بیوتکنولوژی به شاخه ای از زیست شناسی مولکولی اطلاق می شود که به استفاده از فرآیندهای زنده و موجودات زنده برای تولید محصولات بهتر یا بهبودیافته مهم برای موجودات زنده می پردازد. همچنین می توان گفت که این فناوری است که DNA را دستکاری می کند. رویه های درگیر در بیوتکنولوژی اغلب مهندسی ژنتیک نامیده می شود. ماده ژنتیکی در همه موجودات DNA است. ژن های یک موجود زنده را می توان رونویسی کرد و به ارگانیسم دیگر ترجمه کرد. به عنوان مثال، ژن های انسانی به طور معمول به باکتری ها تزریق می شوند تا محصولات درمانی پزشکی را سنتز کنند. واکسن ها و انسولین انسانی نمونه هایی از محصولات باکتری از طریق بیوتکنولوژی هستند. DNA از دو منبع مختلف به عنوان DNA نوترکیب شناخته می شود. ژن‌های فردی سایر گونه‌ها تراریخته نامیده می‌شوند.
اهداف یادگیری
در پایان این درس، شما باید بتوانید:
بیوتکنولوژی یک رشته در حال ظهور است که از فرآیندهای فنی مانند ساخت با ترکیبات بیولوژیکی استفاده می کند. این رشته از هر دو فرآیند بیومولکولی و سلولی برای توسعه فرآیندها و محصولاتی استفاده می کند که می تواند زندگی و سیستم های بیولوژیکی سیاره را بهبود بخشد.
بیوتکنولوژی اغلب با رشته هایی مانند ایمونولوژی، فناوری نوترکیب و ژنومیک همپوشانی دارد. بیوتکنولوژی توسط بسیاری از مفاهیم مدرن مشاهده می شود، اما کاربردهای آن به تاریخ بازمی گردد. این به شکل اصلاح نژاد، افزایش کشت و درمان بود. با این حال، در دوران مدرن، بیوتکنولوژی از مفاهیم پیچیده ای مانند فناوری DNA نوترکیب و کشت بافت گیاهی استفاده می کند. تولید آنتی بیوتیک ها و انسولین نمونه های بارز بیوتکنولوژی هستند. یکی دیگر از تکنیک های رایج بیوتکنولوژی، تخمیر است که در تولید نان و آبجو استفاده می شود. کاربردهای عمده بیوتکنولوژی در حوزه های پزشکی، صنایع، کشاورزی و محیط زیست است.
انواع بیوتکنولوژی
واکسن‌ها : اینها مواد شیمیایی هستند که سیستم ایمنی بدن را تحریک می‌کنند تا با پاتوژن‌ها در صورت حمله به بدن مبارزه کند. این با وارد کردن نسخه های ضعیف شده بیماری در جریان خون بدن به دست می آید. این باعث می شود بدن به گونه ای واکنش نشان دهد که در معرض حمله قرار گرفته است. بدن با پاتوژن های ضعیف مبارزه می کند و در این فرآیند به ساختار سلولی پاتوژن توجه می کند. با این اطلاعات، بدن می تواند در هنگام مواجهه با عامل بیماری زا مبارزه کند. پاتوژن های ضعیف شده (تضعیف شده) بیماری از طریق تکنیک های بیوتکنولوژیکی مانند رشد پروتئین های آنتی ژنی در محصولاتی که به طور ژنتیکی مهندسی شده اند استخراج می شوند.
آنتی بیوتیک ها در توسعه آنتی بیوتیک هایی که با پاتوژن ها برای انسان مبارزه می کنند، دستاوردهای زیادی حاصل شده است. گیاهان برای تولید این آنتی بادی ها مهندسی ژنتیکی شده و رشد می کنند.
محصولات مقاوم به آفات به عنوان مثال، انتقال ژن قارچ Bacillus thuringiensis به محصولات زراعی. این به این دلیل است که قارچ پروتئین Bt تولید می کند که در برابر آفاتی مانند کرم ذرت اروپایی بسیار موثر است. تولید این پروتئین ویژگی مطلوبی است که دانشمندان دوست دارند در گیاهان خود مشاهده کنند. آنها ژن را شناسایی کرده و ذرت را برای تولید پروتئین معرفی می کنند. این امر هزینه تولید را کاهش می دهد زیرا نیازی به استفاده از آفت کش نیست.
اصلاح نباتات و حیوانات . پرورش انتخابی برای مدت طولانی انجام شده است. این عمل شامل انتخاب حیوانات با صفات مطلوب برای تولید مثل برای تولید فرزندانی با صفات مشابه یا بهتر است. این را می توان در سطح مولکولی نیز انجام داد. ژن های مسئول این ویژگی ها اشاره شده و به موجودات دیگر معرفی می شوند.
بیوکاتالیست ها کاتالیزورهای زیستی مانند آنزیم‌ها برای سنتز مواد شیمیایی توسط شرکت‌های بیوتکنولوژی صنعتی ساخته شده‌اند. همه موجودات زنده پروتئین های آنزیمی تولید می کنند. سپس آنزیم های مورد نظر در مقادیر تجاری با کمک بیوتکنولوژی تولید می شوند.
تخمیر . مواد تخمیر را می توان از طریق بیوتکنولوژی در گونه های مختلف گیاهان معرفی و رشد داد.
شاخه های بیوتکنولوژی بر اساس طبقه بندی رنگ
بیوتکنولوژی طلا به این بیوانفورماتیک نیز می گویند. این زیست شناسی محاسباتی است. این شامل استفاده از تکنیک های محاسباتی و داده های تجزیه و تحلیل بیولوژیکی است.
بیوتکنولوژی قرمز این شامل دارو و محصولات دامپزشکی است. تولید واکسن، توسعه داروهای جدید و تکنیک های تشخیص مولکولی در این شاخه قرار دارد.
بیوتکنولوژی سفید این امر به شدت از بیوتکنولوژی صنعتی ناشی می شود. این شامل طراحی فرآیندهای کم آلاینده، انرژی کارآمد و کم مصرف است.
بیوتکنولوژی زرد این شامل استفاده از بیوتکنولوژی در تولید مواد غذایی است. به عنوان مثال، تخمیر برای تولید آبجو و شراب.
بیوتکنولوژی خاکستری این شامل کاربرد بیوتکنولوژی برای حفظ محیط زیست و حفاظت از تنوع زیستی بود.
بیوتکنولوژی سبز این در مورد کشاورزی است که بر ایجاد گونه های جدید محصولات زراعی، کودهای زیستی و آفت کش ها تاکید دارد.
بیوتکنولوژی آبی درگیر استفاده از منابع دریایی برای ایجاد محصولات است.
بیوتکنولوژی بنفش. به حقوق، مسائل فلسفی و اخلاقی پیرامون بیوتکنولوژی می پردازد.
بیوتکنولوژی تاریک. این با سلاح های بیولوژیکی یا بیوتروریسم مرتبط است که در آن سموم و میکروارگانیسم ها عمداً برای ایجاد مرگ در انسان، حیوانات و محصولات استفاده می شوند.
سایر کاربردهای بیوتکنولوژی عبارتند از:
