Biotechnologia to dyscyplina naukowa, która zajmuje się wykorzystywaniem organizmów, wirusów lub ich składników (np. enzymów) do celów praktycznych. Jest to nauka dyscyplinarna, która korzysta z dorobku innych nauk.
Podział biotechnologii
Tradycyjna (klasyczna)
Biotechnologia tradycyjna wykorzystuje naturalnie występujące w przyrodzie organizmy i wirusy. Dobór organizmów o pożądanych cechach odbywa się poprzez selekcję sztuczną, czyli dopuszczanie do rozrodu tylko osobników wybranych przez człowieka.
Molekularna (nowoczesna)
Biotechnologia molekularna wykorzystuje organizmy i wirusy z zmodyfikowanym materiałem genetycznym. Otrzymuje się je za pomocą technik inżynierii genetycznej, które umożliwiają zmianę genów, tak aby uzyskać cechy korzystne dla człowieka.
Zastosowanie biotechnologii tradycyjnej
W medycynie
W przemyśle farmaceutycznym biotechnologia tradycyjna znalazła zastosowanie przy produkcji penicyliny, antybiotyku pochodzenia naturalnego, oraz surowicy odpornościowej, która pomaga w zwalczaniu toksyn.
W rolnictwie i ochronie środowiska
W rolnictwie biotechnologia tradycyjna jest wykorzystywana do produkcji szczepionek glebowych oraz do gospodarki odpadami i oczyszczania ścieków.
W przemyśle spożywczym
W przemyśle spożywczym biotechnologia tradycyjna wykorzystywana jest przy fermentacji alkoholowej, mleczanej, octowej oraz do produkcji żywności takiej jak piwo, wino, sery, jogurty, czy ocet.
Podstawowe techniki inżynierii genetycznej
Sekwencjonowanie DNA
Polega na określaniu kolejności nukleotydów w DNA, co ma zastosowanie między innymi w medycynie sądowej do identyfikacji zmarłych.
Łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR)
Pozwala na powielanie dużych ilości materiału genetycznego w krótkim czasie, co jest wykorzystywane m.in. do diagnostyki chorób.
Elektroforeza DNA
Technika ta służy do rozdzielania fragmentów DNA w polu elektrycznym, co umożliwia tworzenie profili genetycznych.
Organizmy zmodyfikowane genetycznie
GMO, czyli organizmy zmodyfikowane genetycznie, to organizmy, których materiał genetyczny został zmieniony za pomocą technik inżynierii genetycznej.
Jak otrzymujemy organizmy zmodyfikowane genetycznie
Organizmy transgeniczne mogą powstać poprzez zmianę aktywności genu naturalnie występującego w genomie, zwielokrotnienie genu naturalnie występującego w genomie, lub poprzez wprowadzenie do genomu organizmu genu pochodzącego od osobnika innego gatunku.
Jak powstają organizmy transgeniczne
Organizmy transgeniczne, jak na przykład bakterie, powstają poprzez wykorzystanie wektorów, na podstawie mRNA tworzone jest DNA, które wprowadzane jest do plazmidu, a następnie zmodyfikowany plazmid wprowadzany jest do bakterii, co pozwala na produkcję nowych cech.
Biotechnologia tradycyjna i inżynieria genetyczna mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i życia codziennego, od produkcji leków, przez oczyszczanie środowiska, po produkcję żywności i zastosowanie w medycynie sądowej i kryminalistyce. Te dziedziny stale się rozwijają, wpływając pozytywnie na postęp cywilizacyjny.
