BIOTECHNOLOGIJA

Biotechnologija – technologija, susijusi su natūralių biologinių sistemų, gyvų mažų organizmų (dažniausiai mikroorganizmų) ar jų darinių panaudojimu, grindžiama DNR manipuliacijomis už ląstelės ribų. Ši technologija naudojama žmonėms būtinų produktų, tokių kaip: sūrio, jogurto, antibiotikų ir kt. gamybai.

EcoRI Restriction Enzyme Hydrolyzing DNA by gvsuchem on Sketchfab

Biotechnologija gali būti skiriama į įvairias veiklos sritis: biologiškai aktyvių medžiagų sintezę, mediciną, maisto pramonę, aplinkotyrą bei aplinkosaugą, farmaciją, genų inžineriją ir kt.

Biotechnologijos pritaikymas įvairiose srityse

Aplinkosauga. Pasaulio užterštumas kasmet didėja, todėl ieškodami būdų ir metodų nafta užterštų vietovių valymui, biokuro gamybai, vandens įrenginių nuotekų valymui, kuriami nauji mikroorganizmai, turintys šias savybes.
Farmacija. Genetiškai modifikuoti mikroorganizmai gali gaminti hormonus – augimo hormoną, insuliną bei kitus, baltymus (pavyzdžiui, interferoną), vakcinas bei antibiotikus. Antibiotiko penicilino gamybai naudojamas grybas – pelėjūnas, kuriam naudojant specialius indus, sudaromos tinkamos ir augimui palankios sąlygos. Kasmet pasaulyje padaugėja ir naujai išrandamų vakcinų, kurios gaunamos pritaikant skirtingus biotechnologinius metodus. Anksčiau vakcinos galėdavo sukelti ligas, kadangi buvo gaminamos naudojant ligos sukėlėją – bakteriją, arba jos struktūrinę dalį.
Žemdirbystė. Tam, kad būtų galima išvesti naujas, tvirtesnes augalų veisles, reikalingi mikroorganizmai ir genų inžinerija. Taikant įvairius biotechnologijos įrankius, atliekami tyrimai, kurie padeda mokslininkams padidinti derliaus kokybę – padidinti apsaugą nuo pesticidų, kenkėjų, ligų. Taip pat, padidinamas augalinių kultūrų derlius, taip sprendžiama bado problema, aplinkos sąlygos turi mažiau įtakos produktų auginimui.
Maisto pramonė. Didėjant maisto poreikiui pasaulyje, reikia gerinti ir jo kokybę. Pasitelkdami biotechnologiją, mokslininkai gali padidinti vitaminų, pavyzdžiui A ir E, esančių maisto produktuose kiekį, pašarinius baltymus, aminorūgštis, biopesticidus. Taip pat mikroorganizmų gaminami fermentai, tokie kaip kepimo, raugimo ir kt. naudojami žmonėms pamėgtų produktų gamybai ir tobulinimui. Mikroorganizmas mieliagrybis naudojamas alaus, vyno rauginimui, duonos kepimui, jogurtą surauginti padeda jogurto bakterijos, o sūrio gamybai gali būti naudojamos pieno rūgšties bakterijos.
Medicina. Biotechnologija naudojama ir medicinos srities tobulinimui. Ligoms gydyti jau yra pritaikomi genų terapijos metodai – keičiant mutavusius genus į naujus, sveikus genus, pakeičiami organizmo pokyčiai.

Biotechnologija taip pat taikoma: lengvojoje pramonėje, gyvulininkystėje, augalinkystėje, miškininkystėje, dekoratyvinėje sodininkystėje, netgi karo pramonėje, taigi biotechnologijų reikšmė išties yra didžiulė, kadangi kuriami įrankiai pritaikomi vis platesniam spektrui temų, padeda spręsti svarbias šio amžiaus problemas.

Mikroorganizmai biotechnologijoje naudojami ne šiaip sau. Pagrindinė savybė, leidžianti efektyviai naudoti mikroorganizmus šioms technologijoms yra greitas jų dauginimasis. Mikroorganizmus lengva auginti specialiuose rezervuaruose, suteikiant jiems visas būtinas sąlygas – tinkamą terpę, temperatūrą, maisto kiekį ir kt.

Dažniausiai biotechnologijose naudojama mikroorganizmų grupė yra bakterijos – mikroorganizmai pasižymintys mokslininkams darbą ypač palengvinančiomis savybėmis:

Greitas dauginimasis. Bakterijos palankiomis sąlygomis dauginasi itin greitai – kas 20 minučių, todėl per trumpą laiką jų galima užsiauginti labai daug. Tai padeda atlikti kur kas didesnius ir platesnius tyrimus per trumpesnį laiką, taip pat jas galima auginti ilgą laiko periodą.
Auginimui palankios sąlygos. Bakterijas galima auginti plieniniuose hermetiškuose induose, dar kitaip vadinamuose fermenteriuose, kuriuose mechaniškai palaikomos bakterijoms tinkamiausios sąlygos. Bakterijų auginimas nepriklauso nuo išorės sąlygų, todėl auga kur kas sparčiau, joms užtenka fermenteriuose esančių maisto medžiagų, palaikoma tinkama temperatūra, pH, teigiamas filtruotas, deguonies prisotintas oras.
Bakterijų sandara. Bakterijos yra vieni paprasčiausių organizmų pasaulyje. Jos sudarytos tik iš vienos ląstelės, neturi branduolio, tik žiedo pavidalo DNR grandinę nukleoide. Taip pat dauguma bakterijų turi ir plazmides – papildomas žiedines DNR. Kadangi plazmidė yra papildoma bakterijos DNR, lengva pakeisti jos genetinę informaciją, įterpti naujus genus ir suteikti naujas savybes. Jos taip pat gali būti panaudotos kaip svetimos DNR pernešėjos, kadangi jas galima išimti iš ląstelės, naudojant genų inžineriją.
Galutinis produktas. Gautą medžiagą galima greitai perdirbti į galutinį produktą.