Ce este biotehnologia? Principalele direcții și realizări

Știți ce este biotehnologia? Cu siguranță ați auzit ceva despre ea. Aceasta este o secțiune importantă a biologiei moderne. A devenit, ca și fizica, una dintre principalele priorități ale economiei și științei mondiale la sfârșitul secolului al XX-lea. Cu jumătate de secol în urmă, nimeni nu știa ce biotehnologie era. Cu toate acestea, fundamentele sale stau la omul de știință, care a trăit înapoi în secolul al XIX-lea. Biotehnologia a primit un impuls puternic dezvoltării datorită activității cercetătorului din Franța Louis Pasteur (anii de viață - 1822-1895). El este fondatorul imunologiei și microbiologiei moderne.

În secolul al XX-lea, genetica și biologia moleculară s-au dezvoltat rapid utilizând realizările fizicii și chimiei. În acest moment, cea mai importantă direcție a fost dezvoltarea metodelor prin care animalele și plantele ar putea fi cultivate.

Surpriza cercetării

În 1980, a existat o creștere a cercetării în domeniul biotehnologiei. În acest timp s-au creat noi abordări metodologice și metodologice, care au oferit o tranziție spre aplicarea biotehnologiei în știință și practică. A fost o oportunitate de a extrage din acest mare economice. Potrivit previziunilor, bunurile biotehnologice urmau să formeze la începutul noului secol un sfert din producția mondială.

Lucrările efectuate în țara noastră

Dezvoltarea activă a biotehnologiei a avut loc în acest moment în țara noastră. În Rusia, a existat, de asemenea, o extindere semnificativă a muncii în acest domeniu și introducerea rezultatelor lor în anii 1980. În țara noastră, în această perioadă, a fost elaborat și implementat primul program de biotehnologie la scară națională. Au fost înființate centre interdepartamentale speciale, au fost instruiți specialiști în biotehnologie, au fost înființate departamente și au fost înființate laboratoare în universități și instituții de cercetare.

Biotehnologia de azi

Astăzi suntem atât de obișnuiți cu acest cuvânt, încât puțini oameni își pun întrebarea: "Ce este biotehnologia?" Între timp, nu ar fi inutil să ne cunoaștem mai detaliat. Procesele moderne din acest domeniu se bazează pe metode de folosire a ADN-ului recombinant și enzime imobilizate, organele sau celulele celulare. Biotehnologia modernă este o știință a tehnologiilor și a metodelor de creare și folosire a obiectelor genetice genetice transformate cu scopul de a intensifica producția sau de a crea noi tipuri de produse. Există trei domenii principale, despre care vom vorbi acum.

Biotehnologie industrială

În această direcție, putem distinge un fel de biotehnologie roșie (medicină). Acesta este considerat cel mai important domeniu de aplicare a biotehnologiei. Acestea joacă un rol din ce în ce mai important în dezvoltarea medicamentelor (în special pentru tratamentul cancerului). O importanță deosebită a biotehnologiei este, de asemenea, în diagnostic. Ele sunt folosite, de exemplu, pentru a crea biosenzori, cipuri ADN. În Austria, biotehnologia roșie merită astăzi o recunoaștere. Este chiar considerat motorul pentru dezvoltarea altor industrii.

Să trecem la următoarea varietate de biotehnologie industrială. Această biotehnologie este verde. Se folosește la efectuarea selecției. Această biotehnologie oferă astăzi metode speciale care ajută la elaborarea contramăsurilor împotriva erbicidelor, virușilor, ciupercilor, insectelor. Toate acestea sunt, de asemenea, foarte importante, veți fi de acord.

Ingineria genetică are o importanță deosebită în domeniul biotehnologiei verzi. Prin aceasta, premisele sunt create pentru transferul genelor unei specii de plante la alții, astfel încât oamenii de știință pot influența dezvoltarea unor caracteristici și proprietăți stabile.

Biotehnologia gri este folosită pentru a proteja mediul. Metodele sale sunt utilizate pentru curățarea canalizării, salubrizarea solului, curățarea gazelor și a aerului rezidual, pentru prelucrarea deșeurilor.

Dar asta nu e tot. Există și biotehnologie albă, care acoperă sfera de utilizare în industria chimică. Metodele biotehnologice sunt folosite în acest caz pentru producția eficientă de enzime, antibiotice, aminoacizi, vitamine și, de asemenea, alcool.

Și în final, ultimul soi. Biotehnologia albastră se bazează pe aplicarea tehnică a diferitelor organisme, precum și pe procesele de biologie marină. În acest caz, centrul de cercetare este organismul biologic care locuiește în Oceanul Mondial.

Să mergem la următoarea direcție - ingineria celulară.

Ingineria celulară

Ea este implicată în obținerea hibrizilor, clonarea, studierea mecanismelor celulare, celule "hibride", compilarea hărților genetice. Începutul său este atribuit anilor 1960, când a apărut metoda de hibridizare celulele somatice. În acest timp, metodele de cultivare au fost îmbunătățite și au apărut metode pentru creșterea țesuturilor. Hibridizarea somatică, în care hibrizii sunt creați fără participarea procesului sexual, sunt acum realizați prin cultivarea diferitelor celule ale liniilor din aceeași specie sau prin utilizarea de celule din diferite specii.

Hibridoame și semnificația lor

Hibridoamele, adică hibrizii dintre limfocitele (celulele obișnuite ale sistemului imunitar) și celulele tumorale, au proprietățile liniilor celulare ale părinților. Ei sunt capabili, ca și cancerul, să împărtășească pe termen nelimitat mediile artificiale nutritive (adică sunt "nemuritori") și, de asemenea, ca limfocite, pot produce omogen (anticorpi monoclonali) care posedă o anumită specificitate. Acești anticorpi sunt utilizați în scopuri diagnostice și terapeutice, ca reactivi sensibili pentru substanțele organice etc.

O altă zonă a ingineriei celulare este manipularea celulelor care nu au nuclee, cu nuclei libere, precum și cu alte fragmente. Aceste manipulări sunt reduse la combinarea părților celulei. Experimente similare, împreună cu microinjecția coloranților sau a cromozomilor din celulă, sunt efectuate pentru a afla cum citoplasma și nucleul se influențează reciproc, ce factori reglează activitatea anumitor gene și așa mai departe.

Cu ajutorul unui compus în stadiile incipiente de dezvoltare a celulelor embrionilor diferiți, se cultivă așa-numitele animale mozaice. În caz contrar, ele se numesc chimeras. Acestea constau în 2 tipuri de celule, care diferă în funcție de genotipuri. Prin aceste experimente, se clarifică modul în care diferențierea țesuturilor și a celulelor are loc în timpul dezvoltării organismului.

clonarea

Biotehnologia modernă este de neconceput fără clonare. Experimentele asociate cu transplantarea nucleelor ​​diferitelor celule somatice în ovule enucleate (de exemplu, nuclee-defavorizate) ale animalelor cu o creștere ulterioară în organismul adult al embrionului rezultat au fost în desfășurare timp de mai mult de un deceniu. Cu toate acestea, au primit o popularitate foarte largă de la sfârșitul secolului al XX-lea. Astăzi numim astfel de experimente clonarea animalelor.

Foarte puțini oameni cunosc astăzi Dolly oile. În 1996, lângă Edinburgh (Scoția), prima clonare a unui mamifer a fost efectuată la Institutul Roslin, care a fost realizată dintr-o celulă adultă. Oile lui Dolly au fost prima astfel de clonă.

Ingineria genetică

Apărând la începutul anilor 1970, ingineria genetică astăzi a obținut un succes semnificativ. Metodele sale transformă celulele mamiferelor, drojdiilor și bacteriilor în "fabrici" reale pentru producerea oricărei proteine. O astfel de realizare a științei oferă o oportunitate de a studia în detaliu funcțiile și structura proteinelor pentru a le folosi ca medicamente.

Bazele biotehnologiei sunt acum utilizate pe scară largă. Bacilul intestinal, de exemplu, a devenit în zilele noastre un furnizor de hormoni importanți ai somatotropinei și insulinei. Tehnica genetică aplicată vizează proiectarea moleculelor de ADN recombinant. Atunci când sunt introduse într-un aparat genetic specific, ele pot da corpului proprietăți utile unei persoane. De exemplu, este posibil să se obțină "reactoare biologice", adică animale, plante și microorganisme care produc substanțe care sunt importante din punct de vedere farmacologic pentru om. Avansurile în biotehnologie au condus la posibilitatea creșterii raselor de animale și a soiurilor de plante cu trăsături valoroase pentru oameni. Cu ajutorul metodelor de inginerie genetică este posibil să se efectueze certificarea genetică, să se creeze vaccinuri ADN, să se diagnosticheze diverse boli genetice etc.

concluzie

Deci, am răspuns la întrebarea: "Ce este biotehnologia?" Bineînțeles, articolul oferă doar informații de bază despre el, listează pe scurt instrucțiunile. Aceste informații introductive oferă o imagine de ansamblu a biotehnologiilor moderne și a modului în care acestea sunt utilizate.