Биотехнология является относительно молодой наукой, которая изучает возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. Это очень широкое определение, которое может включать в себя как современные лабораторные методы, так и традиционные сельскохозяйственные и кулинарные методы, используемые на протяжении многих лет.

Биотехнология использует научные принципы для использования живых организмов или их частей в производстве продуктов и услуг, которые приносят пользу человеку.

В этой статье мы рассмотрим, как можно использовать достижения биотехнологий для улучшения жизни современного человека.

Биотехнологии в медицинской сфере

Биотехнология играет важную роль в медицине, например, в производстве антител, вакцин, антибиотиков и гормонов:

• Антибиотики

Производство антибиотиков является одной из областей применения биотехнологии. Антибиотики — это соединения, которые вырабатываются микроорганизмами для подавления роста других микроорганизмов.

• Интерферон

Интерферон — это белок, который естественным образом вырабатывается иммунными клетками, такими как лейкоциты и фибробласты. Коммерческий интерферон производится с использованием технологии рекомбинантной ДНК.

• Производство вакцины

Вакцины используются для предотвращения заболеваний и получаются из микроорганизмов. Вакцина может быть получена из ослабленных вирусов или бактерий или из токсинов, выделенных из этих микроорганизмов.

• Производство антител

Производство антител осуществляется с использованием метода слияния протоплазмы. Слияние протоплазмы происходит путем объединения двух клеток из одной ткани или из клеток разных организмов в электрическом поле. Слияние приводит к образованию клеток, которые могут вырабатывать антитела. Антитела могут быть использованы для обнаружения гормона гонадотропина в моче беременных женщин, что позволяет определить беременность.

• Производство гормонов

С помощью технологии рекомбинантной ДНК микроорганизмы используются для производства гормонов. Гормон — это биологически активное вещество, которое поступает в кровь и выполняет сигнальные функции, например, гормон роста, кортизон, тестостерон.

Биотехнологии в сельском хозяйстве

Биотехнология широко используется в сельском хозяйстве с помощью метода рекомбинации ДНК. Этот процесс позволяет переносить гены из одного организма в другой с помощью микроорганизмов. Это можно увидеть в процессе получения рекомбинантной ДНК.

Кроме того, последние достижения биотехнологической науки позволили значительно улучшить такие сферы как:

• Выращивание растений с улучшенным содержанием азота

Азот (N2) является важным элементом белка, ДНК и РНК. У бобовых растений на корнях обнаруживаются клубеньки. В этих клубеньках живут бактерии Ризобии, которые могут связывать свободный азот из воздуха, поэтому растения бобовых культур могут покрывать свои потребности в азоте. С помощью биотехнологии исследователи пытаются разработать способы, чтобы бактерии Ризобии жили в корнях многих культур. Это улучшит способность бактерий связывать азот с помощью метода рекомбинации генов.

• Помощь растениям в устойчивости к вредителям

Растения, устойчивые к вредителям, могут быть созданы с помощью генной инженерии с рекомбинацией генов и культивированием клеток. Например, чтобы получить урожай картофеля без иммунных заболеваний необходимы гены, определяющие природу иммунного заболевания. Из этих генов вырастают картофельные растения, устойчивые к болезням. Эти растения картофеля затем можно размножать и распространять.

• Выращивание риса

Рекомбинантная технология ДНК может быть использована для получения трансгенных растений риса. Они способны вырабатывать полезный белок и устойчивость к холодам. Получить рисовые растения, устойчивые к холоду, можно путем введения в хромосомы рисового растения генов, устойчивых к холоду больше, чем у животных, живущих в холодных местах.

• Хлопковое растение против насекомых

Введение в посев хлопчатника методом рекомбинантной ДНК особого белка. Этот белок вступит в реакцию с ферментами, вырабатываемыми желудком насекомого. Эти реакции превращают фермент в яд. Таким образом, насекомые, питающиеся такими растениями, будут отравляться и погибать.

Отрасль обработки отходов

Биотехнология также используется при обращении с отходами. Это может осуществляться различными способами, например с накопленными, сожженными или переработанными отходами.

Один из примеров процесса переработки мусора, который был опробован на некоторых мусорных заводах, — это пиролиз. Пиролиз — это процесс разложения материалов-отходов при высокой температуре в условиях без кислорода.

Получение топлива будущего

Ученые стоят перед сложной задачей поиска альтернативного топлива, которое может быть произведено с помощью биотехнологии. В настоящее время известны два вида топлива, получаемого в результате брожения отходов: биогаз (метан) и газохол (спирт). Биогаз и газохол являются альтернативными топливами будущего для замены нефти. Биогаз создается при ферментации отходов жизнедеятельности живых существ.

В странах, таких как Китай и Индия, есть несколько деревень, жители которых используют технологию ферментера для получения метана. Сырьевой материалом для этой технологии являются фекалии животных, листья, бумага и другие продукты, которые будут перерабатываться бактериями.