Back to the topics list

biotehnologija

Biotehnologija se odnosi na granu molekularne biologije koja se bavi korištenjem živih procesa i živih bića za proizvodnju boljih ili poboljšanih proizvoda važnih za živa bića. Također se može reći da je to tehnologija koja manipulira DNK. Postupci uključeni u biotehnologiju često se nazivaju genetskim inženjeringom. Genetski materijal u svim organizmima je DNK. Geni iz jednog organizma mogu se transkribirati i prevesti u drugi organizam. Na primjer, ljudski geni se rutinski ubrizgavaju u bakterije kako bi se sintetizirali proizvodi za liječenje. Cjepiva i ljudski inzulin primjeri su bakterijskih proizvoda putem biotehnologije. DNK iz dva različita izvora naziva se rekombinantna DNK. Individualni geni drugih vrsta nazivaju se transgeničnimi.

CILJEVI UČENJA

Do kraja ove lekcije trebali biste biti sposobni:

• Definirajte pojam biotehnologija i druge srodne pojmove
• Objasniti vrste biotehnologije
• Objasniti primjenu biotehnologije

Biotehnologija je nova disciplina koja koristi tehničke procese kao što je proizvodnja s biološkim spojevima. Ova disciplina koristi i biomolekularne i stanične procese za razvoj procesa i proizvoda koji mogu poboljšati živote i biološke sustave planeta.

Biotehnologija se često preklapa s područjima kao što su imunologija, rekombinantna tehnologija i genomika. Biotehnologiju mnogi smatraju modernim konceptom, ali njezine primjene sežu u prošlost. To je bilo u obliku uzgoja, sve većeg uzgoja i terapija. Međutim, u moderno doba, biotehnologija koristi složene koncepte kao što su tehnologija rekombinantne DNK i kultura biljnog tkiva. Proizvodnja antibiotika i inzulina značajni su primjeri biotehnologije. Druga uobičajena tehnika biotehnologije je fermentacija koja se koristi u proizvodnji kruha i piva. Glavne primjene biotehnologije su u područjima medicine, industrije, poljoprivrede i okoliša.

VRSTE BIOTEHNOLOGIJE

• Medicinska biotehnologija . Ovo je manipulacija živim stanicama ili drugim materijalima stanice radi boljeg zdravlja ljudi. Obično se primjenjuje za pronalaženje lijekova, rješavanje bolesti i prevenciju bolesti. To uključuje intenzivno proučavanje DNK kako bi se otkrilo kako manipulirati genima kako bi se povećala proizvodnja željenih karakteristika poput proizvodnje inzulina. Primjeri medicinske biotehnologije uključuju:

Cjepiva : to su kemikalije koje stimuliraju imunološki sustav tijela da se bori protiv patogena u slučaju da napadnu tijelo. To se postiže umetanjem oslabljenih verzija bolesti u krvotok tijela. Zbog toga tijelo reagira kao da je napadnuto. Tijelo se bori protiv slabih patogena i, u tom procesu, uzima u obzir staničnu strukturu patogena. Uz ove informacije, tijelo se može boriti protiv patogena kada je pojedinac izložen. Oslabljeni (oslabljeni) patogeni bolesti ekstrahiraju se biotehnološkim tehnikama poput uzgoja antigenskih proteina u usjevima koji su genetski modificirani.

Antibiotici . Mnogo je postignuto u razvoju antibiotika koji se bore protiv patogena za ljude. Biljke su genetski modificirane i uzgajane za proizvodnju ovih antitijela.

• Poljoprivredna biotehnologija . To se usredotočuje na razvoj biljaka koje su genetski modificirane za povećanje prinosa usjeva ili uvođenje poželjnih karakteristika kao što je otpornost na sušu. Na primjer, znanstvenik identificira poželjnu karakteristiku u biljci. On/ona pronalazi gen koji ga uzrokuje i stavlja gen u drugi usjev kako bi dobio željenu karakteristiku ili osobinu. Primjeri poljoprivredne biotehnologije uključuju:

Usjevi otporni na štetočine . Na primjer, prijenos gena gljive Bacillus thuringiensis na usjeve. To je zato što gljiva proizvodi Bt protein koji je vrlo učinkovit protiv štetočina poput europskog kukuruznog svrdla. Proizvodnja ovog proteina poželjna je karakteristika koju bi znanstvenici željeli vidjeti u svojim biljkama. Oni identificiraju gen i uvode ga u proizvodnju kukuruza za proizvodnju proteina. To smanjuje troškove proizvodnje jer se ne moraju koristiti pesticidi.

Uzgoj biljaka i životinja . Selektivni uzgoj se prakticira dugo vremena. Ova praksa uključuje odabir životinja sa poželjnim osobinama za uzgoj kako bi se dobilo potomstvo s istim ili boljim osobinama. To se također može učiniti na molekularnoj razini. Geni odgovorni za ove karakteristike su istaknuti i upoznati s drugim organizmima.

• Industrijska biotehnologija . Biotehnologija se također primjenjuje u industriji. Među ostalim prednostima poboljšava učinkovitost. Primjeri industrijske biotehnologije uključuju:

Biokatalizatori . Biokatalizatori kao što su enzimi za sintetizaciju kemikalija razvile su tvrtke u industrijskoj biotehnologiji. Svi organizmi proizvode enzimske proteine. Poželjni enzimi se zatim proizvode u komercijalnim količinama uz pomoć biotehnologije.

Fermentacija . Materijali fermentacije mogu se uvesti i uzgajati u različitim vrstama biljaka putem biotehnologije.

• Biotehnologija okoliša . To je primjena biotehnologije u očuvanju okoliša. Biotehnologija se primjenjuje u obradi otpada. Neke bakterije i biljke dobro djeluju na kemijske komponente otpadnih proizvoda. Bioremedijacija je primjer primjene biotehnologije. Bioremedijacija je primjena bioloških sredstava za uklanjanje kemikalija. Usjevi razvijeni putem biotehnologije i bakterija korišteni su za uklanjanje kemikalija iz otpada. Na primjer, usjevi s visokim afinitetom prema bakru.

GRANE BIOTEHNOLOGIJE TEMELJENE NA KLASIFIKACIJI BOJA

Biotehnologija zlata. To se također naziva bioinformatika. Ovo je računska biologija. Uključuje korištenje računalnih tehnika i podataka iz biološke analize.

Crvena biotehnologija. To uključuje lijekove i veterinarske proizvode. Proizvodnja cjepiva, razvoj novih lijekova i tehnika molekularne dijagnostike spadaju u ovu granu.

Bijela biotehnologija. To se uvelike oslanja na industrijsku biotehnologiju. Uključuje projektiranje manje zagađujućih, energetski učinkovitih procesa s malom potrošnjom resursa.

Žuta biotehnologija. To uključuje primjenu biotehnologije u proizvodnji hrane. Na primjer, fermentacija za proizvodnju piva i vina.

Siva biotehnologija. To je uključivalo primjenu biotehnologije za očuvanje okoliša i zaštitu biološke raznolikosti.

Zelena biotehnologija. Riječ je o poljoprivredi koja stavlja naglasak na stvaranje novih sorti usjeva, biognojiva i biopesticida.

Plava biotehnologija. Uključen u korištenje morskih resursa za stvaranje proizvoda.

Biotehnologija ljubičice. Bavi se pravnim, filozofskim i etičkim pitanjima oko biotehnologije.

Mračna biotehnologija. To je povezano s biološkim oružjem ili bioterorizmom gdje se toksini i mikroorganizmi namjerno koriste da izazovu smrt ljudi, životinja i usjeva.

Ostale primjene biotehnologije uključuju:

• Dodatak hranjivim tvarima. Na primjer, proizvodnja Zlatne riže. Beta-karoten se uvodi u rižu što je bogato vitaminom A.
• Otpornost na abiotski stres. Razvijeni su usjevi koji mogu izdržati abiotske stresove poput suše, slanosti i hladnoće.
• Vlakna čvrstoće. Na primjer, geni pauka su odabrani biotehnološkim tehnikama i uneseni u koze za proizvodnju mlijeka s proteinima svile.