Що таке біотехнологія?

Як відомо, найцікавіші відкриття здійснюються на стику областей знання.

Одним з найбільш перспективних напрямків в природничо-наукових дисциплінах сьогодні стала біотехнологія, можливості якої поки що вивчені досить слабо. Цей важливий розділ біологічної науки цілком може стати основою для технологічного ривка в найближчому майбутньому, зігравши для XXI століття ту ж роль, яку для ХХ століття зіграли хімія і електроніка.

Біотехнологія – значення слова

В останні десятиліття слово «біотехнологія» все частіше зустрічається на сторінках ЗМІ, в телепередачах і в інтернеті. Вперше про біотехнологіях заговорили в середині 70-х років ХХ століття в зв’язку з новими методиками виготовлення лікарських субстанцій – сировини для препаратів, що випускаються фармакологічної промисловістю. З тих пір біотехнології істотно розширили сферу застосування.

Сьогодні, говорячи про біотехнології, ми маємо на увазі методи виробництва потрібних нам матеріалів і продуктів з використанням живих організмів, що культивуються в штучному середовищі клітин і різноманітних біологічних процесів. На поточний момент об’єктами біотехнології найчастіше стають мікроорганізми, а також окремо взяті клітини тварин або рослин.

Найпростішим прикладом біотехнології є виготовлення з молока кисломолочних продуктів – кефіру, сиру та ін. – за допомогою культур кисломолочних бактерій. Можна згадати і про випікання дріжджового хліба з використанням пекарських дріжджів. Ці біотехнології відомі людству протягом багатьох століть, але сьогодні біологи використовують набагато складніші методики, щоб організовувати необхідні нам процеси.

Для чого потрібна біотехнологія?

У будь-якій галузі промисловості домогтися потрібного результату можна різними способами, але часто біотехнологічна рішення поставленої перед вченими завдання виявляється найбільш ефективним, економічним і безпечним. Наприклад, для того, щоб висікти на мармурі напис, кваліфікований каменяр повинен працювати кілька тижнів.

Однак в Стародавній Греції для виготовлення написів використовували один з видів равликів, слиз яких володіє підвищеною кислотністю. Як відомо, мармур – це кристалізувався вапняк. Проповзаючи по поверхні каменя, равлик своєї слизом випікала в ньому виїмку, і майстру залишалося лише направити молюска в потрібну сторону, щоб швидко і без зусиль отримати бажану напис.

Цей приклад найпростішої біотехнології прекрасно ілюструє всі переваги біологічних методів. Біохімічні процеси не вимагають високої температури і тиску, не забруднюють навколишнє середовище і часто обходяться набагато дешевше традиційних способів. Так, біотехнологія сьогодні активно використовується для збагачення різних руд і видобутку рідкісних металів. Функцію збагачувача виконують мікроорганізми, які поглинають потрібний метал і накопичують його в своїй тканини, а потім відмирають, утворюючи щільний осад, з якого вже не складає труднощів витягти необхідний елемент.

Біотехнологія дозволяє переробляти навіть дуже бідні руди, витягуючи з них потрібні метали з високою точністю і без зайвих витрат.

Ці ж процеси використовуються і для ефективного очищення стоків. Якщо використовувати фільтрацію, то очисні споруди обійдуться дуже дорого. Штами спеціально виведених бактерій витягають важкі метали, переробляють і роблять безпечними нафтопродукти. Очищення стоків не вимагає витрат: досить залити стічні води в відстійник і запустити туди потрібні види мікроорганізмів, а потім почекати, поки вода не освітлиться.

Але найбільш часто біотехнологія використовується для виготовлення різних лікарських препаратів. З її допомогою виробляються сотні або навіть тисячі найменувань і груп ліків: антибіотики, сироватки, різні вакцини і т.д. Окремою групою препаратів є кормові добавки – амінокислоти, білки та ін.

Сфери застосування біотехнології

На поточний момент найбільш активно біотехнології працюють в наступних напрямках:

  • виробництво харчових продуктів на якісно новій основі;
  • розробка і виготовлення препаратів, що підвищують ефективність сільського господарства;
  • розробка і виготовлення ліків, вакцин, біодобавок;
  • біотехнології для добувної промисловості та побутової сфери;
  • виготовлення діагностичних препаратів та реактивів;
  • біотехнологія очищення навколишнього середовища від антропогенних забруднень.

Існує ще чимало напрямків, в яких використання біотехнології можливо в найближчій або віддаленій перспективі.

Напрями біотехнології

Використовуючи живі організми в своїх цілях, людина вже сьогодні може добувати необхідні речовини, переробляти відходи в корисні добрива, лікувати різні хвороби і багато іншого. Найбільш активно в даний час розвиваються такі напрямки біотехнології.

  • Мікробіологічний синтез – виробництво необхідних речовин і субстанцій з використанням мікроорганізмів. Вже сьогодні цей спосіб використовується при виробництві спирту, іммобілізованих ферментів і ряду інших речовин.
  • Генна інженерія – своєрідне «конструювання» генома живої істоти з метою отримання організму із заданими властивостями. Методи генної інженерії в останні десятиліття справили буквально революцію в сільському господарстві, створивши нові, надзвичайно стійкі до несприятливих зовнішніх явищ культурні рослини.
  • Космічна біотехнологія – напрямок, що знаходиться сьогодні в стадії початкового розвитку. Ведуться дослідження по застосуванню біотехнології в космосі, досліджуються перспективи отримання кристалічних білків та інших матеріалів.
  • Біогідрометаллургія – витяг металу з руди за допомогою мікроорганізмів. В результаті діяльності бактерій утворюються розчинні солі металу, які переходять в розчин, а потім витягуються і переробляються звичайним способом.

В недалекому майбутньому біотехнологічні процеси зможуть замінити багато брудні виробництва, зробивши навколишній світ більш привабливим, безпечним і зручним для життя.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Запор