Биотехнология — дисциплина, которая изучает возможность использования живых организмов, их систем для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами с помощью генной инженерии
Понятие «биотехнологии» охватывает широкий спектр процедур для модификации живых организмов в соответствии с человеческими целями.
На протяжении тысяч лет человечество использует биотехнологии в сельском хозяйстве, производстве продуктов питания и медицине. Этот термин впервые применил венгерский инженер Карл Эреки в $1917$ году.
История биотехнологии
Благодаря ранней биотехнологии, самые первые фермеры выбирают и разводят культуры, имеющие самые высокие урожаи, чтобы произвести достаточное количество пищи для поддержания растущего населения. Поскольку посевы и поля становились более крупными, и их стало трудно поддерживать, было обнаружено, что определенные организмы и продукты их переработки могут эффективно оплодотворять, восстанавливать азот, и бороться с вредителями. На протяжении всей истории сельского хозяйства, фермеры неумышленно изменяли генетику своих культур путем введения их в новые условия и разведения их с другими растениями – это одни из первых форм биотехнологии.
На протяжении тысяч лет люди использовали селекцию для улучшения производства сельскохозяйственных культур и домашнего скота, чтобы использовать их в свою пищу. В селекции, организмы с желательными характеристиками сопрягаются для получения потомства с теми же характеристиками. Например, этот метод был использован с кукурузой для производства самых крупных и сладких зерновых культур.
В начале двадцатого века ученые получили более глубокое понимание микробиологии, и изучили способы производства конкретных продуктов. В $1917$ году Хаим Вейцман впервые использовал чистую микробиологическую культуру в промышленном процессе, а именно для производства кукурузного крахмала.
Биотехнология также привела к разработке антибиотиков.
В $1928 $году Александр Флеминг обнаружил плесень Penicillium.
Виды биотехнологии
- Биоинженерия
- Биомедицина
- Наномедицина
- Биофармакология
- Биоинформатика
- Бионика
- Генная инженерия
Применение
Биотехнология имеет применения в четырех крупных промышленных областях, включая медицину, сельское хозяйство, химическую и сельскую промышленности.
Наука также используется для утилизации, обработки отходов, для очистки участков, загрязненных промышленной деятельностью (биоремедиация), а также для создания биологического оружия.
Медицина
В медицине, современная биотехнология находит применение в открытии и производстве лекарственных средств, фармакогеномике и генетическом тестировании (или генетическом скрининге).
Фармакогеномика (сочетание фармакологии и геномики) является технологией, которая анализирует, как генетический состав влияет на реакцию индивидуума к лекарственным препаратам.
Биотехнология внесла свой вклад в открытие и производство традиционных малых молекул лекарственных препаратов, а также препаратов, которые являются продуктом биотехнологии – биологические препараты.
Сельское хозяйство
Генетически модифицированные сельскохозяйственные культуры ("биотехнологические культуры") являются растения, которые используются в сельском хозяйстве, у которых ДНК была модифицирована с помощью методов генной инженерии.
Примерами таких продовольственных культур может служить устойчивость к определенным вредителям, заболеваниям, стрессовым условиям окружающей среды, устойчивость к воздействию химических обработок.
Химическая промышленность
В $1917$ году Хаим Вейцман в Великобритании использовал бактерии Clostridium acetobutylicum для получения ацетона, это был стратегически важный продукт в момент первой мировой войны.
Пищевая промышленность
С помощью различных культур молочнокислой ферментации получают продукты, такие как йогурт и квашеная капуста. Другие традиционные технологии, основанные на биологических процессах, являются производство хлеба и сыра.