Czym jest tak naprawdę biotechnologia?
- Pentesila
- 8 kwi 2018
- 4 minut(y) czytania
W dzisiejszych czasach non stop jesteśmy zalewani w mediach informacjami o nowinkach naukowych, w tym coraz szerzej wspominana jest biotechnologia.
Społeczeństwo dzieli się w tym temacie tak naprawdę na trzy fronty:
1. przeciwników
2. zwolenników
3. osoby, które mają znikomą wiedzę na ten temat.
Czy jednak powinniśmy bać się genetycznie modyfikowanych organizmów (GMO)? Czy może to przyszłość ludzkości, prowadząca na wyższy poziom rozwoju naszej cywilizacji? Poglądów w tej sprawie jest co najmniej tyle, co ludzi na świecie. Każdy ma prawo do wyrobienia własnego zdania na ten temat. Dlatego chciałabym przedstawić Tobie podstawowe informacje na temat biotechnologii, omówić jej potencjalne zalety i wady, a sam zdecydujesz, po której z dwóch pierwszych stron mocy się opowiesz.
Biotechnologia to interdyscyplinarna dziedzina nauki, wykorzystująca procesy biologiczne na skalę przemysłową. Łączy w sobie nauki przyrodnicze i techniczne.
Obejmuje badanie, wytwarzanie i wykorzystywanie, a także wyodrębnianie i modyfikację:
DNA/RNA
białek (w tym enzymów)
drobnoustrojów
kultur komórkowych
w procesach:
- modyfikacji genetycznej
- biosyntezy
- biotransformacji
- bioutylizacji.
Biotechnologia wykorzystuje zdobycze chemii, biologii, fizyki, genomiki, proteomiki, bioinformatyki i innych dziedzin nauki.
Rozwój biotechnologii obecnie skierowany jest w stronę medycyny, farmacji, weterynarii, rolnictwa, przetwórstwa rolno-spożywczego. Wraz z rozwojem tej gałęzi nauki idzie także odpowiednie dopasowanie prawne w sprawie własności intelektualnej oraz prowadzenie badań w celu ustalenia jej bezpieczeństwa na zdrowie ludzi, zwierząt i środowiska.
Nieco historii...
Termin „biotechnologia” został wymyślony przez węgierskiego uczonego Karla Ereky w 1919 roku. Został użyty w języku niemieckim, oznaczając wówczas wszystkie kierunki prac, których produkty zostały wytworzone z surowca za pomocą żyjących organizmów (odnosił się więc do produkcji rolniczej).
W 1933 roku użyto tego słowa po raz pierwszy w języku angielskim, jako tytuł artykułu w „Nature”, mimo że sam ten wyraz nie pojawił się w treści publikacji.
W 1939 roku użyto tej nazwy w zestawieniu z inżynierią chemiczną i mechaniczną, w celu odróżnienia podobnej do nich działalności wywodzącej się z nauk biologicznych.
Pod koniec 40. oznaczano nią gałąź technologii związanych z rozwojem i eksploatacją maszyn, w odniesieniu do różnych potrzeb istot ludzkich.
Na początku lat 60. zaczęto ją odnosić do wszystkich aspektów związanych z wykorzystaniem i kontrolą układów biologicznych, natomiast na przełomie lat 70. i 80. zaczęto ją wiązać z inżynierią genetyczną.
Kolory biotechnologii
Zgodnie z klasyfikacją przyjętą przez OECD można wyróżnić kilka dział biotechnologii, zwane kolorami, które dotyczą innych dziedzin życia:
Zielona biotechnologia (ang. green biotechnology) inaczej agrobiotechnologia, dotyczy przede wszystkim rolnictwa. Głównym aspektem zainteresowań są tutaj rośliny, a nie jak mogłoby się wydawać zwierzęta.
Kojarzysz może jędrne i czerwone pomidory, które nie psuj się tak szybko, jak inne (lub raczej trzeba by powiedzieć jak dawniej)? A może słyszałeś o genetycznie modyfikowanej kukurydzy, złotym ryżu czy sałacie produkującej szczepionkę na WZW B? To są właśnie przykłady zielonej biotechnologii, a uwierz mi, jest tego znacznie więcej.
Kojarzysz może jędrne i czerwone pomidory, które nie psują się tak szybko, jak inne (lub raczej trzeba by powiedzieć jak dawniej)? A może słyszałeś o genetycznie modyfikowanej kukurydzy, złotym ryżu czy sałacie produkującej szczepionkę na WZW B? To są właśnie przykłady zielonej biotechnologii, a uwierz mi, jest tego znacznie więcej.
Głównymi roślinami, które podlega się zmianom genetycznym są kukurydza, bawełna, rzepak, soja.
Celem tego koloru jest stworzenie roślin, które:
* dadzą więcej plonów w stosunku do powierzchni upraw,
* będą odporniejsze na herbicydy (80% roślin)
* będą odporniejsze na szkodniki owadzie (12% roślin)
* będą odporniejsze na choroby bakteryjne, wirusowe i grzybicze (8% roślin, przy czym posiadają one także geny odporności na herbicydy)
W ten sposób zielona biotechnologia pozwala na ograniczenie zużycia środków owadobójczych i chwastobójczych, dzięki czemu zmniejsza się drastycznie zanieczyszczenie środowiska tymi toksycznymi substancjami.
Biała biotechnologia (ang. white biotechnology) zajmuje się wykorzystywaniem całych systemów biologicznych w produkcji przemysłowej i ochronie środowiska. Oparty jest głównie na bioprocesach i biokatalizie. Wykorzystuje komórki pleśni, grzybów, bakterii, drożdży oraz pochodzących z nich enzymów, do uzyskiwania w ostateczności leków, biopolimerów, chemikaliów, czynników energetycznych, dodatków konsumpcyjnych i innych.
Sprawia, że procesy przemysłowe są mniej kosztowne oraz szkodliwe dla środowiska, poprzez mniejsze zużycie energii, oszczędność surowców i redukcji odpadów do minimum.
Czerwona biotechnologia (ang. red biotechnology) stosowana jest w służbie zdrowia, w szczególności w zakresie produkcji nowych biofarmaceutyków, rozwoju diagnostyki genetycznej, genoterapii i ksenotransplantacji.
Obecnie większość biofarmaceutyków jest wytwarzana głównie z pomocą zrekombinowanych bakterii E. coli oraz drożdży S. cerevisiae. Rekombinowane linie komórkowe organizmów wyższych, z których tworzy się hybrydy (np. przeciwciała monoklonalne - mieszańce limfocytów B oraz komórek szpiczaka, które gwarantują mu „nieśmiertelność”).
W ten sposób uzyskano już tak cenne grupy leków jak:
interferony
interleukiny
hematopoetyczne czynniki wzrostu
czynniki martwicy nowotworu
preparaty trombolityczne
czynniki krzepnięcia krwi
rekombinowane hormony
przeciwciała monoklonalne.
Wykorzystanie rekombinacji DNA w celu uzyskania ludzkich białek podniosło poziom bezpieczeństwa stosowanych leków. W przypadku ich izolacji z naturalnych źródeł (tj. zwierzęce białka) istnieje wysokie ryzyko wystąpienia u człowieka chorób: zapalenia wątroby typu B, Creuztfelda-Jakoba, a nawet HIV.
W Polsce firma Bioton stworzyła poprzez rekombinację DNA Gensulin - insulinę wytwarzaną przez zmodyfikowane odpowiednio E. coli z wstawionym genem ludzkiej insuliny.
Niebieska biotechnologia zajmuje się biotechnologią wód tj. akwenów, jezior, rzek, mórz i oceanów.
Bada także organizmy morskie i ich potencjalne wykorzystanie w produkcji spożywczej oraz farmaceutycznej.
Fioletowa biotechnologia zajmuje się zagadnieniami prawnymi i społecznymi, takimi jak akceptacja żywności genetycznie modyfikowanej (GM), problemami prawnymi w tym legislacją, ochroną własności intelektualnej, a także zagadnieniami filozoficznymi i etycznymi.
Zalety biotechnologii:
- tworzenie nowych odmian roślin uprawnych, dających większe plony (także odpornych na niekorzystne warunki klimatyczne np. na terenach objętych suszą), bez stosowania herbicydów i insektycydów, a więc obniżając koszt ich hodowli
- tworzenie roślin o lepszych walorach smakowych, zapachowych i organoleptycznych, o podwyższonej zawartości witamin, soli mineralnych i obecnością farmaceutyków
- produkcja bezpieczniejszych leków na większą skalę np. ludzkie hormony, w sposób wydajny i mniej kosztowny od konwencjonalnych metod otrzymywania
- zwierzęta transgeniczne mogą produkować biofarmaceutyki, które posłużą do leczenia chorych (są to tzw. bioreaktory)
Wady:
- wątpliwości etyczne (tworzenie mutantów i chimer, ingerencja w materiał genetyczny organizmów)
- powszechny lęk przed żywnością modyfikowaną genetycznie (nie znamy jak dotąd skutków jej długotrwałego spożywania)
- strach przed nabywaniem antybiotykooporności przez mikroorganizmy (często geny oporności na dany antybiotyk jest wprowadzany do organizmu modyfikowanego genetycznie w celu określenia, czy doszło do prawidłowej integracji transgenu - wprowadzanego genu)
Oczywiście to nie wszystkie zalety i wady biotechnologii, sam pewnie jesteś w stanie wskazać ich jeszcze kilka.
W kolejnych postach postaram się wyjaśnić różne aspekty rządzące biotechnologią. Wraz z poszerzaniem wiedzy na ten temat z całą pewnością będziesz w stanie stworzyć własny punkt widzenia na genetycznie modyfikowane organizmy.
Bibliografia:
http://www.forumkad.pl/archiwum/2001/10/artykuly/17-wsh-czy_biokataliza_ma_polskie_korzenie.html
Podstawy biotechnologii przemysłowej, pod red. Włodzimierza Bednarskiego i Jana Fiedurka, Warszawa, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2007
Comments