Biotekniikan määrittely, tyypit, kentät, hyödyt ja vaikutukset
Biotekniikan määritelmä
Biotekniikka on tekniikka, joka käyttää organismeja tai niiden osia tavaroiden ja palveluiden hankkimiseen. Jatkokehityksessä biotekniikka määritellään organismien, järjestelmien periaatteiden ja tekniikan käyttöön tai biologiset prosessit eliöiden tuottamiseksi tai lisäämiseksi tai tuotteiden tai palvelujen tuottamiseksi elämän hyväksi ihmisen.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Autotrofit ja heterotrofit
Biotekniikan soveltamisala
- Geenitekniikka, mukaan lukien kasvit ja eläimet.
- Teollinen biotekniikka, mukaan lukien ruoka ja juoma.
- Lisääntymis-, eläin-, kasvi- ja ihmisen biotekniikka.
- Lääketieteellinen / farmaseuttinen / lääkebiotekniikka.
- Maatalouden biotekniikka.
- Biotekniikka kaivosteollisuudessa.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Mikro-organismit - määritelmä, ominaisuudet, syklit, lisääntyminen, siirto, tyypit, käyttötavat, vaikutukset
Biotekniikan lajit ja tyypit
Perinteinen biotekniikka
Perinteinen biotekniikka on yksinkertainen biotekniikka, joka soveltaa biologian, biokemian tieteitä. Tekninen tekniikka on edelleen rajoitetulla tasolla. Perinteisessä biotekniikassa käytetään kokonaisia eläviä kehoja. Biokemialliset ja geneettiset prosessit tapahtuvat luonnollisesti. Biotekniikassa tehdyt manipulaatiot rajoittuvat vain ympäristön ja kasvualustojen manipulointiin, eivätkä ne saavuta geenitekniikan tasoa.
Jos on, tekniikka, joka tapahtuu, on yksinkertaista ja muutokset eivät ole tavoiteltuja. Tavanomaista biotektologiaa ei käytetä kalliiden tuotteiden valmistamiseen, ja se käyttää suhteellisen alhaisia kustannuksia, ja käytetty tieto siirretään yleensä sukupolvelta toiselle.
- ominaisuudet on käyttää yksinkertaisia menetelmiä / tekniikoita ilman monia tai monimutkaisia työkaluja, jotka on tuotettu pieninä määrinä ja käyttämättä tieteellisiä menetelmiä / periaatteita. Tässä biotekniikassa käytetään yleensä vain yhtä mikro-organismia, kuten bakteereja ja sieniä.
Moderni biotekniikka
Nykyaikaisessa biotekniikassa on käytetty korkeatasoisia ja kohdennettuja tekniikoita, jotta tuloksia voidaan hallita oikein usein käytetään elävän ruumiin geneettistä manipulointia kohdennetulla tavalla siten, että tulokset saadaan odotetun mukaisesti haluttu.
Nykyaikaisessa biotekniikassa käytetty tekniikka on geneettisen materiaalin (DNA) geneettinen manipulointi. in vitro, nimittäin biologiset prosessit, jotka tapahtuvat solun tai organismin ulkopuolella, esimerkiksi putkessa oikeudenkäynti. Siksi nykyaikainen biotekniikka tunnetaan myös nimellä geenitekniikka, joka on prosessi, jolla pyritään tuottamaan organismeja Siirtogeeniset siirtogeeniset organismit ovat organismeja, joissa niiden kromosomien geneettisen tiedon sekvenssiä on muutettu siten, että niillä on seuraavat ominaisuudet: kannattava.
- ominaisuudet on käyttää moderneja / hyviä menetelmiä / tekniikoita käyttäen hienostuneita tai monimutkaisia, suurina määrinä tuotettuja työkaluja ja tieteellisiä menetelmiä / periaatteita. Mikro-organismien käytön lisäksi tässä biotekniikassa käytetään muiden organismien, kuten eläinten tai kasvien, ruumiinosia.
Päinvastoin kuin perinteisessä biotekniikassa, nykyaikainen biotekniikka on käyttänyt uusimpia menetelmiä, nimittäin:
a. Kasvien kudosviljely
Kasvikudosviljely on tekniikka kasvinosien kasvattamiseksi joko solujen, kudosten tai elinten muodossa aseptisissa olosuhteissa in vitro. Kudosviljely voidaan tehdä totipotenssin luonteen vuoksi, nimittäin jokaisen kasvisolun kyky kasvaa uudeksi yksilöksi sopivassa ympäristössä.
Kudosviljelmässä viljeltävä kasvi on ainakin kasvava nuori kudos, kuten juuret, nuoret lehdet ja versot. Viljeltävää kasvin osaa kutsutaan eksplantiksi.
1. Kudosviljelytekniikat
Kudosviljelytekniikalla varustettuja kasveja voidaan saada neljässä vaiheessa seuraavasti.
- Aloitusvaihe on vaihe, jossa explantteja istutetaan mediaan. Käytetty väliaine on nestemäinen väliaine, joka koostuu ravinteista ja kasvun säätelijöistä.
- Lisääntymisvaiheessa (viljelyn lisääntyminen) eksplantti kasvaa valkoiseksi kalluksen kaltaiseksi kudokseksi, jota kutsutaan protormormin kaltaiseksi kappaleeksi (PLB).
- Plantletin tuotantovaiheessa PLB kehittyy pieniksi kasveiksi, joita kutsutaan plantletsiksi.
- Akklimatisaatiovaiheessa istutukset erotettiin ja viljeltiin kiinteässä alustassa. Kun kasvista on kasvanut täydellinen kasvi, kasvi siirretään polybagiin.
Kudosviljely toimii hyvin, jos tarvittavat ehdot täyttyvät. Näitä ehtoja ovat muun muassa:
- Eksplantaattien valinta kalluksen muodostumisen perusmateriaaliksi.
- Sopivan väliaineen käyttö
- Aseptinen tila.
- Hyvä ilmastointi.
2. Kudoskulttuurin edut ja haitat
Suorittamalla kasvikudosviljely voidaan saavuttaa seuraavat edut.
- Hanki lyhyessä ajassa paljon siemeniä, jotka ovat identtisiä vanhemman kanssa.
- Tuholaisilta ja sairauksilta suojatut siemenet.
- Tuota uusia lajikkeita haluamallasi tavalla.
- Hanki kasvien aineenvaihdunnan (toissijaiset metaboliitit), kuten kumin, hartsin, tulokset ilman suurta kasvipinta-alaa eikä sinun tarvitse odottaa kypsiä kasveja.
- Uhanalaisten kasvien säilyttäminen.
Sen lisäksi, että kudosviljelmällä on etuja, sillä on myös seuraavat haitat.
- Tarvitaan suhteellisen korkeita kustannuksia.
- Vain tietyt ihmiset voivat tehdä sen, koska heillä on erityisiä taitoja.
- Kudosviljelmän taimet vaativat sopeutumisprosessin, koska ne ovat tottuneet kosteisiin ja aseptisiin olosuhteisiin.
b. Geneettinen manipulointi
Geenitekniikka on prosessi elävien organismien geenien muuttamiseksi. Geenitekniikka tehdään eristämällä ja tunnistamalla ja kertomalla haluttu geeni.
Erilaiset geenitekniikan tekniikat ovat kehittyneet mahdolliseksi, koska löydettiin:
- Rajoitusendonukleaasientsyymit, jotka voivat leikata DNA-säikeitä.
- Ligaasientsyymit, jotka voivat yhdistää DNA-juosteet uudelleen.
- Plasmidit, joita voidaan käyttää vehikkelinä tiettyjen DNA-säikeiden palojen siirtämiseksi mikro-organismisoluihin.
Geenitekniikan tekniikat voidaan tehdä:
1. DNA-rekombinaatio
DNA-rekombinaatio on prosessi, jolla 2 DNA liitetään eri organismeista. Tulosta yhdistämällä yksilöiden DNA, joita ei ole sama, kutsutaan yhdistelmä-DNA: ksi. Yhden yksilön geenejä, jotka on insertoitu tai yhdistetty toisen yksilön geenien kanssa, kutsutaan siirtogeeneiksi, yksilöitä kutsutaan siirtogeenisiksi.
DNA-rekombinaatio voi tapahtua luonnollisesti ja keinotekoisesti. Tämä voi tapahtua luonnollisesti:
- Ylitys, nimittäin kromatidien vaihtaminen homologisissa kromosomeissa siten, että DNA on irti ja silloitettu.
- Transduktio, joka on bakteerien DNA: n liittäminen toisiinsa viruksen avulla.
- Transformaatio, nimittäin piirteiden siirtäminen mikrobista toiseen ensimmäisen mikrobin tiettyjen DNA-osien kautta.
Keinotekoinen DNA-rekombinaatio tapahtuu silmukoimalla DNA in vitro. DNA-rekombinaatiotekniikka vaatii välittäjän tai vektorin geenien lisäämiseksi kohdesoluihin bakteeriplasmidien muodossa, joten se on plasmiditekniikan muoto. Plasmidi on pieni DNA-ympyrä yksisoluisissa bakteereissa tai eukaryooteissa, joka voi replikoitua.
DNA-rekombinaatiomenetelmät ovat:
- Halutun geenin tunnistaminen luovuttajageenille.
- Luovuttajageenit eristetään leikkaamalla luovuttajageeni sitä ympäröivästä DNA: sta.
- Plasmidien (DNA-renkaat) uuttaminen bakteerisoluista.
- Avaa plasmidin ja lisää halutun tiedon sisältävän palan DNA: ta.
- Rekombinantti-DNA: ta sisältävän plasmidin lisääminen bakteerisoluun.
- Muokattujen bakteerien viljely fermentointiputkessa.
Esimerkki DNA: n rekombinaatiosta bakteereissa on bakteerien E. valmistama insuliini. coli.
2. Hybridoma / solufuusiotekniikka.
Hybridoomatekniikka on kahden solun yhdistäminen eri tai samoista organismeista (solufuusio) siten, että tuottaa yhden solun hybridisolun (hybridooman) muodossa, jolla on molempien solujen ominaisuuksien yhdistelmä että. Prosessi solujen yhdistämiseksi sähköä käyttäen, joten prosessia kutsutaan sähköfuusioksi.
Hybridoomatekniikassa tarvittavat asiat:
- Geenilähdesolut ovat soluja, joilla on haluttu ominaisuus.
- Säiliösolut ovat soluja, jotka pystyvät jakautumaan nopeasti (esim. Myeloomasolut).
- Fuusiogeenit ovat aineita, jotka nopeuttavat solujen fuusioitumista (esim. NaNO3).
Hybridoomatekniikoita voidaan käyttää tärkeiden tuotteiden, kuten monoklonaalisten vasta-aineiden, uusien lajien muodostumisen ja kromosomikartoituksen valmistamiseen.
3. Klooni
Kloonaus tulee englanninkielisestä kiinnittämisestä, mikä tarkoittaa yritystä luoda kaksoiskappaleita organismista aseksuaalisen prosessin kautta. Kloonauksen päätarkoitus on eristää haluttu geeni kaikista luovuttajaorganismin olemassa olevista geeneistä (kromosomeista). Tämän tavoitteen saavuttamiseksi kloonaus voidaan tehdä alkioiden kloonauksella ja ydinsiirrolla. Alkion kloonaus tapahtuu in vitro -hedelmöityksellä, esimerkiksi kloonaamalla geneettisesti identtiset lehmät karjan tuottamiseksi.
Vaikka kloonaus ydinsiirrolla on yhden solun ytimen siirtyminen toiseen siten, että saadaan uusi yksilö, jolla on uusia ominaisuuksia sen saaman ytimen mukaan. Kloonaus ydinsiirrolla tapahtuu käyttämällä somaattisia soluja geenilähteenä. Esimerkki kloonaamisesta ydinsiirrolla on lampaat Dolly.
Esimerkkejä geenitekniikan tuloksista:
- Hepatiittirokote, joka on valmistettu hiivasoluista, joihin on lisätty viruksen geenit, tuottaa proteiinikerroksen, jota käytetään hepatiittirokotteiden valmistamiseen.
-
Ihmisen insuliinihormonigeenistä tuotettu hormoni-insuliini insertoidaan bakteeri-DNA: han entsyymien avulla. Aikaisemmin bakteerien DNA leikattiin myös entsyymeillä. Sitten bakteeri-DNA lisätään bakteerisoluun ja kasvaa lisääntymään yhdessä insuliinihormonigeenin kanssa, mikä johtaa suurten määrien hormoni-insuliinin tuotantoon.
-
Monoklonaalisia vasta-aineita tuotetaan yhdistämällä lymfosyytit (vasta-ainetta tuottavat solut) sairaiden solujen kanssa. Tätä monoklonaalista vasta-ainetta voidaan käyttää syövän hoitoon, myrkytyksen estämiseen ja raskauden merkkien tuntemiseen.
-
Protoplasman sisällyttäminen on geenitekniikka, jota voidaan käyttää maataloudessa. Kuten protoplasman yhdistäminen sellaisten hybridikasvien tuottamiseksi, joilla on uusia ominaisuuksia ja jotka voivat voittaa taudit.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Selitys mikro-organismeista metallimalmien erottimina
Teollinen biotekniikka
Onko soveltamista ja kehittämistä biotekniikan teollisuuden sekä elintarvike-ja juomateollisuudessa. Onko prosessi, jossa bakteereja, viruksia, sieniä, kuten perusaineita jalostetaan valmiiksi materiaaleiksi tai palveluiksi, käytetään elintarvike- ja juomateollisuudessa.
Esimerkki :
- Tuak on eräänlainen juoma, joka on seurausta sokeria sisältävien juomien / hedelmien ainesosien käymisestä.
-
Nauha on eräänlainen makeinen, joka on valmistettu käymisprosessista (käyminen). Nauha voidaan valmistaa maniokista (maniokki) ja tulosta kutsutaan ”maniokkinauhaksi”. Kun se valmistetaan mustasta tahmeasta riisistä tai valkoisesta tahmeasta riisistä, tulosta kutsutaan "teippiä" tai "teippiä tahmeaa riisiä".
-
Soijakastike on keittiön mauste tai ruoka-aromi mustan nesteen muodossa, joka maistuu makealta tai suolaiselta. Soijakastikkeen perusaineet ovat yleensä soijapapuja tai mustia soijapapuja. Makea soijakastike on yleensä paksu ja valmistettu soijapavuista, kun taas soijakastike on nestemäisempää ja valmistettu soijapavut, joilla on korkeampi suolakoostumus, tai jopa merikalat, ja ne voidaan valmistaa myös vedestä kookospähkinä.. Soijakastike voidaan valmistaa soijapavuista tai mustista soijapapuista ja jopa kookosvedestä, mutta myös tofun valmistuksessa syntyvästä kiinteästä jätteestä. Käsittelymenetelmä on sama kuin soijakastikkeen käsittely. Tofujuoksusta valmistettua soijakastiketta on vaikea erottaa aromin, maun ja värin suhteen soijakastikkeesta.
-
Panimo on prosessi, joka tuottaa alkoholijuomia käymisprosessin avulla. Tätä menetelmää käytetään oluen, saken ja viinin tuotannossa. Käytä yleensä hedelmiä / siemeniä alkoholijuomien valmistamiseen.
-
Kimchi on perinteinen korealainen ruoka, eräänlainen peitattu fermentoitu vihannes, joka on valmistettu pesemällä vihanneksia suolattu ja maustettu ainesosilla, kuten krillikatkaravut, kalakastike, valkosipuli, inkivääri ja chilijauhe punainen. Yleisimmin käytetyt vihannekset ovat juurisikuri ja nauri. Kimchi koostuu sadoista muunnelmista, joilla on tyypillinen aromi, joka on kova, terävä ja pistävä. Indonesiassa se on melkein sama kuin vihreistä sinappivihreistä valmistetut suolatut vihannekset, mutta siinä ei käytetä punaista chilijauhetta ja krillikatkarapuja.
-
Yksisoluinen proteiini / SCP on yksi tapa käyttää mikro-organismeja proteiinitarpeiden tuotannon lisäämiseksi. Sen korkea proteiinipitoisuus on ± 80%. Esimerkiksi Spirullina sp, joka kykenee fotosynteesiin, ja Chlorella sp, Chlorophyta, joka sisältää 50% proteiinia kuivapainosta.
- Ja muut.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Mikro-organismien kasvuolosuhteet ja selitykset
Lisääntymisbiotekniikka
Lisääntymisbioteknologia Nimittäin bioteknologian soveltaminen ja kehittäminen elävien esineiden lisääntymisen alalla, mukaan lukien kasvien, eläinten ja ihmisten lisääntyminen.
Biotekniikka kasveissa
Kasvien jalostaminen on toimintaa, jolla muutetaan kasvien geneettistä koostumusta pysyvästi siten, että niillä on ominaisuudet tai ulkonäkö tekijän tarkoituksen mukaisessa tarkoituksessa. Tämän toiminnan tekijöitä kutsutaan kasvinjalostajiksi. Kasvinjalostukseen sisältyy yleensä vankeudessa tapahtuva jalostus, risteytys ja valinta. Kasvatustuotteet ovat lajikkeita, joilla on erityispiirteitä ja jotka ovat hyödyllisiä viljelijälle. Yleensä etusijalle asetetaan sellaisten kasvien hankkiminen, jotka ovat laadukkaita / parempia ja jotka ovat jo vähän harvinaisia tai melkein sukupuuttoon.
Kasvinjalostuksen tavoitteet kohdistuvat yleensä kahteen asiaan:
- Lisääntynyt varmuus korkeista sadoista, yleensä suunnattu:
• Lisääntynyt myötöteho.
• vastustuskyky muiden organismien tai epäsuotuisan ympäristön häiriöille.
• Kasvien voimakas kasvu.
• Yhteensopivuus muiden maataloustekniikoiden kanssa. -
Tuloksena olevan tuotteen laadun parantaminen on yleensä suunnattu:
• Koko
• Väri
• Tiettyjen ainesosien sisältö
• Ei-toivottujen ominaisuuksien poistaminen
• Säilytyksen kestävyys
• Kauneus
• Ainutlaatuisuus.
Kudosviljelyn vaiheet ovat:
- Aloitus on viljeltävien ja steriiliin väliaineeseen suoritettavien kasvinosien istuttaminen.
- Kertolasku on pääkasvin lisääntyminen tai lisääntyminen ja istutettu kasvualustaan.
- Juurtuminen on juurielinten muodostuminen. Väliaineelle annetaan hormoneja stimuloimaan juurielinten muodostumisprosessia ja täydellistä kasvien kasvua.
Kasvien kloonauksen / kudosviljelmän tarkoitukset ovat:
- Tuotti uusia kasveja suurina määrinä lyhyessä ajassa.
- Tuotetaan uusia kasveja, joilla on samat morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet kuin heidän vanhemmillaan.
- Pyrkimyksenä säilyttää harvinaisia kasveja.
- Voi parantaa maatalouden maatalousliiketoimintaa.
- Vaatii vain pienen määrän lähtöaineita.
Vesiviljely on tapa kasvattaa satoja käyttämättä maaperää kasvien kasvatuspaikkana. Tarvittavat ravintoaineet saadaan vedestä, joka sisältää jo paljon epäorgaanisia aineita. Annetaan yleensä lisää väliaineita hiekan tai soran muodossa kasvien kiinnittymisen helpottamiseksi.
Vesiviljelyn edut ovat:
- Ei riipu maan alueesta tai kapeudesta.
- Tarvittavien lannoitteiden tai ravinteiden käyttö voidaan laskea tarkemmin.
- Vältä maaperästä tulevia sairauksia.
- Voi estää rikkaruohojen esiintymisen.
- Parempi hedelmien tai kasvien laatu sadon nostamiseksi.
- Ei riipu tietystä vuodenajasta.
Aeroponiikka
on hydroponisen järjestelmän muunnos. Tässä järjestelmässä ei käytetä lainkaan väliainetta, joten kasvien juuret roikkuvat kosteassa säiliössä. Ravintoaineiden hankkiminen ruiskuttamalla kasvien juuret ravinneliuoksella.
Aeroponiikan edut
ts. riippuvaiset juuret imevät enemmän happea, jotta se voi lisätä aineenvaihduntaa ja kasvien kasvunopeutta. Lisäksi vettä ei menetetä haihtumisen vuoksi.
Biotekniikka eläimissä
Eläinten lisääntymisbiotekniikan ensimmäinen sukupolvi Indonesiassa on keinosiemennys / ruiskutusparitus. Se aloitettiin vuonna 1956 käyttämällä tuoretta nestesementtiä ja vasta vuonna 1972 pakastettua sementtiä.
Tämän tekniikan tarkoituksena on parantaa geneettistä laatua, erityisesti lypsykarjan ja lihakarjan kohdalla. On selvää, että tämän tekniikan myönteinen vaikutus lypsykarjan kehitykseen, mutta lihakarjan kehitykseen, ei ole nähty hyvin.
Kloonaus on geenin kaksinkertaistamistekniikka, joka tuottaa jälkeläisiä, joilla on samat ominaisuudet sekä perinnöllisyyden että ulkonäön suhteen. Eläinten totipotenssin kyky on pienempi, joten kaikkia eläimiä ei voida kloonata. Suurin osa kloonattavista on korkeammat eläimet, kuten selkärankaiset. Tämä tekniikka tehdään ottamalla yksi kehon soluista luovuttajalta, joka haluaa, että geenit toistetaan, ja yhdistämällä se munasolusoluun, joka on otettu isäntänä.
Eläinten kloonauksen tavoitteet ovat:
- Tuottaa eläimiä, joilla on samat morfologiset ja fysiologiset ominaisuudet kuin heidän vanhemmillaan.
- Tuottaa suuri määrä eläimiä lyhyessä ajassa.
- Tuottaa ylivoimaisia siemeniä, joilla on yleensä korkea taloudellinen arvo tai joista voi olla hyötyä ihmisille.
Biotekniikka ihmisillä
IVF-tekniikka, nimittäin FIV-menetelmä (in vitro fertilization) on hedelmöitys, joka tapahtuu äidin kehon ulkopuolella. Tämä tekniikka on yhdistämällä siittiösolut munasoluihin, joilla on paras laatu kohtuun, laitetaan petrimaljaan ja lannoitusta autetaan sähköaalloilla siittiösolujen liittymisen helpottamiseksi ja munasolusolut. Yhdistymisen jälkeen sygootti siirretään luovuttajan kohtuun (äiti-isäntä) ja kehittyy kuin luonnollisilla keinoilla tuotettu sygootti.
IVF-tekniikan tarkoitus
on auttaa aviopareja, joiden on vaikea saada jälkeläisiä. Tai myös yksinhuoltajille, jotka haluavat kasvattaa lapsia lahjoittamalla munasoluja tai siittiösoluja siten, että he ovat heidän biologisia lapsiaan, vaikka he käyttävät isäntääitiä alkion kasvatukseen.
Ihmisten kloonaus voidaan myös tehdä, mutta sitä tarkistetaan edelleen uskonnon ja tekniikan suhteen. Joten toistaiseksi on vielä monia tutkijoita, jotka ovat kannattajia ja vastustavat kloonauksen tutkimista ihmisissä.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Mikro-organismien tyypit, määritelmät asiantuntijoiden mukaan yhdessä esimerkkien kanssa
Maatalouden biotekniikka
Maatalouden bioteknologia Nimittäin biotekniikan soveltaminen ja kehittäminen maataloudessa, mikä on hyödyllistä maataloustuotannon tai maatalouden viljelyn lisäämiseksi. Menetelmä tuholaisten torjumiseksi tapahtuu biologisen torjunnan avulla, nimittäin tuholaisten torjunta käyttämällä saalistajia tai näiden tuholaisten luonnollisia vihollisia.
Esimerkki:
- Kaktus rikkaruohot voidaan tuhota eläimillä, kuten kirput.
- Kookoskasveja vahingoittavat Artonan toukat voidaan tuhota pistävillä mehiläisillä.
- Kirpputuholaiset voidaan hävittää kutojamuurahaisilla.
- Bacillus thuringensis
nimittäin bakteerit, joita voidaan käyttää kasvintuhoojina toukkien taudinaiheuttajana. -
Bakteerikanta miinus jää
ts. bakteerit, joita käytetään estämään jään muodostumista talvella kasveilla sadon korottamiseksi. Koska jääkiteet tuhoavat kasvisolut, repivät solukalvon, tappavat solun / koko kasvin. -
Rhizobium leguminosorum
nimittäin bakteerit, joita käytetään sitomaan typpeä (N) ilmassa soijapavun kasveissa / Glycine max kasvinsadon lisäämiseksi. -
Azotobacter chroococcum
nimittäin bakteerit, joita käytetään sitomaan typpeä (N) ilmassa maissikasveissa / Zea-maysissä maissikasvien riippuvuuden vähentämiseksi lannoitteista. -
vihreä vallankumous
nimittäin pyrkimykset muuttaa kasvien luonne kasveiksi, joilla on uusia, parempia ja kannattavampia ominaisuuksia. Kuten lyhytikäiset riisikasvit, nopeasti ja runsaasti hedelmää kantavat hedelmäkasvit, kasvien ostajille vastustuskykyiset kasvit jne.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Määritelmä organismi
Biotekniikka kaivosteollisuudessa
Biotekniikka kaivosteollisuudessa, nimittäin biotekniikan soveltaminen ja kehittäminen kaivosteollisuudessa.
Thiobacillus ferrooxidans on kemolyyttinen bakteeri tai myös kiveä syövä bakteeri, joka kukoistaa happamassa ympäristössä. Nämä bakteerit pystyvät erottamaan kuparin malmista kemiallisen reaktion kautta, joka vapauttaa kuparia (Cu) kivistä. Kemolyyttisten bakteerien tuottaman Cu: n lisäksi se voi tuottaa myös mangaania (Mn) ja uraania.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Sidekudos: Määritelmä, täydellinen materiaali, toiminto, komponentit ja tyypit
Farmaseuttinen / lääkeaineiden biotekniikka
Nimittäin biotekniikan soveltaminen ja kehittäminen farmasian / lääkkeiden alalla, jotka tukevat elollisten terveyden parantamista.
-
Antibiootit ovat luokka yhdisteitä, sekä luonnollisia että synteettisiä, joilla on suppressiivisia tai pysäyttää organismin biokemiallinen prosessi, erityisesti mikro-organismien aiheuttamassa infektioprosessissa (kuten bakteerit).
-
Penisilliini (englanti: penisilliini tai PCN) on ryhmä laktaamiantibiootteja, joita käytetään bakteeri-infektioiden hoidossa, yleensä gram-positiivisia. Penisilliiniä tuotetaan sienistä Penicillium chrysogenum ja Penicillium notatum (tämä vaaleansininen sieni tai hometta löytyy helposti leivästä, joka jätetään kosteaksi useiksi päiviksi). Tunnetaan nimellä Penicillin G. Skotlantilainen tiedemies Alexander Fleming löysi vuonna 1928.
-
Streptomysiini on antibiootti, jonka tuottaa sieni Streptomyces grriceus. Tätä antibioottia käytetään tuberkuloosin hoitoon.
-
Kefalosporiinit ovat Cephalosporium acremonium -sienteen tuottamia antibiootteja. Tätä antibioottia käytetään keuhkotulehduksen (keuhkokuume) hoitoon.
-
Aminohapot ovat Corynebacterium glutamicum -bakteerin tuottamia aminohappoja. Tätä aminohappoa käytetään ravitsemukseen, terveyteen, elintarviketeollisuuteen ja muuhun kemianteollisuuteen.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Gonosomien ja autosomien välinen ero perintöominaisuuksien perusteella
Biotekniikan soveltaminen useilla aloilla
1. Biotekniikan soveltaminen lääketieteen ja terveydenhuollon aloilla
Tätä sovellusta kutsutaan punaiseksi biotekniikaksi alkaen taudin analysoinnin tai diagnosoinnin vaiheesta ja sairauden hoidosta.
Joitakin esimerkkejä biotekniikasta lääketieteessä ja terveydenhuollossa ovat mikro-organismien käyttö antibiooteissa tai rokotteissa, mikro-organismien käyttö hormoneissa diabetes mellitus, IVF, monoklonaaliset vasta-aineet, kantasolujen käyttö aivohalvauksen hoitoon ja geeniterapia geneettisten sairauksien parantamiseksi.
2. Biotekniikan soveltaminen maatalouteen ja karjaan
Tämä biotekniikka on vihreää biotekniikkaa, jota toteutetaan muuntamalla ja geenitekniikalla saada erinomaisia lajikkeita, korkea tuotanto, korkea ravintosisältö, vastustuskykyinen tuholaisille, patogeeneille ja rikkakasvien torjunta-aineille
Tämä on vaikuttanut suuresti kasvinjalostuksen ja ihmiselämän etenemiseen, ja sillä on jopa vaikutusta itse ihmisen talouden kehitykseen.
3. Biotekniikan käyttö kaivostoiminnassa (biometallurgia)
Kaivostoiminnan alalla biotekniikka kehittyy metallien erottamiseksi malmista, nimittäin käyttämällä bakteeria Thiobacillus ferrooxidans. Nämä bakteerit ovat kemolitotrofisia bakteereja, jotka pystyvät erottamaan metallit malmista.
Thiobacillus ferroxidansin käyttämä energia metallien erottamiseksi malmista tulee epäorgaanisten yhdisteiden, erityisesti raudan ja rikkiyhdisteiden, hapettumisesta. Rautasulfaatin rikkihappo liuottaa metallin malmista.
Seuraavat ovat bakteerivaiheet kuparin erottamisessa malmista:
- Bakteerit reagoivat liuottamalla rikki- ja rautayhdisteet kiveen. Lisäksi bakteerit hapettavat Fe2 +: sta Fe3 +: ksi.
- FeS2: n elementti S reagoi vetyionien ja happimolekyylien kanssa muodostaen H2SO4: n.
- CuSO4: ää sisältävässä malmissa olevat Fe3 + -ionit hapettavat Cu + -ionit Cu2 +: ksi ja reagoivat H42S04: n SO42- kanssa muodostaen CuSO4: n.
- Seuraava reaktio on seuraava:
CuSO4 + 2Fe + H2SO4 ^ 2FeSO4 + Cu + 2H +
4. Biotekniikan soveltaminen ympäristösektorilla (Biromediation)
- Nestemäisen jätteen käsittely
Anaerobiset bakteerit voivat hajottaa orgaanisen nestemäisen jätteen vaihtoehtoisten polttoaineiden (biokaasun) tuottamiseksi. Metanobakteerit fermentoivat proteiinia, rasvaa ja hiilihydraatteja sisältävää nestemäistä jätettä anaerobisesti, jotta se voi tuottaa biokaasua. -
Jätteiden / kiinteiden jätteiden käsittely
Jätteiden käsittely mikrobien avulla tapahtuu kompostoimalla orgaaninen jäte. Kompostointi voidaan tehdä aerobisesti tai anaerobisesti. -
Biohajoava muovi
Yksi pyrkimyksistä vähentää pilaantumista aiheuttavaa muovijätettä on tuottaa biohajoavaa muovia biotekniikan avulla. Mikrobit, jotka kykenevät valmistamaan biohajoavia muoveja, ovat Alxaligenes eutrophus. Toinen biohajoava muovi on Pululan, jonka tuottaa Aureobasidium pullulans. -
Jäteöljyn käsittely
Mikro-organismit, joilla on merkitystä jäteöljyn voittamisessa, nimittäin:
- Dr.Pseudomonas geneettisesti muunnettu Dr. Chakrabarty pystyy puhdistamaan öljyvuodoissa olevat hiilivetyyhdisteet rikkomalla öljyhiilivetysidokset.
- Acinetobacter calcoacetinius pystyy tuottamaan emulsiota, joka saa öljyn sekoittumaan veteen niin, että mikrobit voivat hajottaa sen.
- Zhantomonas campestris voi kerätä öljyvuotoja sen jälkeen, kun öljy on aikaisemmin käsitelty ksantaanikumista sen sakeuttamiseksi.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Bakteerisolujen lisääntyminen
Biotekniikan edut
Biotekniikan edut jaetaan kolmeen pääosaan, mukaan lukien:
Biotekniikan hyödyt maataloudessa
Nykyään monia erinomaisia siemeniä on löydetty suorittamalla hybridisaatio haluttujen uusien lajikkeiden saamiseksi. Hybridisaatiotekniikoilla on saatu parempia lajikkeita, kuten pavut ja viljat. Ensiluokkaisilla riisilajikkeilla on hyvä maku, taudinkestävyys, pitkä säilyvyys ja lyhyt käyttöikä.
Nykyään tuholaistorjuntaa on kehitetty biologisella tuholaistorjunnalla, koska torjunta-aineiden käyttö voi aiheuttaa tuholaisista tuholaisia vastustuskykyiset torjunta-ainejäämät voivat saastuttaa ympäristöä ja jäännöksiä varastoidaan kasveihin, mikä aiheuttaa erilaisia ongelmia elämälle ihmisen. Tuholaistorjunta voidaan tehdä monin eri tavoin, mukaan lukien:
- hyödynnä esimerkiksi luonnollisia saalistajia: Artonan perhoselle pistävä mehiläistuhooja, joka vahingoittaa kookospähkinöitä.
- rikkoa tuholaisten elinkaari esimerkiksi pitämällä viljelykierrosta
- käyttämällä pitkäaikaisia erinomaisia siemeniä, kuten VUTW (Wrength-Resistant Superior Variety).
Elintarvikkeiden tarjoaminen, erityisesti kasvien siementen lisääminen, kudosviljelytekniikat kehitetään lisääntymistä varten istutusviljelmät, joita lisätään vegetatiivisesti ja jotka tuottavat monia kasviklooneja useista kudoksista aikaisin.
Biotekniikan edut terveydenhuoltoalalla
Antibioottien löytäminen sienistä. Penicillium mahdollistaa suurten penisilliinimäärien tuottamisen viljelemällä penisilliumia fermentointisäiliössä, joka sisältää liuosta sen kasvua varten. Rokotteita havaitaan myös rokotettujen ihmisten immuunijärjestelmän parantamiseksi siten, että ne tarjoavat suojaa rokotetuille - keho tiettyjen virusten ja bakteerien hyökkäyksiltä, esimerkiksi: hepatiitti - ja hinkuyskärokotuksia vastaan bakteerit).
Biotekniikan hyödyt sosiaalisissa ongelmissa
DNA-molekyylit voidaan eristää soluista ja sitten havaita, jotta jokaiselle henkilölle saadaan tyypillinen restriktioentsyymikuva. Henkirikostapauksissa tuomioistuimet voivat selvittää syyllisen, jos rikollinen jätti veri- tai kudosnäytteen rikoksen paikalle. Vastaavasti tapaukset lasten taistelusta tuomioistuimessa voidaan ratkaista DNA-testien tuloksilla, koska lapsilla on samat restriktioentsyymit kuin heidän vanhemmillaan.
Tutkittuaan biotekniikan edut yllä, seuraavassa käsitellään bioteknologian vaaroja.
Oletko koskaan kuullut termistä biologiset aseet? Biologiset aseet (englanniksi: biologiset aseet) ovat aseita, jotka käyttävät taudinaiheuttajia (bakteereja, viruksia tai muita sairauksia tuottavia organismeja) tapana tappaa, vahingoittaa tai kykenemättömäksi vihollinen. Laajemmassa mielessä biologiset aseet eivät ole vain patogeenisiä organismeja, vaan myös tiettyjen organismien tuottamia vaarallisia myrkkyjä. Todellisuudessa biologiset aseet hyökkäävät paitsi ihmisiä, myös eläimiä ja kasveja.
Biologisten aseiden valmistus ja varastointi on kielletty vuoden 1972 biologisia aseita koskevassa yleissopimuksessa, jonka allekirjoittivat yli 100 maata. Tämän kiellon syynä on välttää biologisten aseiden aiheuttamat vaikutukset, jotka voivat tappaa miljoonia ihmisiä ja tuhota taloudellisen ja sosiaalisen sektorin. Biologisia aseita koskeva yleissopimus kuitenkin kieltää vain biologisten aseiden valmistuksen ja varastoinnin, mutta ei kiellä niiden käyttöä.
Lue myös artikkeleita, jotka saattavat liittyä toisiinsa: Solun aineenvaihdunta ja sen selitys
Biotekniikan vaikutus ja ehkäisy
Biotekniikan positiiviset vaikutukset
Biotekniikan myönteinen vaikutus on sellaisten tuotteiden tuottaminen, jotka ovat hyödyllisiä ihmisten hyvinvoinnin parantamiseksi.
- Jätteenkäsittelybiotekniikka tuottaa biokaasua, kompostia ja aktiivilietteitä.
- Biotekniikka lääketieteen alalla voi tuottaa lääkkeitä, mukaan lukien rokotteet, antibiootit, monoklonaattivasta-aineet ja interferonit
- Biotekniikka voi lisätä maatalouden monimuotoisuutta ja satoa kudosviljelyn, typpikiinnityksen, kasvien tuholaistorjunnan ja kasvihormonien antamisen avulla.
- Biotekniikka voi tuottaa polttoainetta käsittelemällä biomassaa etanoliksi (neste) ja metaaniksi (kaasu).
- Teollisuuden biotekniikka voi tuottaa ruokaa ja juomia, kuten leivän, nata decocon, bremin, voin, jogurtin, tempehin, soijakastikkeen, oluen ja viinin valmistusta.
Biotekniikan kielteiset vaikutukset
- Aiheuttaa tautia ihmisillä
Geenit, jotka koodaavat antibioottien muodostumista, voivat kaatua bakteereissa ja aiheuttaa ihmisille sairauksia. - Aiheuttaa allergisen reaktion
GMO-tuotteiden kulutuksen aiheuttamien allergioiden esiintyminen. - Luonnon säilymisen uhkaaminen
- Geneettisesti muunnettu maissi voi tappaa vaarattomia toukkia.
- Geenitekniikka voi tuottaa superglumoja.
- Muuntogeeniset kasvit voivat vahingoittaa niitä syöviä lintuja.
- Aiheutti joidenkin alkuperäisten itusolujen sukupuuttoon, koska tällä hetkellä kehitetään vain geneettisesti muunnettuja tuotteita. - Mahdollisesti käytetty sodan välineenä
Jotkut ihmiset voivat tarkoituksella luoda uusia geenien yhdistelmiä sodan hyväksi (kuten kemialliset aseet ja biologiset aseet).
Plasmiditekniikkaa käyttävät sovellukset
Insuliini valmistetaan ihmiskehossa säätelemällä insuliinigeenillä. Tämä insuliini otetaan sitten ihmiskehon langerhans-saarekkeista ja lisätään sitten bakteeriplasmidiin. Insuliinigeenin liittämiseksi plasmidiin tarvitaan geneettinen rekombinaatio. DNA-rekombinaatiossa DNA leikataan ja silmukoidaan.
-
Leikkaaminen ja liittyminen
Leikkaus- ja liitosprosessissa käytetään leikkaus- ja liitosentsyymejä. Leikkausentsyymit tunnetaan restriktioentsyymeinä tai leikkausentsyymeinä, joita kutsutaan restriktioendonukleaaseiksi. Näitä leikkaavia entsyymejä on lukuisia, ja kukin entsyymi voi leikata vain tiettyjä emässekvenssejä DNA: ssa. -
Leikkaustulokset
Leikkauksen tulokset DNA-palan muodossa täydentävällä pisteellä. Lisäksi haluttu ihmisen DNA kytketään plasmidilangan paljastettuun osaan käyttämällä DNA-ligaasientsyymiä, joka katalysoi kahden DNA-juosteen välisen fosfodiesterisidoksen.
DNA: n leikkaaminen ihmisen geenien ja tämän plasmidilangan välillä voi liittyä, koska ihmisen DNA: n leikkaamiseen käytetty endonukleaasi ja plasmidilanka ovat samantyyppisiä. Joten tuloksena olevat päät ovat samaa rakennetta. Ihmisen geenejä ja plasmideja, jotka ovat fuusioituneet muodostamaan ympyrän plasmideja, kutsutaan kimeereiksi (rekombinantti-DNA).
Kimeemi lisätään sitten kohdesoluun E. coli. Nämä bakteerit elävät normaalisti ja niillä on lisäys, joka on insertoidun geenin luonteen mukainen. Bakteerit E. Colia viljellään sitten lisääntymiseksi. Nämä bakteerit pystyvät sitten tuottamaan ihmisen hormoni-insuliinia. Tämä insuliinihormoni voidaan vihdoin korjata sitä tarvitsevien ihmisten käyttöön. Tämän geneettisesti muokatun insuliinin etuna on, että siinä ei ole saastunutta eläinproteiinia, joka aiheuttaa usein allergioita.
Bibliografia
- Ahmad. 2003. Täydellinen lääketieteellisen sanakirjan versio. Gitamedia Press-Surabaya -julkaisija.
- Furqonita, D. 2007. Yläasteiden BIOLOGIA IPA -sarja IX. Kustantaja Quadra kustantajalta Yudhistira-Jakarta.
- Hidayati. 2004. KÄYTÄNNÖN BIOLOGIA Nuorille lukioille I, II ja III. Yhteenveto ja esimerkkikysymykset. Kustantaja True Wisdom-Bantul, Yogyakarta.
- Kadaryanto, al. 2007. BIOLOGIA 3. Yudhisthira-julkaisija, Jakarta.
- Lawrence, E. 1991. Hendersonin sanakirja biologisista termeistä. Kymmenes painos. Longman Scientific & Technical-Englanti
- Nurhayati, N. 2008. Kaksikieliset IPA-BIOLOGIA-oppitunnit SMP: lle / MT: lle. Luokka IX. Yrama Widya, Bandung.
- Prawirohartono, S. ja Hadisumarto, S. 1999. BIOLOGINEN TIEDE 2b. Toisen vuoden toisen vuoden toisen lukion vuoden 1994 opetussuunnitelman mukaan. Earth Literacy Publisher, Jakarta.
- Prawirohartono, S. ja Kuncorowati. 2003. BIOLOGIA luokan 3 alemman lukion 1994 opetussuunnitelmaan. Lukukausi 1 ja lukukausi 2. Earth Literacy Publisher, Jakarta.
- Saktiyono. 2004. Yläasteiden biologia 2. Esis - Erlangga-julkaisija, Jakarta.
- Suhono, B. 2002. Kasvitieteellinen sanakirja. Yläasteille, lukiolaisille, opiskelijoille ja suurelle yleisölle. Joang Sejati-Bogor Osuuskunnan kustantaja.
- SMP / MT-tiedetiimi. 2007. Luonnontieteet 3. PT. Galaxy Puspa Mega, Jakarta.
- SMP / MT-tiedetiimi. 2001. BIOLOGIA 3. SLTP-luokka 3. PT. Galaxy Puspa Mega, Jakarta.