије
Да би се олакшала идентификација, биотехнологија је класификована у 10 боја према подручју деловања.
- црвена биотехнологија: технологије развијене за медицину и здравље људи.
- бела биотехнологија: технологије за побољшање индустријских процеса.
- зелена биотехнологија: технологије за пољопривреду.
- плава биотехнологија: технологије за употребу морских ресурса.
- Жута биотехнологија: технологије за исхрану и производњу хране.
- сива биотехнологија: технологије за заштиту и обнову животне средине.
- смеђа биотехнологија: технологије за обраду тла.
- златна биотехнологија: технологије за биоинформатику и нанобиотехнологију.
- љубичаста биотехнологија: технологије за интелектуалну својину и биолошку сигурност.
- црна биотехнологија: технологије које се користе као биолошко оружје.
Значај биотехнологије
Иако људи хиљадама година користе биотехнологију, користећи, на пример, микроорганизме за прављење хлеба, пића и сиреви, знање из различитих научних области револуционирало је начин манипулисања организмима ради добијања одређених производа и Лав Суит.
Развој биотехнологије, уз подршку микробиологије, молекуларне биологије, генетике, инжењерства и информатике, између осталог, важан је за:
- Спречити болести, смањујући тежину и смртност;
- Рано дијагностикујте болести и спасите животе;
- Смањити трошкове, поједноставити и убрзати индустријску производњу;
- Створити биљке и сировине са пожељним карактеристикама за повећање пољопривредног приноса.
Вреди напоменути да су ови примери повезани са областима највећег развоја у биотехнологији, али њихов значај није ограничен само на то.
Примене биотехнологије
Најважније примене биотехнологије повезане су са облашћу медицине, поред пољопривреде и производње хране, а такође и са животном средином.
у медицини:
- Производња инсулина, лекова и вакцина;
- Манипулација животињама, попут свиња, за употребу органа у трансплантацији;
- Производња антитела у лабораторији за пацијенте са оштећеним имунолошким системом;
- Генска терапија за лечење болести попут рака, неуролошких и кардиоваскуларних, чији конвенционални третмани нису ефикасни;
- Истраживање матичних ћелија у терапеутске сврхе.
У ратарству:
- Производња улазних сировина, као што су: ђубрива, семе и пестициди;
- Биљно генетско побољшање;
- Прерада хране: трансгенична храна
у окружењу:
- Биоремедијација: у зависности од врсте контаминације и услова околине, користе се различите технике за смањење или уклањање контаминације у животној средини;
- Биоконверзија отпада из пољопривреде;
- Производња биогорива из живих организама или биљних остатака;
- Производња биоразградиве пластике из микроалги.
Сазнајте више о Биоремедијација.
Историја биотехнологије
У антици, пре више од 4000 година, технике за манипулисање живим бићима већ су се користиле за постизање одређених резултата; на пример, за прављење вина или хлеба, где је кључ ферментације коју врше микроорганизми, квасци.
Почетак микробиологије
Развојем различитих научних области било је могуће разумети како су се одвијали процеси. Крајем 19. века, микробиолошке студије Луиса Пастероа довеле су га до откривања ферментације у својим експериментима.
Откривање молекула ДНК
Тиме су људи престали да верују у спонтану генерацију и пажња се усмерила на проучавање микроорганизама и теорију ћелија.
Научници Јамес Ватсон, Францис Црицк и Маурице Вилкинс добили су Нобелову награду 1962. године за опис структуре молекула ДНК 1953. године у часопису природа.
Модел који је пар представио заснован је на информацијама Ервина Цхаргаффа о базама азота коришћењем технике хроматографије и на рендгенским дифракционим сликама добијеним од Росалинд Франклин.
Генетичко инжењерство и рекомбинантна ДНК
Студије су се продубиле и 1978. године 3 истраживача поново су добила Нобелову награду за изолацију рестрикционих ензима, основу за технику рекомбинантне ДНК.
Прочитајте о спонтаном генерисању на Порекло живота.
Биотехнологија у медицини
Лабораторија за биолошка истраживања.
Почетни циљеви савремене биотехнологије били су усредсређени на питања здравља људи и животиња, уз употребу микроорганизама за производњу лекова.
Међутим, технике су се много диверзификовале и тренутно постоји много могућности примене, како у медицини, тако и у другим областима.
Значајно је да су се истраживања почела развијати у лабораторијама универзитета и јавних истраживачких центара, међутим тренутно они који доминирају истраживање и тржиште биотехнологије су приватне компаније, велике фармацеутске и агрохемијске мултинационалке, па су вредности и циљеви различити.
Примене генетског инжењерства
Много је биотехнологија које се користе у здравственом сектору, што је једно од највећих подручја примене ових техника у Бразилу.
Животињски органи се користе за трансплантацију, производњу инсулина и вакцине техником рекомбинантне ДНК, између осталог за производњу лекова, хормона и антитела.
Веома контроверзни су приступи који се односе на клонирање, која укључује етичка питања.
Исто тако, истраживање је настављено и на које се примењује репродуктивно клонирање, у случајевима неплодности или за спречавање будућих болести, и терапијско клонирање, што указује на лечење дегенеративних болести коришћењем матичних ћелија, као предност методе.
Такође прочитајте о генска терапија.
Биотехнологија у пољопривреди
Култура биљног ткива.
У пољопривредном и прехрамбеном сектору су најстарије употребе биотехнологије, на пример, када је биће укрштања између биљних врста ради добијања других сорти или побољшања резултата жетва.
"Зелена револуција"
У другој половини 20. века модел развијен углавном у САД-у постао је интернационализован кроз тзв.зелена револуција”.
У Бразилу од шездесетих година наовамо, следећи калупе „зелене револуције“, трансформације су се почеле дешавати у руралном окружењу, чији су циљеви били: модернизација сектора пољопривредне, повећати понуду хране и производа за извоз, а такође ослободити радну снагу коју ће сектор користити урбано-индустријски.
Увезене технологије које су развијене за умерену климу, а не за тропских екосистема, где су земљишта веома различита и постоји већи биодиверзитет, као што је Бразил.
Генетски модификовани (ГМО) и трансгени организми
Производња трансгенике је стварност, а главна модификована храна су кукуруз, соја и пшеница.
ТХЕ Сојана пример, присутан је у већини индустријализованих намирница у разним облицима, један је од главних трансгена храна а те информације се не преносе увек тачно потрошачу.
Еколошка биотехнологија
Употреба еколошких биотехнологија су начини да се преокрене ситуација коју су створила људска бића и која расте широм света, производња отпада из различитих делатности људска бића.
То је начин коришћења контролисаних природних процеса за побољшање стања загађених екосистема или за стварање биоразградивих решења која избегавају загађење.
Тако се за извођење процеса користе жива бића: бактерије, алге, биљке, између осталог као што су ферментација, аеробно и анаеробно дисање и контрола загађења одређеног Животна средина.
Још једна занимљива примена биотехнологије у области животне средине је поновна употреба отпада пољопривредне (као што су вреће од шећерне трске) или чврсти отпадни воде (канализација) за производњу енергије и биогорива.
Предност или недостатак?
Многе примене биотехнологије могу бити корисне човечанству, али генеришу контроверзе у погледу последица на здравље људи и животиња, утицаје на животну средину и друштво. Оно што је сигурно је то још увек није познато сигурно дугорочни ефекти.
Предности биотехнологије
- Повећана производња хране, углавном мотивисана могућношћу укидања глади у свету;
- Могућност добијања хранљивијих намирница са лековитим својствима;
- Терапијске технике за болести које још увек немају лек, попут рака или чији третмани нису толико ефикасни;
- Производња лекова, поред хормона, антитела и инсулина;
- Употреба биоремедијације за контролу и уклањање загађења животне средине;
- Производња биоразградивих производа за смањење загађења животне средине;
Негативни утицаји
- Интензивна употреба пестицида и неорганских ђубрива;
- Мешање у равнотежу природе;
- Стварање генетски модификованих (неплодних) семена;
- „Генетско загађење“, јер није могуће контролисати ефекте ширења генетски модификованих организама у животној средини;
- Трансгена храна може, између осталог, да изазове алергије.
- Етичка питања у вези са клонирањем живих бића;
- Производња матичних ћелија производи ћелијски стрес који између осталог може довести до превременог старења;
