بیوتکنولوژی قدیم در مقابل بیوتکنولوژی نوین
قرنی را که در آن زندگی می کنیم قرن بیوتکنولوژی نام نهادند. دانشمندان این تکنولوژی را با شناسایی حیات در سطح ژنتیک آغاز نموده اند. اکنون در برابر دیدگان ما یک چشم انداز جدیدی از نایافته ها قرار گرفتند که طراحی آنها در هزاران آزمایشگاه بیوتکنولوژی در دانشگاه ها، مراکز دولتی و شرکت ها در سراسر جهان شکل گرفته است.
بیوتکنولوژی قدیم در مقابل بیوتکنولوژی نوین:
بیوتکنولوژی از ترکیب علوم بیولوژی و تکنولوژی با رابطه ای بسیار پیچیده به وجود آمده است و به دلیل تاثیرات بسیار زیاد آن روی رفاه و آسایش بشر، اکثرا بر این باورند که در آینده بیوتکنولوژی یکی از ابزار های قدرتمند برای موجودیت انسان به شمار خواهد آمد. امروزه دامنه فعالیت بیوتکنولوژی بسیار گسترده می باشد و از تشخیص و پیشگیری و معالجه بیماری گرفته تا تولید مواد شیمیایی و دارویی جدید، منابع غذایی جدید، محافظت از محیط زیست، حفظ انرژی و غیره را شامل می شود. به دلیل گسترده بودن طیف مطالعات در بیوتکنولوژی ارائه یک تعریف کامل و جامع برای آن مشکل می باشد. فرایند هایی چون تخمیر، تشکیل ماست و پنیر، تولید سرکه از ملاس، تولید آنتی بیوتیک ها، فرایند ور آمدن نان (baking) و تولید آبجو (brewing) اغلب به عنوان بیوتکنولوژی قدیمی (old Biotechnology) خوانده می شوند و فرایند هایی چون تکنیک های ساخت DNA نوترکیب،واکنش زنجیره ای پلیمرازی( PCR)، کشت و فیوژن سلولی و دیگر فرایندهای بیولوژیکی که تنها به واسطه تحقیقات مولکولی ایجاد شده اند، بر طبق اداره ارزیابی تکنولوژی ( office of technology assessment (OTA)) به عنوان بیوتکنولوژی نوین (New biotechnology)خوانده می شود.
بر اساس تعریف ارائه شده توسط موسسه علمی علوم آمریکا بیوتکنولوژی به معنای به کار گیری کنترل شده از میکروارگانیسم ها یا اجزای سلولی به منظور استفاده سودمند از آنها می باشد. در حال حاضر میلیون ها نفر در سراسر دنیا از داروهایی که حاصل عملیات مهندسی ژنتیک می باشند برای درمان بیماری های قلبی، سرطان و غیره استفاده می کنند.
برای آشنایی بیشتر با موسسه علمی علوم آمریکا به لینک ← موسسه علمی علوم آمریکا مراجعه فرمایید
بخشهایی که بیوتکنولوژی در آنها کاربرد دارد عبارت اند از:
– تکنیک های کشت سلول و بافت:
یکی از جنبه های مهم همه ی فرایند های بیوتکنولوژی، کشت میکروارگانیسم ها، سلول های گیاهی و جانوری یا بافت ها و اندام ها در محیط های مصنوعی می باشد .
– ژن تکنولوژی (Gene technology):
امروزه اکثر کمپانی های بیوتکنولوژی از ژن تکنولوژی یا مهندسی ژنتیک در فعالیت های خود بهره می برند.
– هیبریدوما و آنتی بادی های مونوکلونال(Hybridoma and monoclonal antibodies):
تکنولوژی هیبریدوما و آنتی بادی های مونوکلونال بخش بسیار مهم دیگری می باشد که به سرعت در حال پیشرفت بوده و در زمینه هایی چون تولید آنتی بادی هایی علیه بیماری ها در انسان و احشام، ایجاد کیت هایی برای تشخیص ویروس های حیوانی و گیاهی از طریق تست ELISA(Enzyme linked immunosolbent assay)، ساخت ایمونوتوکسین ها (Immunotoxins) (داروهای سمی بوده که به آنتی بادی هایی اختصاصی متصل شده و برای از بین بردن سلول های هدف ( سلول های توموری ) استفاده می شوند) و abzymes (آنتی بادی های با فعالیت آنزیمی خاص که منجر به واکنش اختصاصی می شوند) فعالیت دارند. تکنولوژی هیبریدوما در سال ۱۹۷۵ به وسیله دو دانشمند به نام های Georges Kohler و Cesal Milstein کشف شد.
– بیوتکنولوژی در پزشکی (Biotechnology in Medicine):
در زمینه پزشکی، بیوتکنولوژی در ساخت واکسن ها، تشخیص بیماری، در تولید محصولاتی نوترکیب همچون انسولین، اینترفرون، هورمون رشد، در بحث درمان، ژن درمانی (gene therapy) بیماری ها و سرطان به کار گرفته می شود.
– مهندسی پروتئین (Protein Engineering):
این بخش از بیوتکنولوژی در زمینه تولید آنتی بادی های تغییر یافته، آنزیم های ترکیبی و حتی جدید و در افزایش ذخیره پروتئینی در عالم حیات فعالیت دارد.
– مهندسی متابولیک (Metabolic Engineering):
یکی از چشم انداز های مهم تحقیقات بیوتکنولوژی استفاده از سیستم های زنده برای تولید متابولیت ها در مقیاس صنعتی می باشد. به هر حال طبیعتا شبکه متابولیکی سلول برای تولید صنعتی متابولیت ها تدارک دیده نشده است اما می توان با دستکاری مسیرهای متابولیکی و تنظیمی آنها، متابولیتی را بیش از اندازه در یک سلول زنده تولید نمود.
– بیوتکنولوژی در کشاورزی (Biotechnology in agriculture):
تحقیقات اساسی زیادی در این بخش انجام شده که می توان به ایجاد گیاهان ترانس ژنیک، گیاهان مقاوم به بیماری،حشرات مقاوم در برابر علف کش ها،گیاهانی با توانایی بالای فتوسنتز و تثبیت نیتروژن و غیره اشاره نمود.
– بیوتکنولوژی و میکروبیولوژی صنعتی (Biotechnology and Industrial Microbiology): در این بخش در زمینه تولید ترکیبات آلی به وسیله میکروارگانیسم ها، تولید آنزیمها و آنتی بیوتیک ها، تولید پروتئین های تک یاخته. تصفیه فاضلاب ها، استخراج فلزات و معادن در صنعت کاغذ سازی در فرایند تولید خمیر کاغذ و همچنین در حاصلخیزی خاک و تولید حشره کش ها بیولوژیک نیز از میکروارگانیسم ها استفاده می شود.
– بیوتکنولوژی و محیط زیست (در صنعت کاغذ سازی در فرایند تولید خمیر کاغذ و همچنین در حاصلخیزی خاک و تولید حشره کش های بیولوژیک نیز از میکروارگانیسم ها استفاده می شود. بیوتکنولوژی همچنین در مسائل زیست محیطی همچون کنترل آلودگی، حفظ تنوع زیستی،بازیافت فلزات،گیرنده های زیستی (Biosensors)،تجزیه لکه های روغن، تجزیه سموم شیمیایی و غیره شرکت دارد.
– بیوتکنولوژی و حق نوآوری (litigation and Biotechnology):
حق نوآوری شامل مجموعه امتیازات و حقوقی است که به ابداعات و نوآوری هایی که قابلیت کاربرد صنعتی را دارند اعطاء می شود. که صورت هایی چون حق ثبت (patents) اسرار تجاری (trade secrets) علامت تجاری (trade marks) و حق چاپ (copyright) اعطاء می شود و در اکثر کشورها قوانین زیادی از آن حفاظت می نمایند. البته بعضی از پیشرفت ها به وسیله حق نوآوری حفاظت نمی شود مانند تکنیک هایی در پزشکی به عنوان مثال جراحی قلب، پیوند اندام اعضا مصنوعی، استفاده از داروها، آنتی بیوتیک ها و واکسن ها قابل ثبت شدن نیستند.