Biotehnoloogia määratlus, tüübid, valdkonnad, eelised ja mõjud
Biotehnoloogia mõiste
Biotehnoloogia on tehnoloogia, mis kasutab organisme või nende osi kaupade ja teenuste hankimiseks. Edasistes arengutes on biotehnoloogia määratletud kui organismide, süsteemide põhimõtete kasutamine ja konstrueerimine või bioloogilised protsessid organismide potentsiaali tootmiseks või suurendamiseks või toodete ja teenuste tootmiseks elu kasuks inimlik.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Autotroofid ja heterotroofid
Biotehnoloogia ulatus
- Geenitehnoloogia, sealhulgas taimed ja loomad.
- Tööstuslik biotehnoloogia, sealhulgas toit ja joogid.
- Reproduktiiv-, looma-, taime- ja inimbiotehnoloogia.
- Meditsiini / farmaatsia / ravimite biotehnoloogia.
- Põllumajanduslik biotehnoloogia.
- Biotehnoloogia mäetööstuses.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Mikroorganismid - määratlus, omadused, tsüklid, paljunemine, ülekanne, tüübid, kasutusalad, mõjud
Biotehnoloogia liigid ja tüübid
Tavapärane biotehnoloogia
Tavapärane biotehnoloogia on lihtne biotehnoloogia, mis rakendab bioloogiateadust, biokeemiat. Tekkiv tehnika on endiselt piiratud tasemel. Tavapärases biotehnoloogias kasutatakse terveid elusorganisme. Biokeemilised ja geneetilised protsessid toimuvad looduslikult. Biotehnoloogias teostatavad manipulatsioonid piirduvad ainult keskkonna ja kasvusubstraatide manipuleerimisega ega jõua geenitehnoloogia staadiumisse.
Kui see on olemas, on toimuv inseneritöö lihtne ja toimuvad muudatused pole eesmärgil. Tavapärast biotektoloogiat ei kasutata kallite toodete valmistamiseks ja see kasutab suhteliselt madalaid kulusid, lisaks antakse kasutatavaid teadmisi tavaliselt edasi põlvest põlve.
- Funktsioonid on kasutada lihtsaid meetodeid / tehnikaid, kasutamata palju või keerukaid tööriistu, mis on toodetud väikestes kogustes ja teaduslikke meetodeid / põhimõtteid kasutamata. Selles biotehnoloogias kasutatakse tavaliselt ainult ühte mikroorganismi, näiteks baktereid ja seeni.
Kaasaegne biotehnoloogia
Kaasaegses biotehnoloogias on kasutatud kõrgetasemelisi ja sihipäraseid insenertehnikaid, et tulemusi saaks korralikult kontrollida sageli kasutatakse eluskeha geneetilisi manipuleerimisi suunatud viisil, nii et tulemused saadakse vastavalt loodetavale soovitud.
Kaasaegses biotehnoloogias on kasutatav tehnika geneetilise materjali (DNA) kunstlikuks manipuleerimiseks. in vitro, mis on bioloogiline protsess, mis toimub väljaspool rakku või organismi, näiteks tuubis kohtuprotsess. Seetõttu on tänapäevane biotehnoloogia tuntud ka kui geenitehnoloogia, mis on organismide tootmiseks suunatud protsess Transgeensed transgeensed organismid on organismid, mille geneetilise teabe järjestust nende kromosoomides on muudetud nii, et neil on järgmised omadused: kasumlik.
- Funktsioonid on kasutada kaasaegseid / häid meetodeid / tehnikaid, kasutades keerukaid või keerukaid vahendeid, mis on toodetud suurtes kogustes ja kasutades teaduslikke meetodeid / põhimõtteid. Lisaks mikroorganismide kasutamisele kasutab see biotehnoloogia ka teiste organismide, näiteks loomade või taimede kehaosi.
Erinevalt tavapärasest biotehnoloogiast on kaasaegses biotehnoloogias kasutatud uusimaid meetodeid, nimelt:
a. Taimekudekultuur
Taimekudekultuur on meetod taimeosade kasvatamiseks rakkude, kudede või elundite kujul aseptilistes tingimustes in vitro. Kudekultuuri saab teha totipotentsuse olemuse tõttu, nimelt iga taimeraku võime sobivas keskkonnas kasvada uueks isendiks.
Koekultuuris on kultiveeritav taim vähemalt kasvav noor kude, näiteks juured, noored lehed ja võrsed. Kultiveeritavat taimeosa nimetatakse eksplantaadiks.
1. Kudekultuuri tehnikad
Koekultuuritehnikaga taimi saab neljas etapis järgmiselt.
- Initsiatsioonietapp on etappide istutamine meediasse. Kasutatav söötme on vedel toit, mis koosneb toitainetest ja kasvu regulaatoritest.
- Korrutamisetapis (kultuuri paljundamine) kasvab eksplantaat valgeks kalluse taoliseks koeks, mida nimetatakse protokormilaadseks kehaks (PLB).
- Plantletide tootmise etapis areneb PLB väikesteks taimedeks, mida nimetatakse plantletsiks.
- Aklimatiseerumisfaasis eraldati seemikud ja kultiveeriti tahkes söötmes. Pärast seda, kui seemikukesest on saanud täiuslik taim, viiakse taim polybagisse.
Kudekultuur töötab hästi, kui vajalikud tingimused on täidetud. Need tingimused hõlmavad muu hulgas järgmist:
- Eksplantaatide valimine kalluse moodustamise alusmaterjaliks.
- Sobiva keskkonna kasutamine
- Aseptiline seisund.
- Hea konditsioneer.
2. Kudekultuuri eelised ja puudused
Taimekudekultuuri tehes võib saada järgmisi eeliseid.
- Hankige lühikese aja jooksul palju seemneid, mis on vanemaga identsed.
- Kahjurite ja haiguste eest kaitstud seemned.
- Toota vastavalt soovile uusi sorte.
- Saage taimede ainevahetuse (sekundaarsed metaboliidid), näiteks kummi, vaigu, tulemused ilma suure taimepinnata ja ei pea ootama küpseid taimi.
- Ohustatud taimede säilitamine.
Lisaks eelistele on koekultuuril ka järgmised puudused.
- Vaja on suhteliselt suuri kulusid.
- Ainult teatud inimesed saavad seda teha, sest neil on erilised oskused.
- Kudekultuuri seemikud vajavad aklimatiseerumisprotsessi, sest nad on harjunud niiskete ja aseptiliste tingimustega.
b. Geneetiline manipuleerimine
Geenitehnoloogia on elusorganismide geenide muutmise protsess. Geenitehnoloogia toimub soovitud geeni eraldamise, tuvastamise ja korrutamise teel.
Erinevad geenitehnoloogia meetodid on välja töötatud võimalikuks tänu järgmiste avastamisele:
- Piiravad endonukleaasi ensüümid, mis võivad DNA ahelaid lõigata.
- Ligaasi ensüümid, mis suudavad DNA ahelad uuesti ühendada.
- Plasmiidid, mida saab kasutada kandurina teatud DNA ahelatükkide viimiseks mikroorganismirakkudesse.
Geenitehnoloogia tehnikaid saab teha:
1. DNA rekombinatsioon
DNA rekombinatsioon on protsess, mis ühendab 2 erinevat organismi DNA-d. Isikute, kes pole ühesugused, DNA ühendamise tulemust nimetatakse rekombinantseks DNA-ks. Ühe indiviidi geene, mis on sisestatud või ühendatud teise indiviidi geenidega, nimetatakse transgeenideks, indiviide nimetatakse transgeenseteks.
DNA rekombinatsioon võib toimuda looduslikult ja kunstlikult. See võib juhtuda loomulikult:
- Ületamine, nimelt kromatiidide vahetamine homoloogsetel kromosoomidel nii, et DNA on lahti ühendatud ja ristsidunud.
- Transduktsioon, mis on bakteriaalse DNA ühendamine viiruse abil.
- Transformatsioon, nimelt tunnuste ülekandmine ühest mikroobist teise esimese mikroobi teatud DNA sektsioonide kaudu.
Kunstlik DNA rekombinatsioon viiakse läbi DNA in vitro splaissimisega. DNA rekombinatsioonitehnoloogia nõuab geenide sisestamiseks märklaudrakkudesse bakteriaalsete plasmiidide kujul vahendajat või vektorit, seega on see plasmiidtehnoloogia vorm. Plasmiid on väike DNA ring ühes rakulistes bakterites või eukarüootides, mis võib paljuneda.
DNA rekombinatsioonimeetodid on:
- Doonorigeenil tehtud soovitud geeni identifitseerimine.
- Doonorigeenide eraldamine toimub doonorigeeni lõikamise abil seda ümbritsevast DNA-st.
- Plasmiidide (DNA-rõngad) ekstraheerimine bakterirakkudest.
- Avab plasmiidi ja sisestab soovitud teavet sisaldava DNA-tüki.
- Rekombinantset DNA-d sisaldava plasmiidi sisestamine bakterirakku.
- Insenertehnoloogiliste bakterite kultiveerimine kääritustorus.
Näide DNA rekombinatsioonist bakterites on insuliini tootmine bakterite E poolt. coli.
2. Hübridoom / rakkude liitmise tehnika.
Hübridoomi tehnika on 2 raku ühendamine erinevatest või samadest organismidest (rakkude liitmine) nii, et toota ühte rakku hübriidraku (hübridoom) kujul, millel on mõlema raku omaduste kombinatsioon seda. Elementide ühendamise protsess elektrienergia abil, nii et protsessi nimetatakse elektrofusiooniks.
Hübridoomi tehnikas vajaminevad asjad, nimelt:
- Geeniallikarakud on rakud, millel on soovitud omadus.
- Konteinerrakud on rakud, mis on võimelised kiiresti jagunema (nt müeloomirakud).
- Fusioongeenid on ained, mis kiirendavad rakkude sulandumist (nt NaNO3).
Hübridoomi tehnikaid saab kasutada oluliste toodete, näiteks monoklonaalsete antikehade, uute liikide moodustamise ja kromosoomide kaardistamise valmistamiseks.
3. Kloon
Kloonimine pärineb ingliskeelsest klonnimisest, mis tähendab katset luua aseksuaalse protsessi kaudu organismi duplikaate. Kloonimise peamine eesmärk on eraldada soovitud geen doonororganismi kõikidest olemasolevatest geenidest (kromosoomidest). Selle eesmärgi saavutamiseks saab kloonimist teha embrüokloonimise ja tuumaülekande teel. Embrüote kloonimine toimub in vitro viljastamise teel, näiteks kloonides geneetiliselt identsed lehmad kariloomade saamiseks.
Kui kloonimine tuumaülekandega on ühe raku tuuma ülekandmine teise nii, et saadakse uus isend, millel on vastavalt tema saadud tuumale uued omadused. Kloonimine tuumaülekande abil toimub somaatiliste rakkude abil geeniallikana. Näide kloonimisest südamikuülekandega on lammas Dolly.
Näited geenitehnoloogia tulemustest:
- Viirusgeene sisestanud pärmirakkudest toodetud hepatiidivaktsiin toodab valgukihi, mida kasutatakse hepatiidivaktsiinide valmistamiseks.
-
Insuliinhormooni toodetakse inimese insuliinihormooni geenist, mis sisestatakse ensüümide abil bakteriaalse DNA-sse. Varem lõigati bakterite DNA ka ensüümide abil. Seejärel sisestatakse bakterirakk bakterirakku ja kasvab koos insuliinhormooni geeniga paljunemiseks, mille tulemuseks on suures koguses hormooninsuliini tootmine.
-
Monoklonaalseid antikehi toodetakse lümfotsüütide (antikehi tootvad rakud) ja haigete rakkude ühendamisel. Seda monoklonaalset antikeha saab kasutada vähi raviks ja mürgistuse vältimiseks ning raseduse tunnuste tundmiseks.
-
Protoplasma lisamine on geenitehnoloogia, mida saab kasutada põllumajanduses. Nagu näiteks protoplasma ühendamine hübriidtaimede saamiseks, millel on uued omadused ja mis suudavad haigustest üle saada.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Mikroorganismide selgitamine metallimaagi eraldajatena
Tööstuslik biotehnoloogia
Kas biotehnoloogia rakendamine ja arendamine tööstussektoris, nii toiduainetööstuses kui ka joogitööstuses. Kas selliste organismide nagu bakterid, viirused, seened kasutamine toiduainetööstuses ja joogitööstuses algmaterjalide töötlemiseks valmismaterjalideks või teenusteks?
Näide :
- Tuak on omamoodi jook, mis on saadud suhkrut sisaldavate jookide / puuvilja koostisosade kääritamise tulemusena.
-
Teip on mingi kondiitritoode, mida toodetakse kääritamisprotsessi (kääritamise) käigus. Lindi saab valmistada maniokist (maniokk) ja tulemust nimetatakse “maniokilindiks”. Kui see on valmistatud mustast kleepuvast riisist või valgest kleepuvast riisist, nimetatakse tulemust “teibimassiks” või “kleepuvaks riisiks”.
-
Sojakaste on köögis leiduv vürts või toidu maitseaine musta vedeliku kujul, mis maitseb magusalt või soolaselt. Sojakastme valmistamise põhikomponendid on tavaliselt sojaoad või mustad sojaoad. Magus sojakaste on tavaliselt paks ja valmistatud sojaubadest, samas kui sojakaste on vedelam ja valmistatud suurema soolakoostisega sojaoad või isegi merekalad ja neid saab valmistada ka veest kookospähkel.. Lisaks sojaubadest või mustadest sojaubadest ja isegi kookosveest valmistamisele võib sojakastet valmistada ka tofu valmistamisel tekkivatest tahketest jäätmetest. Töötlemisviis on sama mis sojakastme töötlemisel. Tofujääkidest toodetud sojakastet on sojakastmest aroomi, maitse ja värvi poolest raske eristada.
-
Pruulimine on protsess, mis toodab kääritamise teel alkohoolseid jooke. Seda meetodit kasutatakse õlle, sake ja veini tootmisel. Alkohoolsete jookide tootmiseks kasutage tavaliselt puuvilju / seemneid.
-
Kimchi on Korea traditsiooniline toit, marineeritud kääritatud köögivili, mis on valmistatud köögiviljade pesemisel soolatud ja maitsestatud koostisosadega nagu krillkrevetid, kalakaste, küüslauk, ingver ja tšillipulber punane. Köögiviljadest kasutatakse kõige sagedamini sigureid ja kaalikaid. Kimchi koosneb sadadest variatsioonidest, millel on iseloomulik aroom, mis on kõva, terav ja terav. Indoneesias on see peaaegu sama mis sinepirohelisest soolatud köögiviljadest, kuid ei kasuta punast tšillipulbrit ja krillikrevette.
-
Üherakuline valk / SCP on üks viis mikroorganismide kasutamisest valgu vajaduse tootmise suurendamiseks. Selle kõrge valgusisaldus on ± 80%. Näiteks Spirullina sp, mis on võimeline fotosünteesiks, ja Chlorella sp, Chlorophyta, mis sisaldab 50% kuivkaalust valku.
- Ja teised.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Mikroorganismide kasvunõuded ja selgitused
Reproduktiivne biotehnoloogia
Reproduktiivne biotehnoloogia Nimelt biotehnoloogia rakendamine ja arendamine elusolendite, sealhulgas taimede, loomade ja inimeste paljundamise valdkonnas.
Biotehnoloogia taimedes
Sordiaretus on tegevus, mille eesmärk on muuta taimede geneetilist koostist püsivalt, et neil oleksid omadused või välimus vastavalt vägivallatseja eesmärgile. Selle tegevuse läbiviijaid nimetatakse taimekasvatajateks. Taimekasvatus hõlmab tavaliselt vangistuses kasvatamist, ristamist ja selektsiooni. Sordiaretustooted on eritunnustega sordid, mis on kasvatajale kasulikud. Tavaliselt on esmatähtis saada taimi, mis on hea kvaliteediga / paremad ja on juba natuke haruldased või peaaegu välja surnud.
Taimekasvatuse eesmärgid on tavaliselt suunatud kahele:
- Suurema kindlusega kõrge saagikus, mis on tavaliselt suunatud:
• Suurenenud saagikus.
• Vastupidavus teiste organismide häiretele või ebasoodsale keskkonnale.
• Taimede tugev kasv.
• Ühilduvus muude põllumajandustehnoloogiatega. -
Saadud toote kvaliteedi parandamine on tavaliselt suunatud:
• Suurus
• Värv
• Teatud koostisosade sisaldus
• soovimatute tunnuste eemaldamine
• Säilitamise vastupidavus
• Ilu
• ainulaadsus.
Koekultuuri etapid on järgmised:
- Initsiatsioon on kultiveeritavate ja steriilsesse söötmesse tehtavate taimeosade istutamine.
- Korrutamine on peamise taime paljundamine või paljundamine ja istutamine kasvukeskkonda.
- Juurimine on juurorganite moodustumine. Söödele antakse hormoone, et stimuleerida juurorganite moodustumise protsessi ja taime täiuslikku kasvu.
Taimede kloonimise / koekultuuri eesmärgid on:
- Toodetud lühikese aja jooksul suurtes kogustes uusi taimi.
- Toodetakse uusi taimi, millel on samad morfoloogilised ja füsioloogilised omadused kui nende vanematel.
- Püüdena säilitada haruldasi taimi.
- Saab parandada põllumajanduse põllumajandustegevust.
- Nõuab ainult väikest taimset lähtematerjali.
Hüdropoonika on viis kasvatada põllukultuure ilma mulda taimede kasvatamise kohana kasutamata. Vajalikud toitained saadakse vee kaudu, mis sisaldab juba palju anorgaanilisi aineid. Tavaliselt antakse taimede kinnitamise hõlbustamiseks täiendavaid keskkondi liiva või kruusa kujul.
Hüdropoonika eelised on:
- Ei sõltu maa-alast ega kitsusest.
- Vajalike väetiste või toitainete kasutamist saab täpsemini arvutada.
- Vältige mullast pärinevaid haigusi.
- Võib takistada umbrohtude esinemist.
- Parem puuvilja- või taimekvaliteet, et suurendada saagikust.
- Ei sõltu konkreetsest aastaajast.
Aeropoonika
on hüdropoonikasüsteemi modifikatsioon. Selles süsteemis ei kasutata üldse meediumit, mistõttu taime juured ripuvad niiskena hoitavas anumas. Toitainete pakkumine, pihustades taimejuuri toitainelahusega.
Aeropoonikasüsteemi eelised
st sõltuvad juured imavad rohkem hapnikku, nii et see võib suurendada ainevahetust ja taimede kasvukiirust. Lisaks ei kao transpiratsiooni tõttu vett.
Biotehnoloogia loomadel
Esimese põlvkonna loomakasvatuslik biotehnoloogia Indoneesias on kunstlik viljastamine / süstimine. Seda alustati 1956. aastal värske vedeltsemendi kasutamisega ja alles 1972. aastal külmutatud tsemendi kasutamisega.
Selle tehnika eesmärk on parandada geneetilist kvaliteeti, eriti piimaveiste ja lihaveiste puhul. On selge, et selle tehnoloogia positiivset mõju piimakarja arengule, kuid lihaveiste arengule pole hästi nähtud.
Kloonimine on geenide kahekordistamise tehnika, mis annab järglasi järgmiste omadustega nii pärilikkuse kui välimuse poolest. Loomadel on totipotentsuse võime madalam, nii et kõiki loomi ei saa kloonida. Enamik kloonitavaid on kõrgemad loomad, näiteks selgroogsed. Selle tehnika saamiseks võetakse doonorilt üks keha rakk, kes soovib, et tema geenid oleksid dubleeritud, ja kombineeriks see munarakuga, mis on võetud peremeesorganismiks.
Loomade kloonimise eesmärgid on:
- Tooda loomi, kelle morfoloogilised ja füsioloogilised omadused on samad kui nende vanematel.
- Lühikese aja jooksul toota suur hulk loomi.
- Suuremate seemnete tootmiseks, millel on tavaliselt kõrge majanduslik väärtus või mis võivad inimestele kasuks tulla.
Biotehnoloogia inimestel
IVF tehnoloogia, nimelt FIV (in vitro viljastamine) meetod on viljastamine, mis toimub väljaspool ema keha. See meetod on spermatosoidide ühendamine parima kvaliteediga munarakkudega väljaspool emakat, asetatakse Petri tassi ja viljastamist abistatakse elektrilainetega, et hõlbustada seemnerakkude liitumist ja munarakud. Pärast ühendamist kantakse sügoot doonori emakasse (ema-peremeesorganism) ja areneb nagu looduslike vahenditega toodetud sigoot.
IVF-tehnoloogia eesmärk
on aidata abielupaare, kellel on raske järglasi saada. Või ka üksikvanemate jaoks, kes soovivad lapsi kasvatada munaraku või seemnerakkude annetamise teel, et nad oleksid nende bioloogilised lapsed, kuigi nad kasutavad embrüo kasvatamiseks peremees-ema.
Inimestes saab kloonida ka, kuid religiooni ja tehnoloogia osas vaadatakse seda endiselt üle. Nii et siiani on veel palju teadlasi, kes on inimeste kloonimise uurimise poolt ja vastu.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Mikroorganismide tüübid, määratlus ekspertide sõnul koos näidetega
Põllumajanduslik biotehnoloogia
Põllumajanduse biotehnoloogia Nimelt biotehnoloogia rakendamine ja arendamine põllumajanduses, mis on kasulik põllumajanduse saagikuse / põllumajandusliku kasvatamise suurendamiseks. Kahjurite tõrjemeetodiks on bioloogiline tõrje, nimelt kahjurite tõrjumine kiskjate või nende kahjurite looduslike vaenlaste abil.
Näide:
- Kaktuse umbrohtusid saab hävitada selliste loomadega nagu kirbud.
- Kookostaimi kahjustavaid Artona röövikuid saab hävitada kõrvetavate mesilastega.
- Kirbukahjureid saab hävitajaga hävitada.
- Bacillus thuringensis
nimelt bakterid, mida saab kasutada taimekahjurite röövikute patogeenidena. -
Bakteritüvi miinus jää
st bakterid, mida kasutatakse taimedel talvel jää tekke vältimiseks, et suurendada saagi saagikust. Kuna jääkristallid hävitavad taimerakud, rebenevad rakumembraani, tapavad raku / kogu taime. -
Rhizobium leguminosorum
nimelt bakterid, mida kasutatakse sojaubataimedes õhus oleva lämmastiku (N) sidumiseks / glütsiin max, et suurendada saagi saagikust. -
Azotobacter chroococcum
nimelt bakterid, mida kasutatakse maisitaimedes / Zea mays õhus oleva lämmastiku (N) sidumiseks, et vähendada maisitaimede sõltuvust väetistest. -
roheline revolutsioon
nimelt jõupingutused taimede olemuse muutmiseks uute, paremate ja tulusamate omadustega taimedeks. Nagu lühiajalised riisitaimed, kiiresti ja rikkalikult vilja kandvad viljataimed, taimehoppuritele vastupidavad põllukultuurid jne.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Organismi mõiste
Biotehnoloogia mäetööstuses
Biotehnoloogia mäetööstuses, nimelt biotehnoloogia rakendamine ja arendamine mäetööstuses.
Thiobacillus ferrooxidans on kemolüütiline bakter või ka kivimit sööv bakter, mis areneb happelises keskkonnas. Need bakterid suudavad eraldada vase maagist keemilise reaktsiooni kaudu, mis vabastab kivimitest vase (Cu). Lisaks kemolüütiliste bakterite poolt toodetud Cu-le võib see toota ka mangaani (Mn) ja uraani.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Sidekude: määratlus, täielik materjal, funktsioonid, komponendid ja tüübid
Farmaatsia / ravimite biotehnoloogia
Nimelt biotehnoloogia rakendamine ja arendamine farmaatsia / elusolendite tervise parandamist toetavate ravimite valdkonnas.
-
Antibiootikumid on nii looduslike kui ka sünteetiliste ühendite klass, millel on supressiivne või peatada organismi biokeemiline protsess, eriti mikroorganismidega nakatumise protsessis (nagu bakterid).
-
Penitsilliin (inglise keeles Penicillin or PCN) on rühm laktaamantibiootikume, mida kasutatakse bakteriaalsete infektsioonide ravis, tavaliselt grampositiivsed. Penitsilliini toodetakse seentest Penicillium chrysogenum ja Penicillium notatum (seda helesinist seent või hallitust leidub kergesti leival, mis jäetakse mitmeks päevaks niiskeks). Tuntud kui penitsilliin G. Avastas Šoti teadlane Alexander Fleming 1928. aastal.
-
Streptomütsiin on antibiootikum, mida toodab seen Streptomyces grriceus. Seda antibiootikumi kasutatakse tuberkuloosi raviks.
-
Tsefalosporiinid on antibiootikumid, mida toodab seen Cephalosporium acremonium. Seda antibiootikumi kasutatakse kopsupõletiku (kopsupõletik) raviks.
-
Aminohapped on aminohapped, mida toodab bakter Corynebacterium glutamicum. Seda aminohapet kasutatakse toitumise, tervise, toiduainetööstuse ja muude keemiatööstuste jaoks.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Gonosoomide ja autosoomide erinevus pärilikkuse täielike tunnuste põhjal
Biotehnoloogia rakendamine mitmel alal
1. Biotehnoloogia rakendamine meditsiinis ja tervishoiusektoris
Seda rakendust nimetatakse punaseks biotehnoloogiaks, alustades haiguse analüüsimise või diagnoosimise ja haiguse ravimise etapist.
Mõned näited biotehnoloogiast meditsiinis ja tervishoius, näiteks mikroorganismide kasutamine antibiootikumides või vaktsiinides, mikroorganismide kasutamine hormoonides suhkurtõbi, IVF, monoklonaalsed antikehad, tüvirakkude kasutamine insuldi raviks ja geeniteraapia geneetiliste haiguste raviks.
2. Biotehnoloogia rakendamine põllumajanduses ja loomakasvatuses
See biotehnoloogia on roheline biotehnoloogia, mida viiakse läbi geenimodifikatsiooni ja geenitehnoloogia abil saada paremaid sorte, kõrge tootlikkus, kõrge toiteväärtus, vastupidav kahjuritele, patogeenidele ja herbitsiididele.
See on suuresti kaasa aidanud sordiaretuse ja inimelu edenemisele ning mõjutab isegi inimmajanduse enda arengut.
3. Biotehnoloogia rakendamine kaevandamisel (biometallurgia)
Kaevandamise valdkonnas areneb biotehnoloogia metallide eraldamiseks nende maagidest, nimelt bakteri Thiobacillus ferrooxidans abil. Need bakterid on kemolitotrofid, mis on võimelised eraldama oma maagist metalle.
Energia, mida Thiobacillus ferroxidans kasutab metallide eraldamisel maagist, tuleb anorgaaniliste ühendite, eriti raua ja väävliühendite oksüdeerumisest. Raudsulfaadi väävelhape lahustab metalli maagist.
Järgmised on bakterite etapid vase eraldamisel maagist, nimelt:
- Bakterid reageerivad väävli ja rauaühendite kivimis lahustamisega. Lisaks oksüdeerivad bakterid Fe2 + Fe3 + -ks.
- Element S FeS2-s reageerib vesinikioonide ja hapnikumolekulidega, moodustades H2SO4.
- CuSO4 sisaldavas maagis olevad Fe3 + ioonid oksüdeerivad Cu + ioonid Cu2 + -ks ja reageerivad H42S04-st saadud SO42- -ga, moodustades CuSO4.
- Järgmine reaktsioon on järgmine:
CuSO4 + 2Fe + H2SO4 ^ 2FeSO4 + Cu + 2H +
4. Biotehnoloogia rakendamine keskkonnasektoris (Biromediation)
- Vedelate jäätmete töötlemine
Orgaanilisi vedelaid jäätmeid võivad anaeroobsed bakterid lagundada alternatiivsete kütuste (biogaas) saamiseks. Valke, rasva ja süsivesikuid sisaldavad vedelad jäätmed kääritatakse metanobakterite poolt anaeroobselt, et need saaksid toota biogaasi. -
Jäätmete / tahkete jäätmete töötlemine
Jäätmete töötlemine mikroobide abil toimub orgaaniliste jäätmete kompostimisel. Kompostimist saab teha aeroobselt või anaeroobselt. -
Biolagunev plast
Üks jõupingutusi reostust tekitavate plastijäätmete vähendamiseks on biotehnoloogia abil biolaguneva plasti tootmine. Biolagunevate plastide valmistamiseks võimelised mikroobid hõlmavad Alxaligenes eutrophust. Teine biolagunev plast on Pululan, mida toodab Aureobasidium pullulans. -
Vanaõli töötlemine
Mikroorganismid, mis mängivad rolli õlijäätmete ületamisel, nimelt:
- Pseudomonas geneetiliselt muundatud Dr. Tšakrabarty suudab puhastada naftareostuses olevaid süsivesinikuühendeid, purustades nafta süsivesinike sidemed.
- Acinetobacter calcoacetinius on võimeline tootma emulsiooni, mis põhjustab õli segunemist veega, et mikroobid saaksid selle lagundada.
- Zhantomonas campestris võib õlireostusi koguda pärast seda, kui õlile on antud paksendamiseks ksantaankummi.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Bakterirakkude paljunemine
Biotehnoloogia eelised
Biotehnoloogia eelised jagunevad kolmeks põhiosaks, sealhulgas:
Biotehnoloogia eelised põllumajanduses
Tänapäeval on hübridiseerimise teel leitud palju paremaid seemneid, et saada soovitud uusi sorte. Hübridisatsioonitehnikate abil on saadud suurepäraseid sorte nagu oad ja teraviljad. Kõrgemat sorti riisisortidel on hea maitse, haiguskindlus, pikk säilivusaeg ja lühike eluiga.
Tänapäeval on kahjuritõrje välja töötatud bioloogilise kahjuritõrje abil, sest pestitsiidide kasutamine võib põhjustada kahjuritest kahjurite teket resistentsed pestitsiidide jäägid võivad keskkonda reostada ja jääke ladustatakse taimedes, mis põhjustab mitmesuguseid probleeme kogu eluks inimlik. Kahjuritõrjet saab teha mitmel viisil, sealhulgas:
- ära kasutama näiteks looduslikke kiskjaid: Artona liblika jaoks kipitav mesilaste kahjur, mis kahjustab kookospähkleid.
- murda kahjurite elutsüklit, näiteks külvikorda tehes
- kasutades kauakestvaid ülemisi seemneid, näiteks VUTW (tugevusele vastupidavad kõrgemad sordid).
Toidu pakkumine, eriti taimede seemnete paljundamine, paljundamiseks töötatakse välja koekultuuritehnikad istanduskultuurid, mida paljundatakse vegetatiivselt ja mis toodavad paljudest kudedest palju taimede klooni vara.
Biotehnoloogia eelised tervishoiusektoris
Antibiootikumide avastamine seentest. Penitsillium võimaldab toota suures koguses penitsilliini, kultiveerides penitsilliumi fermentatsioonipaagis, mis sisaldab lahust selle kasvu jaoks. Samuti leitakse, et vaktsiine kasutatakse vaktsineeritud inimeste immuunsüsteemi suurendamiseks, et need pakuksid vaktsineeritud inimestele kaitset keha teatud viiruste ja bakterite rünnaku eest, näiteks: vaktsineerimine hepatiidi vastu ja vaktsineerimine läkaköha vastu bakterid).
Biotehnoloogia eelised sotsiaalsetes probleemides
DNA-molekule saab rakkudest eraldada ja seejärel tuvastada, et anda igale inimesele tüüpiline restriktsiooniensüümi pilt. Mõrvajuhtumites saavad kohtud süüdlase jälile saada, kui kurjategija jättis kuriteopaika vere- või koeproovi. Samamoodi saab kohtus laste pärast tülitsemise juhtumid lahendada DNA-testi tulemuste abil, sest lastel on samad piiranguensüümid kui nende vanematel.
Pärast ülaltoodud biotehnoloogia eeliste uurimist arutatakse järgmises biotehnoloogia ohte.
Kas olete kunagi kuulnud terminist bioloogiline relv? Bioloogilised relvad (inglise keeles biological arms) on relvad, mis kasutavad patogeene (bakterid, viirused või muud haigust tekitavad organismid) kui vahendit tapmiseks, vigastamiseks või teovõimetuks muutmiseks vaenlane. Laiemas tähenduses ei ole bioloogilised relvad mitte ainult patogeensed organismid, vaid ka teatud organismide tekitatud ohtlikud toksiinid. Tegelikkuses ründavad bioloogilised relvad mitte ainult inimesi, vaid ka loomi ja taimi.
Bioloogiliste relvade tootmine ja ladustamine on keelatud 1972. aasta bioloogiliste relvade konventsiooniga, millele kirjutasid alla enam kui 100 riiki. Selle keelu põhjus on vältida bioloogiliste relvade tekitatavaid mõjusid, mis võivad tappa miljoneid inimesi ning hävitada majandus- ja sotsiaalvaldkondi. Bioloogiliste relvade konventsioon keelab aga ainult bioloogiliste relvade tootmise ja hoidmise, kuid ei keela nende kasutamist.
Loe ka artikleid, mis võivad olla seotud: Rakkude ainevahetus ja selle seletus
Biotehnoloogia mõju ja ennetamine
Biotehnoloogia positiivne mõju
Biotehnoloogia positiivne mõju on inimeste heaolu parandamiseks kasulike toodete tootmine.
- Jäätmekäitlusbiotehnoloogia toodab biogaasi, komposti ja aktiivmuda tooteid.
- Meditsiinivaldkonna biotehnoloogia võib toota ravimeid, sealhulgas vaktsiine, antibiootikume, monoklateeritud antikehi ja interferoone
- Biotehnoloogia võib suurendada põllumajanduslikku mitmekesisust ja saagikust koekultuuri, lämmastiku fikseerimise, taimekahjustajate tõrje ja taimehormoonide manustamise kaudu.
- Biotehnoloogia võib toota kütust, töödeldes biomassi etanooliks (vedelaks) ja metaaniks (gaasiks).
- Tööstussektori biotehnoloogia võib toitu ja jooke toota, sealhulgas leiva, nata decoco, brem, või, jogurti, tempehi, sojakastme, õlle ja veini valmistamine.
Biotehnoloogia negatiivne mõju
- Põhjustada inimestel haigusi
Antibiootikumide moodustumist kodeerivad geenid võivad bakterites kokku kukkuda ja inimestel haigusi põhjustada. - Põhjustab allergilist reaktsiooni
GMO-toodete tarbimisest põhjustatud allergiate tekkimine. - Looduse säilimise ähvardamine
- Geneetiliselt muundatud mais võib hävitada kahjutud röövikud.
- Geenitehnoloogia võib tekitada super-gluma.
- Geneetiliselt muundatud taimed võivad kahjustada neid söövaid linde.
- Põhjustas osa algse iduplasmi väljasuremise, kuna praegu töötatakse välja ainult geneetiliselt muundatud tooteid. - Kasutatakse potentsiaalselt sõja tööriistana
Mõni inimene võib tahtlikult luua sõja eesmärgil uusi geenikombinatsioone (näiteks keemiarelvad ja bioloogilised relvad).
Plasmiidtehnoloogiat kasutavad rakendused
Insuliini valmistatakse inimkehas insuliini geeni kontrolli all. See insuliin võetakse seejärel inimkeha langerhansi saartelt ja sisestatakse seejärel bakteriplasmiidi. Insuliinigeeni ühendamiseks plasmiidiga on vaja geneetilist rekombinatsiooni. DNA rekombineerimisel lõigatakse ja ühendatakse DNA.
-
Lõikamis- ja liitumisprotsess
Lõikamis- ja pleissimisprotsessis kasutatakse lõikamis- ja pleissimisensüüme. Lõikavad ensüümid on tuntud kui restriktsiooni ensüümid või lõikavad ensüümid, mida nimetatakse restriktsiooni endonukleaasideks. Neid lõikavaid ensüüme on palju ja iga ensüüm saab DNA-s lõigata ainult teatud aluse järjestusi. -
Lõikamistulemused
Lõikamise tulemuste saamiseks täiendava punktiga DNA tükina. Lisaks on soovitud inimese DNA ühendatud plasmiidniidi paljastatud osaga, kasutades DNA ligaasi ensüümi, mis katalüüsib kahe DNA ahela vahelist fosfodiestersidet.
DNA lõikamine inimese geenide ja selle plasmiidniidi vahel võib ühenduda, kuna inimese DNA lõikamiseks kasutatud endonukleaas ja plasmiidniit on sama tüüpi. Nii, et sellest tulenevad sama struktuuri otsad. Inimese geene ja plasmiide, mis on sulandunud, moodustades plasmiidide ringi, nimetatakse kimäärideks (rekombinantne DNA).
Seejärel sisestatakse chyme märklaudrakku E. coli. Need bakterid elavad normaalselt ja neil on lisa, mis on kooskõlas sisestatud geeni olemusega. B-bakterid Seejärel kasvatatakse Coli aretuseks. Need bakterid suudavad seejärel toota inimese hormooni insuliini. Selle insuliinihormooni saab lõpuks koristada kasutamiseks inimestele, kes seda vajavad. Selle geneetiliselt muundatud insuliini eeliseks on see, et selles pole saastunud loomset valku, mis sageli põhjustab allergiat.
Bibliograafia
- Ahmad. 2003. Meditsiini täielik sõnastik, parandatud väljaanne. Kirjastus Gitamedia Press-Surabaya.
- Furqonita, D. 2007. Gümnaasiumi BIOLOOGIA teadussari IX. Kirjastaja Quadra kirjastajalt Yudhistira-Jakarta.
- Hidayati. 2004. PRAKTILINE BIOLOOGIA Gümnaasiumi I, II ja III klassile. Kokkuvõte ja näite küsimused. True Wisdom-Bantuli kirjastaja, Yogyakarta.
- Kadaryanto, al. 2007. BIOLOOGIA 3. Yudhisthira kirjastus, Jakarta.
- Lawrence, E. 1991. Hendersoni sõnastik: bioloogilised terminid. Kümnes väljaanne. Longman Scientific & Technical-Inglismaa
- Nurhayati, N. 2008. Kakskeelsed IPA-BIOLOOGIA tunnid SMP / MT-dele. IX klass. Yrama Widya, Bandung.
- Prawirohartono, S. ja Hadisumarto, S. 1999. BIOLOOGILINE TEADUS 2b. Keskkooli 2. kursuse teisel kursusel vastavalt 1994. aasta õppekavale. Maa-kirjaoskuse kirjastus, Jakarta.
- Prawirohartono, S. ja Kuncorowati. 2003. BIOLOOGIA 3. klassi noorema keskkooli 1994. aasta õppekava jaoks. 1. semester ja 2. semester. Maa-kirjaoskuse kirjastus, Jakarta.
- Saktiyono. 2004. Noorema keskkooli bioloogia 2. Esis - kirjastus Erlangga, Jakarta.
- Suhono, B. 2002. Botaaniline sõnastik. Gümnaasiumiõpilastele, gümnasistidele, üliõpilastele ja laiemale avalikkusele. Joang Sejati-Bogori ühistu kirjastaja.
- SMP / MT-de teadusmeeskond. 2007. Loodusteadused 3. PT. Galaxy Puspa Mega, Jakarta.
- SMP / MT-de teadusmeeskond. 2001. BIOLOOGIA 3. SLTP klassi 3 jaoks. PT. Galaxy Puspa Mega, Jakarta.