La biotecnologia è l’uso di sistemi biologici presenti negli organismi o l’uso degli organismi viventi stessi per fare progressi tecnologici e adattare tali tecnologie a vari campi. Questi includono applicazioni in molteplici campi, dalla pratica agricola al settore medico., Non include solo applicazioni in campi che coinvolgono i viventi, ma anche qualsiasi altro campo in cui possono essere applicate le informazioni ottenute dall’aspetto biologico di un organismo.
La biotecnologia è particolarmente vitale quando si tratta di sviluppare strumenti minuscoli e chimici, poiché molti degli strumenti utilizzati dalla biotecnologia esistono a livello cellulare. Nel tentativo di capire di più per quanto riguarda la biotecnologia, ecco i suoi tipi, esempi e applicazioni.,
Secondo l’Biotecnologie per l’Innovazione di Organizzazione,
“la Biotecnologia è una tecnologia basata sulla biologia – biotecnologie cablaggi cellulare e molecolare dei processi per lo sviluppo di tecnologie e prodotti che aiutano a migliorare la nostra vita e la salute del nostro pianeta. Abbiamo utilizzato i processi biologici dei microrganismi per più di 6.000 anni per produrre prodotti alimentari utili, come pane e formaggio, e per preservare i prodotti lattiero-caseari.,”
Tipi di biotecnologie
Biotecnologie mediche
La biotecnologia medica è l’uso di cellule viventi e altri materiali cellulari per migliorare la salute degli esseri umani. Principalmente, è usato per trovare cure e sbarazzarsi di e prevenire le malattie.
La scienza coinvolta include l’uso di questi strumenti per la ricerca per trovare modi diversi o più efficienti di mantenere la salute umana, comprendere gli agenti patogeni e comprendere la biologia cellulare umana.
Qui, la tecnica viene utilizzata per produrre farmaci e altre sostanze chimiche per combattere le malattie., Esso prevede lo studio di batteri, vegetali & cellule animali, per capire prima il modo in cui funzionano a livello fondamentale.
Coinvolge pesantemente lo studio del DNA (acido desossiribonucleico) per conoscere come manipolare il corredo genetico delle cellule per aumentare la produzione di caratteristiche benefiche che gli esseri umani potrebbero trovare utili, come la produzione di insulina.
Il campo di solito porta allo sviluppo di nuovi farmaci e trattamenti, nuovi al campo.,
Esempi di biotecnologie mediche
Vaccini
I vaccini sono sostanze chimiche che stimolano il sistema immunitario del corpo per combattere meglio gli agenti patogeni quando attaccano il corpo. Raggiungono questo obiettivo inserendo versioni attenuate (indebolite) della malattia nel flusso sanguigno del corpo.
Induce il corpo a reagire come se fosse sotto attacco dalla versione non attenuata della malattia., Il corpo combatte i patogeni indeboliti e, attraverso il processo, prende nota della struttura cellulare dei patogeni e ha alcune cellule che “ricordano” la malattia e memorizzano le informazioni all’interno del corpo.
Quando l’individuo viene esposto alla malattia reale, il corpo dell’individuo lo riconosce immediatamente e forma rapidamente una difesa contro di esso poiché ha già alcune informazioni su di esso. Ciò si traduce in una guarigione più rapida e in meno tempo sintomatico.,
I patogeni attenuati della malattia vengono estratti utilizzando tecniche biotecnologiche come la coltivazione delle proteine antigeniche in colture geneticamente modificate. Un esempio è lo sviluppo di un vaccino anti-linfoma che utilizza piante di tabacco geneticamente modificate fatte per esibire RNA (una sostanza chimica simile al DNA) da cellule B maligne (attivamente cancerose).
Antibiotici
Sono stati fatti passi avanti nello sviluppo di antibiotici che combattono gli agenti patogeni per l’uomo. Molte piante sono coltivate e geneticamente modificati per produrre gli anticorpi.,
Il metodo è più conveniente rispetto all’utilizzo di cellule o all’estrazione di questi anticorpi dagli animali poiché le piante possono produrre questi anticorpi in quantità maggiori.
Biotecnologia agricola
La biotecnologia agricola si concentra sullo sviluppo di piante geneticamente modificate per aumentare la resa delle colture o introdurre caratteristiche a quelle piante che forniscono loro un vantaggio che cresce in regioni che pongono un qualche tipo di fattore di stress sulla pianta, vale a dire il tempo e i parassiti.,
In alcuni casi, la pratica coinvolge gli scienziati che identificano una caratteristica, trovando il gene che la causa e poi mettendo quel gene all’interno di un’altra pianta in modo che guadagni quella caratteristica desiderabile, rendendola più durevole o facendola produrre rese più grandi di quanto non facesse in precedenza.,
Esempi di biotecnologie agricole
Colture resistenti ai parassiti
La biotecnologia ha fornito tecniche per la creazione di colture che esprimono naturalmente caratteristiche anti-parassiti, rendendole molto resistenti ai parassiti, invece di doverle continuare a spolverarle e irrorarle con pesticidi. Un esempio di questo sarebbe il fungo Bacillus thuringiensis geni trasferiti alle colture.
La ragione di ciò è che il fungo produce una proteina (Bt), che è molto efficace contro i parassiti come la piralide europea., La proteina Bt è la caratteristica desiderata che lo scienziato vorrebbe che le piante avessero, e per questo motivo, hanno identificato il gene che causa l’espressione della proteina Bt nel fungo e lo hanno trasferito al mais.
Il mais produce quindi la tossina proteica in modo naturale, abbassando i costi di produzione eliminando il costo di spolverare il raccolto con pesticidi.
Allevamento di piante e animali
L’allevamento selettivo è stata una pratica in cui gli esseri umani si sono impegnati sin dall’inizio dell’agricoltura., La pratica consiste nella scelta degli animali con le caratteristiche più desiderabili da allevare l’uno con l’altro in modo che anche la prole risultante esprima questi tratti.
Caratteristiche desiderabili includevano animali più grandi, animali più resistenti alle malattie e animali più domicili, tutti orientati a rendere il processo di allevamento il più redditizio possibile.
Questa pratica è stata trasferita a livello molecolare con lo stesso scopo., Diversi tratti sono selezionati tra gli animali, e una volta che i marcatori genetici sono stati evidenziati, animali e piante con quei tratti sono selezionati e allevati per quei tratti da trasferire.
Una comprensione genomica di questi tratti è ciò che informa le decisioni sul fatto che i tratti desiderati esprimeranno o si perderanno come tratti recessivi che non mostrano.
Tali informazioni forniscono la base per prendere decisioni informate che migliorano la capacità degli scienziati di prevedere l’espressione di quei geni., Un esempio è il suo uso nella produzione di fiori, dove i tratti come il colore e la potenza dell’odore sono migliorati.
Biotecnologie industriali
La biotecnologia industriale è l’applicazione delle biotecnologie per scopi industriali che includono anche la fermentazione industriale. Applicando le tecniche della moderna biologia molecolare, migliora l’efficienza e riduce i molteplici impatti ambientali dei processi industriali, tra cui carta e pasta, produzione chimica e tessile.,
Include la pratica di utilizzare cellule come microrganismi, o componenti di cellule come enzimi, per generare prodotti in settori industrialmente utili, come alimenti e mangimi, prodotti chimici, detergenti, carta e pasta di cellulosa, tessuti, biocarburanti e biogas.
Nell’attuale decennio sono stati compiuti progressi significativi nella creazione di organismi geneticamente modificati (OGM) che migliorano la diversità delle applicazioni e la redditività economica delle biotecnologie industriali.,
Sta anche avanzando attivamente verso la riduzione delle emissioni di gas serra utilizzando materie prime rinnovabili per produrre una varietà di prodotti chimici e combustibili e allontanandosi da un’economia basata sul petrolchimico.
Esempi di biotecnologie industriali
Biocatalizzatori
I biocatalizzatori sono stati sviluppati dalle aziende biotecnologiche industriali come gli enzimi, per sintetizzare sostanze chimiche. Gli enzimi sono proteine prodotte da tutti gli organismi. L’enzima desiderato può essere prodotto in quantità commerciali utilizzando la biotecnologia.,
Fermentazione
Lo zucchero della coltura può essere fermentato in acido, che può quindi essere utilizzato come intermedio per produrre altre materie prime chimiche per vari prodotti. Alcune piante, come il mais, possono essere utilizzate al posto del petrolio per produrre prodotti chimici.
Microrganismi
I microrganismi trovano il loro uso nella produzione chimica per la progettazione e la produzione di nuove materie plastiche / tessili e lo sviluppo di nuove fonti energetiche sostenibili come i biocarburanti.,
Biotecnologie ambientali
La biotecnologia ambientale è la tecnologia utilizzata nel trattamento dei rifiuti e nella prevenzione dell’inquinamento che può ripulire molti rifiuti in modo più efficiente rispetto ai metodi convenzionali e ridurre significativamente la nostra dipendenza dai metodi per lo smaltimento a terra.
Ogni organismo ingerisce nutrienti per vivere e produce sottoprodotti come risultato. Ma diversi organismi hanno bisogno di diversi tipi di nutrienti. Alcuni batteri prosperano anche sui componenti chimici dei prodotti di scarto.,
Gli ingegneri ambientali introducono nutrienti per stimolare l’attività dei batteri già presenti nel terreno in un sito di rifiuti o aggiungono nuovi batteri al suolo. I batteri aiutano a digerire i rifiuti direttamente nel sito, trasformandoli in sottoprodotti innocui.
Dopo aver consumato i materiali di scarto, i batteri muoiono o ritornano ai loro normali livelli di popolazione nell’ambiente. Ci sono casi in cui i sottoprodotti dei microrganismi che combattono l’inquinamento sono essi stessi utili.,
Esempi di biotecnologie ambientali
Biorisanamento
Il biorisanamento si riferisce all’applicazione di metodi biotecnologici che aiutano a sviluppare bioreattori enzimatici che non solo pretrattano alcuni componenti di rifiuti industriali e alimentari, ma ne consentono anche l’efficace rimozione attraverso il sistema fognario senza utilizzare meccanismi di smaltimento dei rifiuti solidi.,
Colore Classificazione delle Filiali delle Biotecnologie
Oro biotecnologie o di Bioinformatica di cui all’come biologia computazionale e può essere definito come “concettualizzare biologia” per affrontare i problemi biologici che utilizza le tecniche di calcolo e rende la rapida organizzazione e analisi di dati biologici possibile.
La biotecnologia rossa (Biopharma) si riferisce alla medicina e ai prodotti veterinari., Può aiutare a sviluppare nuovi farmaci, terapie rigenerative, produrre vaccini e antibiotici, tecniche di diagnostica molecolare e tecniche di ingegneria genetica per curare le malattie che applicano la manipolazione genetica.
White Biotechnology trae ispirazione dal biotech industriale per progettare processi e prodotti più efficienti dal punto di vista energetico, meno inquinanti e a basso consumo di risorse che possano battere quelli tradizionali.
La biotecnologia gialla si riferisce all’uso della biotecnologia nella produzione alimentare, ad esempio nella produzione di vino, formaggio e birra per fermentazione.,
Grey Biotechnology si riferisce alle applicazioni ambientali per mantenere la biodiversità e la rimozione di inquinanti o contaminanti utilizzando microrganismi e piante per isolare e smaltire molti tipi di sostanze come metalli pesanti e idrocarburi.
Green Biotechnology sottolinea l’agricoltura che comporta la creazione di nuove varietà vegetali di interesse agricolo, biopesticidi e biofertilizzanti.
Questa area di biotech si basa esclusivamente su transgenici (modificazione genetica), cioè un gene o geni extra inseriti nel loro DNA., Il gene aggiuntivo può provenire dalla stessa specie o da una specie diversa.
Blue Biotechnology si basa sull’uso delle risorse marine per creare prodotti e applicazioni in una gamma potenzialmente vasta di settori per beneficiare dell’uso di questo tipo di biotecnologie.
Violet Biotechnology si occupa di diritto, questioni etiche e filosofiche intorno alla biotecnologia.
La biotecnologia oscura è associata al bioterrorismo o alle armi biologiche e alla biowarfare che utilizzano microrganismi e tossine per causare malattie e morte negli esseri umani, negli animali domestici e nelle colture.,
Applicazioni della biotecnologia
Integrazione di nutrienti
Uno degli usi più importanti della biotecnologia è l’infusione di nutrienti negli alimenti in situazioni come l’aiuto. Pertanto, fornisce cibo con nutrienti pesanti che sono necessari per tali circostanze.
Un esempio di questa applicazione è la produzione di riso dorato dove il riso viene infuso con beta-carotene. Il riso ha vitamina A, che il corpo può sintetizzare rapidamente.,
Resistenza allo stress abiotico
In realtà c’è pochissimo terreno sulla terra che è coltivabile, con alcune stime che lo collocano intorno al 20 percento. Con un aumento della popolazione mondiale, c’è bisogno che le fonti di cibo disponibili siano il più efficaci possibile per produrre più cibo nel minor spazio possibile. C’è anche la necessità di far crescere le colture per poter utilizzare le regioni meno coltivabili del mondo.
Significa che è necessario sviluppare colture in grado di gestire questi stress abiotici come salinità, siccità e gelo dal freddo.,
In Africa e Medio Oriente, ad esempio, dove il clima può essere spietato, la pratica ha svolto un ruolo significativo nello sviluppo di colture in grado di resistere ai climi rigidi prevalenti.
Biotecnologie industriali
La biotecnologia industriale è l’applicazione della biotecnologia che spazia dalla produzione di strutture cellulari alla produzione di elementi biologici per numerosi usi.
Esempi includono la creazione di nuovi materiali nel settore delle costruzioni e la produzione di birra e vino, detergenti per il lavaggio e prodotti per la cura personale.,
Fibre di resistenza
Uno dei materiali con la più forte resistenza alla trazione è ragnatele. Tra gli altri materiali con la stessa larghezza della sezione trasversale, le ragnatele possono richiedere più forza tensionale prima di rompersi rispetto all’acciaio.
Questa seta ha creato molto interesse per la possibile produzione di materiali in seta, tra cui armature come giacche antiproiettile. La seta è usata perché è più forte del Kevlar (il materiale più comunemente usato per realizzare armature).,
Sono state utilizzate tecniche biotecnologiche per raccogliere i geni trovati nei ragni e la loro infusione nelle capre per produrre le proteine della seta nel loro latte.
Con questa iniziativa, rende la produzione molto più facile in quanto le capre sono molto più facili da gestire rispetto ai ragni, e la creazione di seta tramite latte aiuta anche a rendere la lavorazione e la manipolazione molto conveniente rispetto alla gestione dei fili di seta reali.
Biocarburanti
Una delle maggiori applicazioni della biotecnologia è nel settore della produzione di energia., Con i timori per la diminuzione delle risorse petrolifere nel mondo e il loro impatto ambientale correlato, c’è una crescente necessità di proteggere il futuro del globo trovando fonti di carburante alternative ecocompatibili.
Biotecnologia sta permettendo questo accada con progressi come l’utilizzo di mais per produrre combustibile combustibile per l’esecuzione di motori di auto. Questi combustibili sono buoni per l’ambiente in quanto non producono gas serra.,
Sanità
La biotecnologia è applicata nel settore sanitario nello sviluppo di prodotti farmaceutici che si sono dimostrati problematici da produrre con altri mezzi convenzionali a causa di problemi di purezza.
Trasformazione alimentare
Il metodo di fermentazione che utilizza gli organismi microbici e i loro derivati viene applicato mediante il quale le materie prime che non sono appetibili e facilmente deperibili vengono convertite in alimenti e bevande commestibili e potabili, che hanno una durata di conservazione più lunga.,
Il combustibile proveniente dai rifiuti
Applicando i rifiuti di biorisanamento può essere convertito in biocarburante per far funzionare i generatori. I microbi possono essere indotti a produrre enzimi necessari per trasformare materiali vegetali e vegetali in mattoni per materie plastiche biodegradabili.
Il metano può essere derivato da un tipo di batteri che degrada il liquore di zolfo, che è un prodotto di scarto dell’industria manifatturiera della carta. Il metano risultante può essere utilizzato in altri processi industriali o come combustibile.
Commodity Chemicals e Specialty Chemicals
Questi possono essere prodotti utilizzando applicazioni biotech., La sintesi chimica tradizionale utilizza prodotti spesso indesiderati, come l’HCl, e comporta grandi quantità di energia.
La produzione delle stesse sostanze chimiche può essere effettuata in modo più economico e reso più ecologico utilizzando biocatalizzatori. Ad esempio, acrilammide polimerica.
Tessuti di finitura Hi-Tech
La biotecnologia è utilizzata nell’industria tessile per la finitura di tessuti e indumenti. Produce cotone derivato dalla biotecnologia, che è più caldo, più forte, antirughe & resistente agli strizzacervelli e ha migliorato l’assorbimento e la ritenzione del colorante, maggiore capacità di assorbimento.,
Proteasi detergenti
Questi sono componenti essenziali dei moderni detergenti che rimuovono le impurità proteiche e vengono utilizzati per abbattere l’amido, le proteine e gli acidi grassi presenti sugli articoli da lavare. La produzione di proteasi si traduce in biomassa che, a sua volta, produce un sottoprodotto utile, un fertilizzante organico.
Medicazioni per ferite
Si applica anche all’uso di medicazioni per ferite rivestite con chitosano, che è uno zucchero tipicamente ottenuto da gusci di gamberetti e granchi.
Biotecnologia FAQ
Che cos’è la biotecnologia?,
le Tendenze e i Prodotti
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