Bioteknologian käyttö biologian ratkaista ongelmia ja tehdä hyödyllisiä tuotteita. Biotekniikan merkittävin osa-alue on terapeuttisten proteiinien ja muiden lääkkeiden tuotanto geenitekniikan avulla.
Encyclopædia Britannica, Inc.,
Mikä on biotekniikka?
bioteknologia on biologian käyttöä ongelmien ratkaisemisessa ja hyödyllisten tuotteiden valmistamisessa. Näkyvin käytetty lähestymistapa on geenitekniikka, jonka avulla tutkijat voivat räätälöidä organismin DNA: ta mielensä mukaan.
miksi bioteknologia on tärkeää?
Biotekniikka on erityisen tärkeää lääketieteen alalla, jossa se helpottaa tuotannon terapeuttisia proteiineja ja muita huumeita., Synteettinen insuliini ja synteettinen kasvuhormoni sekä diagnostiset testit erilaisten sairauksien havaitsemiseksi ovat vain muutamia esimerkkejä siitä, miten bioteknologia vaikuttaa lääketieteeseen. Bioteknologia on myös osoittautunut avulias jalostus teollisuuden prosessien, ympäristön siivous ja maataloustuotannossa.
milloin moderni bioteknologia syntyi?
modernin biotekniikan ensimmäiset molekyyli – ja solutyökalut syntyivät 1960-ja 70-luvuilla. , Moderni biotekniikka on vastoin vanhempia muotoja ”biotekniikka”, joka syntyi tuhansia vuosia sitten, kun ihmiset alkoivat kesyttää eläimiä ja kasveja. Ihmiset ovat myös jo pitkään hyödyntäneet mikro-organismien biologisia prosesseja leivän, alkoholijuomien ja juuston valmistuksessa.
Ihmiset ovat olleet hyödynnetään biologisia prosesseja, parantaa heidän elämän laatua noin 10 000 vuotta, alkaen ensimmäisestä maatalouden yhteisöjä., Noin 6 000 vuotta sitten, ihmiset alkoivat hyödyntää biologisia prosesseja mikro-organismeja, jotta leipä, alkoholipitoiset juomat, ja juustoa ja säilyttää maitotuotteita. Mutta tällaiset prosessit eivät ole mitä tänään biotekniikka, termi ensimmäinen laajalti sovellettu molecular and cellular teknologiaa, joka alkoi syntyä 1960-luvulla ja 70-luvulla. Aloitteleva ”biotekniikka” teollisuus alkoi hajoamaan puolivälissä ja 1970-luvun lopulla, johti Genentech, lääkealan yritys perustettiin vuonna 1976 Robert A. Swanson ja Herbert W., Boyer kaupallistaa Boyerin, Paul Bergin ja Stanley N. Cohenin uranuurtajan rekombinantti-DNA-teknologian. Alussa yritykset, kuten Genentech, Amgen, Biogen, Cetus, ja Genex alkoi valmistamalla geenimuunneltuja aineita, pääasiassa lääketieteen ja ympäristön käyttää.
yli vuosikymmenen, biotekniikka-alan hallitsi yhdistelmä-DNA-tekniikalla, tai geenitekniikan., Tämä tekniikka koostuu liittämiseen geenin hyödyllinen proteiini (usein ihmisen proteiini) tuotantoon soluissa—kuten hiiva -, bakteeri-tai nisäkässoluissa in kulttuuri—, joka sitten alkaa tuottaa proteiinia tilavuus. Kun geeni liitetään tuotantosoluun, syntyy uusi organismi. Aluksi, biotekniikka sijoittajat ja tutkijat olivat epävarmoja siitä, onko tuomioistuimilla olisi lupa niitä hankkia patentteja organismeja; jälkeen kaikki, patentit eivät saa uusia organismeja, jotka sattui olemaan löydetty ja tunnistettu luonnossa. Mutta vuonna 1980 Yhdysvalloissa., Korkeimman Oikeuden tapauksessa Diamond v. Chakrabarty, ratkaista asian antamalla päätöksen, että ”live-ihmisen-teki mikro-organismi on patentoitavissa aihe.”Tämä päätös synnytti uusien biotekniikkayritysten aallon ja lapsiteollisuuden ensimmäisen investointibuumin. Vuonna 1982 rekombinantti-insuliinista tuli ensimmäinen geenitekniikan avulla valmistettu tuote, joka sai hyväksynnän Yhdysvaltain elintarvike-ja lääkevirastolta (FDA)., Sittemmin kymmeniä geneettisesti proteiinia lääkkeitä on kaupallistettu ympäri maailmaa, mukaan lukien yhdistelmä-versioita kasvuhormonin, hyytymistekijöiden, proteiineja edistää punaisten ja valkoisten verisolujen, interferonit, ja hyytymään liuottamalla aineita.
Uwe Moser/Alamy
vuoden alussa, tärkein saavutus biotekniikan oli kyky tuottaa luonnossa esiintyvä terapeuttinen molekyylejä suurempia määriä kuin voisi olla peräisin tavanomaisista lähteistä, kuten plasma -, eläinten elinten ja ihmisten ruumiita. Rekombinantit proteiinit eivät myöskään ole yhtä todennäköisesti taudinaiheuttajien saastuttamia tai aiheuttavat allergisia reaktioita. Nykyään biotekniikan tutkijat pyrkivät selvittämään sairauksien perimmäiset molekyylisyyt ja puuttumaan asiaan juuri sillä tasolla., Joskus tämä tarkoittaa sitä, tuottaa terapeuttisia proteiineja, jotka tukevat kehon omia tarvikkeita tai tehdä jopa geneettinen puutteita, kuten ensimmäisen sukupolven biotech lääkkeitä. (Geeniterapia-tarvittavan proteiinin koodaavien geenien lisääminen potilaan kehoon tai soluihin—on siihen liittyvä lähestymistapa.) Mutta biotekniikkateollisuus on myös laajentanut tutkimustaan perinteisten lääkkeiden ja monoklonaalisten vasta-aineiden kehittämiseksi, jotka pysäyttävät taudin etenemisen., Tällaiset vaiheet paljastuvat tutkimalla huolellisesti geenejä (genomiikka), niiden koodaamia proteiineja (proteomiikka) ja suurempia biologisia reittejä, joilla ne toimivat.
lisäksi työkaluja edellä on mainittu, bioteknologia liittyy myös yhdistämällä biologisia tietoja tietotekniikan (bioinformatiikka), tutkimalla käyttää mikroskooppisen pieniä laitteita, jotka voivat siirtyä ihmiseen (nanoteknologia), ja mahdollisesti soveltaa tekniikoita kantasolututkimus ja kloonaus korvata kuolleita tai viallisia soluja ja kudoksia (regeneratiivinen lääketiede)., Yritysten ja akateemisten laboratorioiden yhdistää nämä erilaisia tekniikoita yrittäessään analysoida alaspäin molekyyleiksi ja myös syntetisoida ylöspäin molekyylibiologian kohti kemiallisia polkuja, kudosten ja elinten.,
lisäksi käytetään terveydenhuollon bioteknologia on osoittautunut hyödyllistä jalostus teollisuuden prosessien kautta löytö ja tuotannon biologinen entsyymi, joka kipinä kemiallisia reaktioita (katalysaattorit); ympäristön siivous, entsyymi, joka pilkkoo epäpuhtaudet vaarattomiksi kemikaalien ja sitten kuolla kun kuluttaa käytettävissä olevat ”food supply”; ja maataloustuotannon kautta geenitekniikan.
biotekniikan maataloussovellukset ovat osoittautuneet kiistellyimmiksi., Jotkut aktivistit ja kuluttajaryhmät ovat vaatineet geneettisesti muunnettujen organismien (GMO) kieltämistä tai merkintälakeja, joilla kuluttajille tiedotetaan muuntogeenisten organismien lisääntyvästä esiintymisestä elintarvikehuollossa. Yhdysvalloissa, käyttöönotto Muuntogeenisten organismien maatalouteen alkoi vuonna 1993, kun FDA hyväksyi naudan somatotropiinin (BST), kasvu-hormoni, joka parantaa lypsylehmien maidontuotannon osalta. Ensi vuonna, FDA hyväksyi ensimmäisen muuntogeenisten elintarvikkeiden koko, tomaatti suunniteltu pidempi säilyvyysaika., Sittemmin hyväksynnän yhdysvalloissa, Euroopassa ja muualla on voittanut kymmeniä maatalouden muuntogeenisiä Organismeja, kuten kasveja, jotka tuottavat omia torjunta-aineita ja kasveja, jotka hengissä soveltamisen tiettyjä rikkakasvien torjunta käytetään tappaa rikkaruohot. Tutkimukset Yhdistyneiden Kansakuntien, YHDYSVALTOJEN National Academy of Sciences, Euroopan Unionin, American Medical Association, YHDYSVALTAIN sääntelyviranomaisten, ja muut organisaatiot ovat löytäneet GMO-elintarvikkeita on turvallista, mutta skeptikot väittävät, että se on vielä liian aikaista arvioida pitkän aikavälin terveyttä ja ekologisia vaikutuksia tällaisten viljelykasvien., Myöhään 20th ja varhaisen 21. vuosisatojen, maa-alue istutettu geneettisesti muunnettujen viljelykasvien lisääntynyt dramaattisesti, 1,7 miljoonaa hehtaaria (4,2 miljoonaa hehtaaria) vuonna 1996 160 miljoonaa hehtaaria (395 miljoonaa eekkeriä) vuoteen 2011 mennessä.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Kaiken kaikkiaan tuloja US, ja Euroopan biotekniikkateollisuus karkeasti kaksinkertaistui viisivuotiskaudella 1996-2000. Nopea kasvu jatkui 2000-luvulle, jota vauhditti uusien tuotteiden käyttöönotto erityisesti terveydenhuollossa.