Biyoteknoloji. Biyoteknolojinin modern dünyadaki rolü

Geleneksel olarak biyoteknolojinin aşağıdaki ana alanları ayırt edilebilir:

1) gıda biyoteknolojisi;

2) tarıma yönelik preparatların biyoteknolojisi;

3) endüstriyel ve evsel kullanıma yönelik ilaç ve ürünlerin biyoteknolojisi;

4) ilaçların biyoteknolojisi;

5) teşhis araçlarının ve reaktiflerin biyoteknolojisi.

Biyoteknoloji aynı zamanda metallerin süzülmesini ve konsantre edilmesini, çevrenin kirlilikten korunmasını, zehirli atıkların parçalanmasını ve petrol geri kazanımının arttırılmasını da içerir.

Genetik ve hücresel mühendislik, modern biyoteknolojinin altında yatan en önemli yöntemlerdir (araçlardır). Hücre mühendisliği yöntemleri yeni hücre türleri oluşturmayı amaçlamaktadır. Farklı hücrelerin tek tek parçalarından canlı bir hücreyi yeniden oluşturmak, farklı türlerden tüm hücreleri birleştirerek hem orijinal hücrelerin genetik materyalini taşıyan bir hücre oluşturmak hem de diğer işlemler için kullanılabilirler.

Genetik mühendisliği yöntemleri, doğada bulunmayan yeni gen kombinasyonlarının oluşturulmasını amaçlamaktadır. Genetik mühendisliği yöntemlerinin kullanılması sonucunda, herhangi bir organizmanın hücrelerinden bireysel genlerin (istenen ürünü kodlayan) izole edildiği rekombinant (modifiye) RNA ve DNA molekülleri elde etmek mümkündür. Bu genlerle belirli manipülasyonlar gerçekleştirildikten sonra, yeni bir gen (genler) alarak, istenen yönde değişen özelliklere sahip nihai ürünleri sentezleyebilecek olan diğer organizmalara (bakteri, maya ve memeliler) aktarılırlar. Bir kişi. Başka bir deyişle genetik mühendisliği, değişken veya genetiği değiştirilmiş organizmaların veya "transgenik" bitki ve hayvanların belirli (arzu edilen) niteliklerinin elde edilmesini mümkün kılar.

Genetik mühendisliği en büyük uygulamasını tarım ve tıpta buldu.

İnsanlar her zaman doğayı kontrol etmeyi nasıl öğrenebileceklerini düşünmüşler ve örneğin gelişmiş niteliklere sahip bitkiler elde etmenin yollarını aramışlardır: yüksek verimli, daha büyük ve daha lezzetli meyveler veya daha fazla soğuğa dayanıklı. Antik çağlardan beri bu amaçlar için kullanılan ana yöntem seleksiyon olmuştur. Bu güne kadar yaygın olarak kullanılmaktadır ve insanlar için değerli özellik ve özelliklere sahip yeni kültür bitkileri çeşitleri, evcil hayvan türleri ve mikroorganizma türlerinin yaratılması ve geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Seçim, belirgin olumlu özelliklere sahip bitkilerin (hayvanların) seçimine ve bu tür organizmaların daha fazla melezlenmesine dayanırken, genetik mühendisliği hücrenin genetik aparatına doğrudan müdahaleye izin verir. Geleneksel yetiştirme sırasında, faydalı özelliklerin istenen kombinasyonuna sahip melezler elde etmenin çok zor olduğunu belirtmek önemlidir, çünkü her bir ebeveynin genomunun çok büyük parçaları yavrulara aktarılırken, genetik mühendisliği yöntemleri çoğu zaman bunu mümkün kılar. bir veya daha fazla genle çalışır ve bunların modifikasyonları diğer genlerin işleyişini etkilemez. Sonuç olarak bitkinin diğer faydalı özelliklerini kaybetmeden, yeni çeşitler ve yeni bitki formları oluşturmak için çok değerli olan bir veya daha fazla faydalı özelliğin eklenmesi mümkündür. Örneğin bitkilerin iklime ve strese karşı direncini, böceklere veya belirli bölgelerde yaygın olan hastalıklara, kuraklığa vb. karşı hassasiyetlerini değiştirmek mümkün hale geldi. Hatta bilim insanları yangına dayanıklı ağaç türleri elde etmeyi bile umuyor. Mısır, soya fasulyesi, patates, domates, bezelye vb. gibi çeşitli mahsullerin besin değerini artırmak için kapsamlı araştırmalar yürütülmektedir.

Tarihsel olarak genetiği değiştirilmiş bitkilerin yaratılmasında “üç dalga” vardır:

İkinci dalga 2000'li yılların başında, yeni tüketici özelliklerine sahip bitkilerin yaratılması: içeriği artırılmış yağlı tohumlar ve yağların değiştirilmiş bileşimi, yüksek vitamin içeriğine sahip meyve ve sebzeler, daha besleyici tahıllar vb.

Günümüzde bilim insanları önümüzdeki 10 yıl içinde piyasaya çıkacak “üçüncü dalga” tesisler yaratıyor: aşı tesisleri, endüstriyel ürünlerin üretimi için biyoreaktör tesisleri (çeşitli plastik türleri, boyalar, teknik yağlar vb. için bileşenler), bitkiler - ilaç fabrikaları vb. Hayvancılıkta genetik mühendisliği çalışmalarının farklı bir görevi vardır. Mevcut teknoloji seviyesiyle tamamen ulaşılabilir bir hedef, spesifik bir hedef gene sahip transgenik hayvanların yaratılmasıdır. Örneğin, bazı değerli hayvan hormonlarına (örneğin büyüme hormonu) ait gen yapay olarak bir bakteriye verilir ve bakteri onu büyük miktarlarda üretmeye başlar. Başka bir örnek: transgenik keçiler, karşılık gelen genin eklenmesinin bir sonucu olarak, hemofili hastalarında kanamayı önleyen faktör VIII adlı spesifik bir protein veya kandaki kan pıhtılarının emilimini destekleyen bir enzim olan trombokinaz üretebilir. İnsanlarda tromboflebitin önlenmesi ve tedavisi için önemli olan damarlar. Transgenik hayvanlar bu proteinleri çok daha hızlı üretiyor ve yöntemin kendisi de geleneksel olandan çok daha ucuz.

XX yüzyılın 90'lı yıllarının sonunda. ABD'li bilim insanları, embriyonik hücreleri klonlayarak çiftlik hayvanları üretmeye yaklaştı, ancak bu yönde hala daha ciddi araştırmalar yapılması gerekiyor. Ancak ksenotransplantasyonda (organların bir tür canlı organizmadan diğerine nakli) şüphesiz sonuçlar elde edildi. En büyük başarı, genotiplerinde insan genleri aktarılan domuzların çeşitli organların bağışçısı olarak kullanılmasıyla elde edildi. Bu durumda organ reddi riski minimum düzeydedir. Günümüzde yeşillendirme ve daha geniş anlamda tüm ekonomik ve üretim faaliyetlerinin biyolojikleştirilmesi fikirleri giderek daha popüler hale geliyor. Biyolojikleşmenin ilk aşaması olan yeşillendirme ile çevreye zararlı üretim emisyonlarının azaltılmasını, düşük atıklı ve atıksız, kapalı çevrimli endüstriyel komplekslerin oluşturulmasını vb. anlayabiliriz.

Biyolojikleşme, biyosferin biyotik döngüsünün biyolojik yasalarına dayanan üretim faaliyetlerinin radikal bir dönüşümü olarak daha geniş bir şekilde anlaşılmalıdır. Böyle bir dönüşümün amacı tüm ekonomik ve üretim faaliyetlerini biyotik döngüye entegre etmek olmalıdır. Bu ihtiyaç, özellikle kimyasal bitki korumanın stratejik çaresizliği olgusunda açıkça görülmektedir: Gerçek şu ki, şu anda dünyada bitki zararlılarının uyum sağlamadığı tek bir pestisit yoktur. Üstelik böyle bir adaptasyonun modeli artık açıkça ortaya çıktı: 1917'de DDT'ye adapte olmuş bir böcek türü ortaya çıktıysa, 1980'de bu türden 432 tür vardı. Kullanılan pestisitler ve herbisitler yalnızca tüm hayvanlar alemi için son derece zararlı değildir. ama aynı zamanda kişiye de. Aynı şekilde kimyasal gübre kullanımının stratejik anlamsızlığı da artık ortaya çıkıyor. Bu koşullar altında biyolojik bitki koruma ve biyoorganik teknolojiye minimum maliyetle geçiş

kimyasal biyonik.

Biyonik- Daha gelişmiş teknik cihazlar yaratmak için yaşayan doğanın sırlarının kullanılmasıdır. Geniş anlamda biyoteknoloji – canlı organizmaların ve biyolojik süreçlerin üretimde kullanılmasıdır; Mikrobiyoloji, biyokimya ve teknolojideki gelişmeler sayesinde insanlar için gerekli maddelerin üretimi.

Biyoteknoloji, mikrobiyolojik fabrikalarda bakterileri, mikroorganizmaları ve çeşitli doku hücrelerini kullanır, mikroorganizmalar makinelerde büyük miktarlarda yetiştirilir. fermentörler» – silindir, paslanmaz çelik kap. Fermentöre, içine bir mikroorganizma kültürünün (örneğin maya) eklendiği steril bir besin ortamı sağlanır. İçerikler yoğun bir şekilde karıştırılır, oksijen sağlanır ve hücre büyümesi için optimum sıcaklık korunur. Özel sensörler, makinelerin ortamın pH'ını, kimyasal içeriğini, sıcaklığı vb. izlemesini sağlar. Fermantasyon işlemi tamamlandıktan sonra hücreler ekipmanlar kullanılarak sıvıdan ayrılır ve gerekli maddelerin izole edilmesinde kullanılır.

Şu anda, biyoteknolojinin gelişim dönemi aşağıdaki özelliklerle karakterize edilebilir:

1) Giderek artan bir şekilde mikrobiyal hücreler ve onlardan izole edilen enzimler kullanılmaktadır.

Örneğin bir disakkarit laktoz– Süt şekeri çoğu insan için sağlıklıdır ancak bazı yetişkinler, içerdiği laktozun enzim eksikliği nedeniyle parçalanmaması nedeniyle hiç süt içemez. B-galaktosidaz.Afrika'da bütün kabileler bu hastalıktan muzdariptir. Laktaz enzimi kullanılarak laktozsuz süt üretilebilir. Bu tür sütün üretimi örneğin İtalya'da kurulmuştur.

2) İkinci alan ise biyoteknoloji faaliyetlerinin yaygınlaştırılmasıdır.

Günümüzde biyoteknolojik yöntemler sadece gıda ürünlerinin değil aynı zamanda vitaminlerin, antibiyotiklerin, hormonların, diğer bazı ilaçların ve esansiyel amino asitlerin üretiminde de kullanılmaktadır. Örneğin insan onsuz var olamaz. triptofan, fenilalanin, lizin, treonin, valin, metiyonin, lösin Ve izolösin. Çocukların ihtiyacı var ve arginin

Son yıllarda yeni bir besin kaynağı ortaya çıktı - mikroorganizmalardan elde edilen tek hücreli proteinler. Yiyecek yerine hayvan yemi olarak kullanılabilir.

Biyoteknoloji metal üretimine nüfuz etti. Ülkemiz bu metaller açısından fakir kayalardan altın ve gümüşün çıkarılması için bakteriyel-teknik bir yöntem geliştirmiştir. Biyometalurji ekonomik açıdan faydalıdır ve çevre kirliliğini ortadan kaldırır.

Biyoteknolojinin özel bir alanı tıptır. Örneğin, bir büyüme hormonuön hipofiz bezi tarafından salgılanır. Hormon eksikliği ile - cücelik. Daha önce bu hormon cesetlerin hipofiz bezinden elde ediliyordu, ancak şimdi E. coli'den elde ediliyor ve biyolojik aktivite açısından bu hormon hipofiz hormonundan aşağı değil. Kusurlu mantarlardan bir ilaç elde edildi siklosporin Organ naklinde bağışıklık reaksiyonlarını (doku reddi) baskılamak için kullanılır.

3) Üçüncü alan genetik mühendisliğidir.

İstenilen mikroorganizma türleri, yalnızca rastgele meydana gelen mutasyonların seçilmesiyle değil, aynı zamanda karşılık gelen genlere sahip plazmitlerin eklenmesiyle de elde edilir. Biyoteknoloji daha önce benzeri görülmemiş özelliklere sahip bakterilerin elde edilmesini mümkün kılmıştır. Genetik mühendisliğinin başarılarından biri sentezi kodlayan genlerin transferidir. insülin insanlarda bakteri hücrelerine. Daha önce bu hormon, çoğunlukla domuz olmak üzere hayvanların pankreasından elde ediliyordu. Şu anda insülin, Escherichia coli kullanılarak üretiliyor; bu, genetik olarak tasarlanmış ilk proteindir.

Genin bakteri hücrelerine aktarılması da mümkündü interferon viral bir enfeksiyona yanıt olarak oluşur. Bakteri yerine maya kullanılması mümkündür.

30'lu yıllardan bu yana araştırmacılar, bakteri ve mantarlardan antibiyotik özelliklere sahip, yani büyümeyi baskılayabilen veya diğer mikropları tamamen öldürebilen doğal maddeleri izole etmeye başladılar. Antibiyotiklerin en zengin kaynağı toprakta yaşayan organizmalardır. Mantar bakterinomisitlerinden 1500 kadar antibiyotik elde edilebilmektedir. 50'nin üzerinde pratikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlar şunları içerir: Streptomisin, kloramfenikol Ve tetrasiklin antibiyotik. Tıpta, farklı hücreleri tek bir hücrede birleştiren hücre hibridizasyonu yöntemi kullanılır. Örneğin kanser hücreleri ve lenfositler. Hibrit antikor üretme ve hızla çoğalma yeteneğine sahiptir. Testlerde ve tedavide serum olarak kullanılır.

Genetik mühendisliği.

Genetik bilginin bir organizmadan diğerine in vitro olarak aktarılmasını sağlayan bir dizi yöntem. Gen transferi, türler arası engellerin aşılmasını ve bir organizmanın bireysel kalıtsal özelliklerinin diğerine aktarılmasını mümkün kılar. AMAÇ: Endüstriyel ölçekte bazı proteinleri üretecek hücrelerin elde edilmesi.

1. Plazmidler.

Genetik mühendisliğinin en yaygın yöntemi, birkaç çift nükleotidden oluşan dairesel, çift sarmallı DNA molekülleri olan rekombinant (yabancı gen içeren) plazmitlerin üretilmesi yöntemidir. Her bakteri, hücreyi terk etmeyen ana DNA molekülünün (5*106 nükleotid çifti) yanı sıra, diğer bakterilerle alışveriş yaptığı birçok farklı plazmit de içerebilir. Plazmidler, bakteri hücresinde ana DNA molekülünden farklı bir zamanda çoğalan otonom genetik elementlerdir. Plazmitler, ilaca direnç genleri gibi bakteriler için önemli olan genleri taşır. Farklı plazmitler antibakteriyel ilaçlara direnç için farklı genler içerir.

Bu ilaçların çoğu (antibiyotikler), insanlarda ve evcil hayvanlarda hastalıkların tedavisinde ilaç olarak kullanılmaktadır. Farklı plazmitlere sahip olan bir bakteri, antibiyotiklere ve ağır metal tuzlarına karşı dirençli hale gelir. Bakteri hücreleri belirli bir antibiyotiğe maruz kaldıklarında, ona direnç kazandıran plazmitler hızla bakteriler arasında yayılarak onları hayatta tutar.

Genetik mühendisliğinin güçlü bir unsuru, 1974'te keşfedilen enzimlerdir - kısıtlama endonükleazları veya kısıtlama enzimleri (kısıtlama). Bakteriyel hücreler, viral enfeksiyonu sınırlamak için gerekli olan yabancı (faj) DNA'yı yok etmek için kısıtlama enzimleri üretir. Kısıtlama enzimleri, belirli nükleotid dizilerini (bölgeler - tanıma bölgeleri) tanır ve bölgenin merkezinden eşit uzaklıktaki DNA iplikçiklerinde simetrik, eğik konumlu kopmalar sağlar. Sonuç olarak, kısıtlanmış DNA'nın her bir parçasının uçlarında yapışkan uçlar adı verilen kısa tek iplikli "kuyruklar" oluşur.

2.Genetik mühendisliği yöntemleri.

Bir rekombinant plazmid elde etmek için plazmidlerden birinin DNA'sı seçilen bir kısıtlama enzimi ile yarılır. Bakteri hücresine yerleştirilmesi gereken gen, bir kısıtlama enzimi kullanılarak insan kromozomlarının DNA'sından ayrılır, böylece "yapışkan" uçları, plazmitlerin uçlarındaki nükleotid dizilerine tamamlayıcı olur. Ligaz enzimi, her ikisini de "yapıştırır". DNA parçaları bir araya gelerek rekombinant dairesel bir plazmid elde edilir ve bu, E. coli bakterisine verilir. Bu bakterinin tüm torunları (klonlar) plazmitlerde yabancı bir gen içerir. Bu sürecin tamamına klonlama denir.

Endüstriyel açıdan önemli ürünleri elde etmek için yeni yöntemler - her şeyden önce biyoteknoloji yöntemleri ve özellikle endüstriyel mikrobiyoloji. Endüstriyel mikrobiyoloji, ticari açıdan değerli ürünler ve ilaçlar elde etmek için mikroorganizmaların endüstride kullanılmasına dayanmaktadır. Mikrobiyal sentezin en önemli ürünleri farmasötik ve gıda amaçlı kullanılan özel maddelerdir (antibiyotikler, enzimler, enzim inhibitörleri, vitaminler, aromalar, gıda endüstrisine yönelik katkı maddeleri vb.); Metabolik esneklik ve mikropların yüksek adaptasyon kabiliyeti, yetiştirme kolaylığı, genetik bilgisi, istenilen özelliklere sahip suşların hedeflenen şekilde oluşturulması için geliştirilen yöntemler, mikrobiyal biyoteknolojiyi gelecek vaat eden endüstri alanlarından biri haline getiren avantajlardır. Endüstriyel üretimin fizibilitesi, yüksek ürün verimi (başlangıç ​​malzemesinden büyük miktarlarda oluşması), düşük üretim maliyeti ve hammadde bulunabilirliği gibi faktörler tarafından belirlenmektedir.

Biyoteknoloji uygulamaları tabloda sunulmaktadır. 7-1. Günümüzde biyoteknolojik yöntemler kullanılarak 1000'den fazla ürün çeşidinin üretilmesine yönelik yöntemler geliştirilmiştir. Amerika Birleşik Devletleri'nde bu ürünlerin 2000 yılındaki toplam değerinin on milyarlarca dolar olduğu tahmin edilmektedir. Biyoteknolojinin kullanılabileceği tüm endüstrileri listelemek neredeyse imkansızdır.

Biyoteknolojide mikrobiyolojik süreçlerin optimizasyonu. Mikrobiyal biyoteknolojik süreçlerin optimize edilmesine yönelik temel yaklaşımlar: kontrollü ekim (besleyici ortamın bileşiminin değiştirilmesi, hedeflenen katkı maddeleri, karıştırma hızının düzenlenmesi, havalandırma, sıcaklık rejiminin değiştirilmesi, vb.); geleneksel yöntemlere (suş seçimi) ve genetik mühendisliği yöntemlerine (rekombinant DNA teknolojisi) ayrılan genetik manipülasyonlar.

Şu anda mikrobiyal biyokütle mikrobiyolojik olarak elde edilir, metabolizmanın birincil ve ikincil ürünleri. Birincil ürünler (birinci aşama ürünler), belirli bir mikroorganizmanın hayatta kalması için sentezi gerekli olan metabolitlerdir. İkincil ürünlerin (ikinci aşamanın ürünleri) sentezi, üretici mikroorganizma için hayati önem taşımaz. Biyokütle elde etmek için en uygun koşullar, ortamın mikrobiyal kültürler yoluyla yüksek akış hızları ve stabil kimyasal yetiştirme koşulları (pH, oksijen ve karbon miktarı dahil) tarafından belirlenir. Birinci faz ürünleri (özellikle enzimler) elde etme prosesi, enzimin spesifik aktivitesini (birim/g*sa -1) ve hacimsel üretkenliği (birim/l*sa -1) arttırmak amacıyla optimize edilir.

İkinci faz ürünleri elde etmek(örneğin antibiyotikler), asıl görev konsantrasyonlarını maksimuma çıkarmaktır, bu da izolasyon maliyetlerinin azalmasına yol açar.

Biyoteknolojinin ne olduğu hakkında bir fikrin var mı?

Elbette onlar hakkında bir şeyler duymuşsunuzdur. Bu, modern biyolojide matematik veya fizik gibi bilimlerle aynı seviyede olan yenilikçi bir yöndür.

Biyoteknoloji, maya, mantar sporları, kültüre alınmış bitki ve hayvan hücreleri gibi canlı kültürler ve mikroorganizmalar kullanılarak insanların ihtiyaç duyduğu ürün ve malzemelerin yaratılmasıyla ilgilenir. Gerekli genlerin genetik ve hücresel mühendislik yöntemleri kullanılarak inşa edilmesi, kontrolü mümkün kılar. hayvanların, bitkilerin ve mikroorganizmaların kalıtımını ve yaşamsal faaliyetlerini değiştirerek, daha önce doğada gözlemlenmeyen, insanlara faydalı yeni özelliklere sahip organizmalar yaratır. Biyomühendisler, tıbbi sorunları çözmek için yeteneklerini kullanarak, genetik mühendisliği, tarım, kimya endüstrisi, kozmetik endüstrisi ve gıda endüstrisi gibi doğadaki canlı sistemlerle ilgilenirler. Biyoteknoloji, ilgili endüstrilerin kesiştiği noktada yer alan bir bilimdir.

Biyoteknolojinin dünya ekonomisine nüfuz etmesinin, bu sürecin küresel doğasını ifade etmek için yeni terimlerin oluşturulması gerçeğine yansıması ilginçtir. Endüstride çok renkli biyoteknolojiler bile ortaya çıktı:

• “kırmızı” biyoteknoloji – insan sağlığının sağlanması ve genomunun potansiyel olarak düzeltilmesinin yanı sıra biyofarmasötiklerin (proteinler, enzimler, antikorlar) üretimiyle ilişkili biyoteknoloji;
• “Yeşil” biyoteknoloji – biyotik ve abiyotik streslere dayanıklı, genetiği değiştirilmiş (GM) bitkilerin geliştirilmesini ve yaratılmasını amaçlayan, modern tarım ve ormancılık yöntemlerini belirler;
• “beyaz” - biyoyakıt üretimini, biyoteknolojiyi gıda, kimya ve petrol rafineri endüstrilerinde birleştiren endüstriyel biyoteknoloji;
• “gri” - çevre koruma faaliyetleri, biyolojik iyileştirme ile ilişkili;
• “Mavi” biyoteknoloji deniz organizmalarının ve ham maddelerin kullanımıyla ilişkilidir.

Yeni meslekler de ortaya çıktı: biyofarmakolog, biyonikçi, yaşam sistemlerinin mimarı, kentsel ekolojist ve diğerleri. İşte tüm bu yenilikçi alanları birleştiren ekonomiye “biyoekonomi” adı verilmeye başlandı.

Bugün ülkemiz yüksek biyoteknolojiye dayalı üretim açısından bu alanda teknoloji lideri olan ülkelerin gerisinde kalmaktadır. Devletimizin ithal ikamesi politikası, sadece yeni biyoteknolojiler yaratmayı değil, aynı zamanda dünyada halihazırda tanınan yabancı çözümlerin ülkemize aktarılmasını da amaçlamaktadır.

Teknoloji transferine en yeni ve en ilerici çözüm arayışları eşlik etmektedir. Ancak önemli bir nokta var, teknolojinin günümüzde ilerlemesinin yanı sıra, geleceğin ilerlemesine ilişkin beklentilerini de tahmin edebilmeniz gerekiyor.

Bazen tüm araştırma enstitüleri, bilim insanı grupları ve uygulayıcılar bu tür stratejik tahminler için çalışırlar. Ve bazen bir teknolojinin geleceğini ve çığır açıcı doğasını yalnızca tek bir kişi tahmin edebilir. Steve Jobs ya da Bill Geitz gibi.

Biyoteknoloji endüstrisi de anlayışlı iş liderlerinden nasibini alıyor. Bunlardan biri, St. Petersburg'da bulunan Güney Kore biyoteknoloji şirketi Unhwa'nın temsilciliğinin genel müdürü Yakovlev Maxim Nikolaevich.

Maxim Yakovlev'in ekonominin çeşitli segmentlerinde çığır açan bir gelecek olarak tanımladığı biyoteknoloji, benzersiz olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir bitkiden değerli bileşenlerin üretimi için "doğal biyofabrikalar" işlevine sahip bitki hücrelerinin yetiştirilmesi alanındadır.

İş adamına göre bu gelecek vaat eden biyoteknoloji, doğrudan uzay gemilerindeki izole edilmiş bir bitki hücresinden doğal gıda üretme, istenen özellik ve boyutlarda meyve ve sebze yetiştirme, diğer gezegenlerin ekosistemlerini ve endüstriyel ölçekte insanlar için gıda yaratma kapasitesine sahip. Bu bitkinin canlı toprakta yetiştirilmediği herhangi bir bitki.

Belki de biyoteknolojiye yönelik bu tür olasılıkların anlaşılması ve mümkün olduğu kadar kabul edilmesi hala zordur. Ama hepimiz kitlelerin ötesini görebilen insanların olduğunu biliyoruz, çünkü onlar zaten gelecekte yaşıyorlar ve bizi onları takip etmeye çağırıyorlar.

Biyoteknoloji- teknolojik sorunları çözmek için canlı organizmaları, sistemlerini veya hayati faaliyetlerinin ürünlerini kullanma olanaklarını ve ayrıca genetik mühendisliğini kullanarak gerekli özelliklere sahip canlı organizmalar yaratma olasılığını inceleyen bir disiplin.

Biyoteknoloji genellikle 21. yüzyılda genetik mühendisliğinin uygulanması olarak anılır, ancak bu terim aynı zamanda yapay seçilim ve hibridizasyon yoluyla bitki ve hayvanların modifikasyonundan başlayarak biyolojik organizmaların insan ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde değiştirilmesine yönelik daha geniş bir süreç kümesini de ifade eder. Modern yöntemlerin yardımıyla geleneksel biyoteknolojik üretim, gıda ürünlerinin kalitesini iyileştirme ve canlı organizmaların verimliliğini artırma olanağına sahiptir.

1971'den önce "biyoteknoloji" terimi öncelikle gıda ve tarım endüstrilerinde kullanılıyordu. 1970'lerden bu yana bilim insanları bu terimi, rekombinant DNA'nın ve yetiştirilen hücre kültürlerinin kullanımı gibi laboratuvar tekniklerine atıfta bulunmak için kullandılar. laboratuvar ortamında.

Biyoteknoloji genetik, moleküler biyoloji, biyokimya, embriyoloji ve hücre biyolojisinin yanı sıra uygulamalı disiplinlere (kimyasal ve bilgi teknolojileri ve robotik) dayanmaktadır.

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Alexander Panchin - Genetik mühendisliğinin olanakları

✪ Genetik mühendisliği hakkında

✪ Genetik mühendisliği. Biyoteknoloji. Biyolojik silahlar, etkinin özellikleri

✪ Gıda Mühendisliği ve Biyoteknoloji Enstitüsü

✪ 13. Biyoteknoloji (9. veya 10-11. sınıf) - biyoloji, Birleşik Devlet Sınavına hazırlık ve Birleşik Devlet Sınavı 2018

Altyazılar

Biyoteknolojinin tarihi

Biyoteknoloji terimi ilk kez 1917 yılında Macar mühendis Karl Ereky tarafından kullanıldı.

Teknolojik süreci sağlayan mikroorganizmaların veya enzimlerinin endüstriyel üretimde kullanımı eski çağlardan beri bilinmektedir, ancak sistematik bilimsel araştırmalar, biyoteknoloji yöntem ve araçlarının cephaneliğini önemli ölçüde genişletmiştir.

Nanotıp

Nano cihazlar ve nano yapılar kullanılarak insan biyolojik sistemlerinin moleküler düzeyde izlenmesi, düzeltilmesi, mühendisliği ve kontrol edilmesi. Dünyada nanotıp endüstrisi için bir dizi teknoloji halihazırda yaratılmıştır. Bunlar arasında ilaçların hastalıklı hücrelere hedefli olarak verilmesi, çip üzerindeki laboratuvarlar ve yeni bakteri öldürücü ajanlar yer alıyor.

Biyofarmakoloji

Biyonik

Yapay seçim

eğitici

Ana makale: Turuncu biyoteknoloji

Biyoteknolojinin yaygınlaştırılması ve bu alanda eğitim verilmesi amacıyla turuncu biyoteknoloji veya eğitimsel biyoteknoloji kullanılmaktadır. İşitme engeli ve/veya görme engeli gibi özel ihtiyaçları olan kişiler de dahil olmak üzere tüm toplumun erişebileceği biyoteknoloji (örn. rekombinant protein üretimi) ile ilgili disiplinler arası materyaller ve eğitim stratejileri geliştirmektedir.

Hibridizasyon

Farklı hücrelerden gelen genetik materyalin tek bir hücrede birleştirilmesine dayanan hibrit oluşturma veya üretme işlemi. Bir tür içinde (spesifik olmayan hibridizasyon) ve farklı sistematik gruplar arasında (farklı genomların birleştirildiği uzak hibridizasyon) gerçekleştirilebilir. İlk nesil melezler genellikle organizmaların daha iyi uyarlanabilirliği, daha fazla doğurganlığı ve yaşayabilirliği ile ifade edilen heteroz ile karakterize edilir. Uzak hibridizasyonda melezler genellikle kısırdır.

Genetik mühendisliği

Yeşil parlayan domuzlar, Ulusal Tayvan Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı tarafından, floresan denizanasından ödünç alınan embriyonun DNA'sına yeşil floresan protein geni eklenerek yetiştirilen transgenik domuzlardır. Aequorea Victoria. Embriyo daha sonra dişi bir domuzun rahmine yerleştirildi. Domuz yavruları karanlıkta yeşil renkte parlar ve gün ışığında ciltleri ve gözleri yeşilimsi bir renk alır. Araştırmacılara göre bu tür domuzları yetiştirmenin temel amacı, kök hücre nakli sırasında doku gelişimini görsel olarak izleyebilmek.

Ahlaki yön

Pek çok modern dini lider ve bazı bilim insanları, bilim camiasını genetik mühendisliği, klonlama ve çeşitli yapay üreme yöntemleri (IVF gibi) gibi biyoteknolojilere (özellikle biyomedikal teknolojilere) aşırı ilgi duyulmaması konusunda uyarıyor.

En son biyomedikal teknolojiler karşısında adam, kıdemli araştırmacı V. N. Filyanova'nın makalesi:

Biyoteknoloji sorunu, kökleri Avrupalı ​​insanın modern çağda başlayan dünyanın dönüşümüne, doğanın fethine yönelmesinden kaynaklanan bilimsel teknoloji sorununun yalnızca bir parçasıdır. Son yıllarda hızla gelişen biyoteknolojiler, ilk bakışta insanı, uzun süredir devam eden hastalıkların üstesinden gelme, fiziksel sorunları ortadan kaldırma ve insan deneyimi yoluyla dünyevi ölümsüzlüğe ulaşma hayalinin gerçekleşmesine yaklaştırıyor. Ancak diğer yandan genetiği değiştirilmiş ürünlerin uzun süreli kullanımının sonuçları, sadece doğmuş bir insan kitlesinin doğması nedeniyle insan gen havuzunun bozulması gibi sonuçlarla sınırlı olmayan tamamen yeni ve beklenmedik sorunlara da yol açmaktadırlar. doktorların müdahalesi ve en son teknolojiler sayesinde. Gelecekte sosyal yapıların dönüştürülmesi sorunu ortaya çıkıyor, Nürnberg duruşmalarında mahkum edilen “tıbbi faşizm” ve öjeni hayaleti yeniden diriliyor.