Біотехнологія - це галузь науки, орієнтована на використання живих систем та організмів у створенні та вдосконаленні техніки та продуктів.
Біотехнологія охоплює основні біологічні науки (такі як молекулярна біологія, ембріологія, генетика, тощо), прикладні науки (такі як імунологія та біохімія), а також такі технологічні галузі, як інформатика та робототехніка.
Біотехнологічні методи охоплюють кілька процедур модифікації живих організмів, від найпростіших, таких як одомашнення тварин та вирощування рослин, до вдосконалення таких процесів, як штучний відбір та гібридизація. Крім того, найсучасніші методи передбачають використання генної інженерії та культури клітин і тканин.
Інтеграція між різними областями біології та вищезазначеними методами породжує біотехнології, застосування яких відбувається у різних секторах.
Відмінності між класичною біотехнологією та сучасною біотехнологією
Класична біотехнологія стосується різних засобів використання живих мікроорганізмів для виробництва нових продуктів або модифікації існуючих продуктів. Він охоплює класичні методи, такі як схрещування видів для отримання нових, що мають бажані характеристики, та бродіння, що використовується у виробництві вина, сиру та хліба.
Сучасна біотехнологія значною мірою спирається на методи, які використовують генна інженерія. У цьому сенсі можна стверджувати, що найбільший прогрес у біотехнології відбувся завдяки інструментам та методам генної інженерії, таким як маніпуляція намір генів, клітин і тканин контрольованим способом утворювати генетично вдосконалені організми, рекомбінація ДНК, культура тканин, мутагенез, тощо
Приклади застосування біотехнології
Враховуючи, що біотехнологія охоплює широкий спектр наук, її результати можна знайти в незліченних секторах економіки. Програми в цій галузі завжди прагнуть поліпшити якість життя на планеті, чи то шляхом створення нових методів та продуктів, чи через вдосконалення існуючих.
Генетично модифіковані організми
Класичним прикладом застосування біотехнологій є створення генетично модифіковані організми (OGM), також називається трансгенний. Генетичний код цих організмів був змінений (як правило, шляхом поєднання з генами інших організмів), щоб усунути дефекти та розвинути нові властивості.
У 50-х роках агроном Норман Борлауг за допомогою генетичних схрещувань дав початок «половині пшениці карлик ", новий, більш стійкий і урожайний вид пшениці, який здійснив революцію у сільському господарстві у світі ціле.
Основними прикладами генетично модифікованих організмів є використані:
- в медицині: інсулін, стовбурові клітини, гормон росту, гормони для лікування безпліддя, нові методи лікування для раку, генної терапії (лікування захворювань шляхом заміщення дефектних генів), вакцин тощо.
- у фермерському господарстві: генетично вдосконалені продукти харчування, більш стійкі та продуктивні культури, тварини та рослини, модифіковані для отримання речовин, придатних для використання в лікарських засобах тощо.
- у тварин: трансгенні щури, що використовуються в дослідженнях, та риби з ростом у чотири рази вище норми (тилапія та дорадо).
- в навколишньому середовищі: бактерії, які борються із забрудненнями, спричиненими нафтою та металами.
Інші приклади
Як приклад можна ознайомитися з іншими товарами та послугами, що мали біотехнологічне походження:
| Сектори | Товари та послуги |
|---|---|
| Сільське господарство | Компост, пестициди, силос, саджанці рослин або дерев, рослини з новими властивостями тощо. |
Здоров'я |
Антибіотики, гормони, ліки, реактиви, тести тощо. |
Хімічна промисловість |
Бутанол, ацетон, гліцерин, органічні кислоти, ферменти та ін. |
| електроніки | Біосенсори |
| Енергія | Етанол, біогаз тощо |
Середовище |
Видобуток нафти, переробка відходів, очищення води тощо. |
| Тваринництво | Ембріони |
Переваги біотехнології
Переваги, які приносить біотехнологія, численні і поширюються на всі сфери застосування, покращуючи якість життя у світі. Серед найбільш очевидних результатів:
- Вищий урожай та більш стійкі культури;
- Менше використання пестицидів;
- Трансгенні продукти живуть довше, зменшуючи харчові відходи;
- Зниження кількості енергії, необхідної для виробництва їжі;
- Вживання продуктів, які є менш шкідливими для навколишнього середовища;
- Зменшення голоду у світі;
- Більш поживна їжа;
- Зниження частоти зараження заразними захворюваннями;
- Створення точніших інструментів для виявлення хвороб тощо.
Недоліки біотехнології
Досягнення біотехнологій також мають негативні наслідки. Серед основних можна виділити:
- Шкода довкіллю;
- Висока залежність від технологій розвинених країн;
- Підвищена концентрація доходу;
- Невизначеність щодо його довгострокового впливу на навколишнє середовище та організми;
- Зниження біорізноманіття;
- Збільшення кількості захворювань, спричинених трансгенними продуктами.
Біотехнологічні класифікації
Для того, щоб класифікувати різні галузі біотехнології, професіонали та науковці область почала застосовувати систему кольорів, яка розділяє науку на галузі відповідно до галузі застосування:
- зелена біотехнологія: застосовується у сільському господарстві з метою створення більш стійких сільськогосподарських умов.
- червона біотехнологія: застосовується в медицині з метою вдосконалення ліків та методів лікування. Найдосконаліші методи охоплюють навіть лікування хвороб за допомогою генетичних маніпуляцій.
- біла біотехнологія: її також називають промисловою біотехнологією, вона використовується у виробництві продуктів із використанням методів, менш шкідливих для навколишнього середовища.
- жовта біотехнологія: застосовується у сферах харчування та виробництва їжі, але також відноситься до галузі біотехнологій, що застосовуються до комах.
- блакитна біотехнологія: застосовується при дослідженні морських біологічних ресурсів.
- фіолетові біотехнології: стосується законів, патентів, публікацій та інших документальних питань, пов’язаних з біотехнологіями.
- золота біотехнологія: стосується використання біоінформатики та обчислювальних методів у біотехнологіях.
- помаранчеві біотехнології: також називається освітньою біотехнологією, складається з усіх заходів, спрямованих на поширення та розповсюдження біотехнології.
- чорна біотехнологія: пов’язана із застосуванням біотехнологій для військових цілей, таких як виробництво біологічної зброї.
кар'єра в біотехнології
Враховуючи мультидисциплінарний характер біотехнологій, доступ до професії може бути здійснений через кілька різних фонів, таких як біологія, медицина, агрономія, біохімія, техніка, фармація, тощо
Вимоги до спеціалізації для вступу до галузі біотехнологій різняться залежно від конкретних положень кожної професії.
Дивіться також:
- Біологія
- біомедицина
- Мікробіологія
- Трансгенні продукти
- зелена революція
