Biotecnologia, l’uso della biologia per risolvere problemi e rendere prodotti utili. L’area più importante della biotecnologia è la produzione di proteine terapeutiche e altri farmaci attraverso l’ingegneria genetica.
Encyclopædia Britannica, Inc.,
Che cos’è la biotecnologia?
La biotecnologia è l’uso della biologia per risolvere problemi e realizzare prodotti utili. L’approccio più importante utilizzato è l’ingegneria genetica, che consente agli scienziati di adattare il DNA di un organismo a piacimento.
Perché la biotecnologia è importante?
La biotecnologia è particolarmente importante nel campo della medicina, dove facilita la produzione di proteine terapeutiche e altri farmaci., Insulina sintetica e ormone della crescita sintetico e test diagnostici per rilevare varie malattie sono solo alcuni esempi di come la biotecnologia sta influenzando la medicina. Le biotecnologie si sono dimostrate utili anche nel raffinamento dei processi industriali, nella pulizia ambientale e nella produzione agricola.
Quando è emersa la moderna biotecnologia?
I primi strumenti molecolari e cellulari della biotecnologia moderna sono emersi negli anni ’60 e ‘ 70. Una nascente industria “biotech” ha iniziato a fondersi tra la metà e la fine degli anni’ 70., La moderna biotecnologia è in contrasto con le vecchie forme di” biotecnologia”, emerse migliaia di anni fa, quando gli esseri umani iniziarono ad addomesticare piante e animali. Gli esseri umani hanno anche sfruttato a lungo i processi biologici dei microrganismi per fare pane, bevande alcoliche e formaggio.
Le persone hanno sfruttato i processi biologici per migliorare la loro qualità di vita per circa 10.000 anni, a partire dalle prime comunità agricole., Circa 6.000 anni fa, gli esseri umani iniziarono a sfruttare i processi biologici dei microrganismi per produrre pane, bevande alcoliche e formaggi e per conservare i prodotti lattiero-caseari. Ma tali processi non sono ciò che si intende oggi per biotecnologia, un termine prima ampiamente applicato alle tecnologie molecolari e cellulari che ha cominciato ad emergere nel 1960 e ’70s. Una nascente industria “biotech” ha cominciato a fondersi a metà-alla fine del 1970, guidato da Genentech, una società farmaceutica fondata nel 1976 da Robert A. Swanson e Herbert W., Boyer commercializza la tecnologia del DNA ricombinante introdotta da Boyer, Paul Berg e Stanley N. Cohen. Le prime aziende come Genentech, Amgen, Biogen, Cetus e Genex hanno iniziato a produrre sostanze geneticamente modificate principalmente per usi medici e ambientali.
Per più di un decennio, l’industria biotecnologica è stata dominata dalla tecnologia del DNA ricombinante, o ingegneria genetica., Questa tecnica consiste nello splicing del gene per una proteina utile (spesso una proteina umana) in cellule di produzione—come lievito, batteri o cellule di mammifero in coltura—che poi iniziano a produrre la proteina in volume. Nel processo di splicing di un gene in una cellula di produzione, viene creato un nuovo organismo. In un primo momento, gli investitori biotecnologici e ricercatori erano incerti sul fatto che i tribunali avrebbero permesso loro di acquisire brevetti su organismi; dopo tutto, i brevetti non sono stati ammessi su nuovi organismi che è accaduto per essere scoperti e identificati in natura. Ma, nel 1980, gli Stati Uniti., La Corte Suprema, nel caso di Diamond v. Chakrabarty, ha risolto la questione dichiarando che ” un microrganismo vivente di origine umana è oggetto brevettabile.”Questa decisione ha generato un’ondata di nuove aziende biotecnologiche e il primo boom di investimenti dell’industria infantile. Nel 1982 l’insulina ricombinante è diventato il primo prodotto realizzato attraverso l’ingegneria genetica per ottenere l’approvazione dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti., Da allora, decine di farmaci proteici geneticamente modificati sono stati commercializzati in tutto il mondo, tra cui versioni ricombinanti di ormone della crescita, fattori di coagulazione, proteine per stimolare la produzione di globuli rossi e bianchi, interferoni e agenti coagulanti.
Uwe Moser/Alamy
Nei primi anni, il principale risultato della biotecnologia era la capacità di produrre molecole terapeutiche naturali in quantità maggiori di quelle che potevano essere derivate da fonti convenzionali come plasma, organi animali e cadaveri umani. Le proteine ricombinanti hanno anche meno probabilità di essere contaminate da agenti patogeni o di provocare reazioni allergiche. Oggi, i ricercatori biotecnologici cercano di scoprire le cause molecolari della malattia e di intervenire proprio a quel livello., A volte questo significa produrre proteine terapeutiche che aumentano le scorte del corpo o che compensano le carenze genetiche, come nella prima generazione di farmaci biotech. (La terapia genica-inserimento di geni che codificano una proteina necessaria nel corpo o nelle cellule di un paziente-è un approccio correlato.) Ma l’industria biotecnologica ha anche ampliato la sua ricerca nello sviluppo di farmaci tradizionali e anticorpi monoclonali che fermano il progresso di una malattia., Tali passaggi sono scoperti attraverso uno studio accurato dei geni (genomica), delle proteine che codificano (proteomica) e dei percorsi biologici più grandi in cui agiscono.
In aggiunta agli strumenti di cui sopra, biotecnologie coinvolge anche l’unione di informazioni biologiche con la tecnologia informatica (bioinformatica), esplorando l’uso di microscopiche attrezzature che possono entrare nel corpo umano (nanotecnologie), e, eventualmente, l’applicazione di tecniche di ricerca sulle cellule staminali e la clonazione di sostituire morti o difettoso cellule e tessuti (medicina rigenerativa)., Aziende e laboratori accademici integrano queste tecnologie disparate nel tentativo di analizzare verso il basso in molecole e anche di sintetizzare verso l’alto dalla biologia molecolare verso percorsi chimici, tessuti e organi.,
oltre ad essere utilizzato nella cura della salute, biotecnologie si è rivelata utile nel processo di affinamento dei processi industriali attraverso la scoperta e la produzione biologica enzimi, che scatenano reazioni chimiche (catalizzatori); per la pulizia ambientale, con enzimi che metabolizzano i contaminanti in un innocuo sostanze chimiche e poi morire dopo aver consumato disponibili “approvvigionamento alimentare”; e la produzione agricola attraverso l’ingegneria genetica.
Le applicazioni agricole della biotecnologia si sono rivelate le più controverse., Alcuni attivisti e gruppi di consumatori hanno chiesto il divieto di organismi geneticamente modificati (OGM) o per le leggi di etichettatura per informare i consumatori della crescente presenza di OGM nella fornitura di cibo. Negli Stati Uniti, l’introduzione di OGM in agricoltura è iniziata nel 1993, quando la FDA ha approvato la somatotropina bovina (BST), un ormone della crescita che aumenta la produzione di latte nelle vacche da latte. L’anno successivo, la FDA ha approvato il primo alimento intero geneticamente modificato, un pomodoro progettato per una maggiore durata., Da allora, l’approvazione normativa negli Stati Uniti, in Europa e altrove è stata vinta da decine di OGM agricoli, tra cui colture che producono i propri pesticidi e colture che sopravvivono all’applicazione di erbicidi specifici usati per uccidere le erbacce. Studi delle Nazioni Unite, dell’Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti, dell’Unione Europea, dell’American Medical Association, delle agenzie di regolamentazione degli Stati Uniti e di altre organizzazioni hanno trovato che gli alimenti OGM sono sicuri, ma gli scettici sostengono che è ancora troppo presto per giudicare la salute a lungo termine e gli effetti ecologici di tali colture., Tra la fine del 20 ° e l’inizio del 21 ° secolo, la superficie coltivata a colture geneticamente modificate è aumentata drasticamente, da 1,7 milioni di ettari (4,2 milioni di acri) nel 1996 a 160 milioni di ettari (395 milioni di acri) entro il 2011.
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Nel complesso, i ricavi degli Stati Uniti, e le industrie biotecnologiche europee sono quasi raddoppiate nel quinquennio 1996-2000. La rapida crescita continuò nel 21 ° secolo, alimentata dall’introduzione di nuovi prodotti, in particolare nell’assistenza sanitaria.