Dalam dekade terakhir, istilah "bioteknologi" semakin sering muncul di berita utama, dan penemuan-penemuan di bidang ini telah menjadi penyebab perdebatan sengit. Memang, ilmu pengetahuan telah menerima perkembangan terbesarnya dalam beberapa tahun terakhir, dan kemajuan teknis telah memberikan kontribusi yang lebih besar terhadap hal ini, namun bioteknologi telah digunakan dalam kehidupan sehari-hari selama berabad-abad.

Sejarah perkembangan bioteknologi

Sejak zaman kuno, bioteknologi telah digunakan manusia untuk membuat anggur, pembuatan keju, dan pilihan memasak lainnya. Proses bioteknologi, yaitu fermentasi, digunakan di Babilonia kuno untuk produksi bir. Hal ini dibuktikan dengan catatan yang ditemukan pada tablet yang ditemukan selama penggalian. Namun, meskipun metode ini digunakan secara aktif, proses yang mendasari industri ini masih menjadi misteri.

Louis Pasteur pada tahun 1867 mengatakan bahwa proses seperti fermentasi dan fermentasi tidak lain adalah hasil aktivitas vital mikroorganisme. Eduard Buchner melengkapi asumsi tersebut dengan membuktikan bahwa katalisnya adalah ekstrak bebas sel yang mengandung enzim yang menyebabkan reaksi kimia.

Belakangan, penemuan-penemuan sensasional dibuat pada masa itu, yang membantu membentuk ilmu ini dalam pengertian modern:

Pada tahun 1865, raja Austria Gregor Mendel mempresentasikan laporannya "Eksperimen Tanaman Hibrida", yang menggambarkan pola penularan hereditas;
Pada tahun 1902, Theodore Boveri dan Walter Sutton mengemukakan bahwa transmisi hereditas berhubungan langsung dengan kromosom.

Tahun munculnya istilah tersebut adalah tahun 1919, setelah diterbitkannya manifesto oleh ahli agroekonom Hongaria Carl Ereki. Berdasarkan data yang ada saat itu, istilah bioteknologi berarti penggunaan mikroorganisme untuk memfermentasi makanan.

Namun, seperti yang Anda ketahui, penemuan paling menarik terjadi di persimpangan pengetahuan, dalam kasus bioteknologi, industri makanan dan penyulingan minyak telah bersatu. Pada tahun 1970, teknologi produksi protein dari limbah industri minyak diujicobakan dalam praktik.

Apa itu bioteknologi: istilah dan jenis utamanya

Bioteknologi adalah ilmu tentang bagaimana menciptakan berbagai zat dengan menggunakan komponen biologis alami, baik itu mikroorganisme, sel hewan, atau tumbuhan. Intinya, ini adalah manipulasi sel hidup untuk memperoleh hasil tertentu.

Arah utama pengembangan ilmu pengetahuan adalah:

Bioteknologi adalah disiplin ilmu yang bertujuan untuk memperluas pengetahuan di bidang kedokteran (pengobatan, promosi kesehatan) dan teknik

Biomedis adalah cabang kedokteran yang sangat terspesialisasi yang, dari sudut pandang teoretis, mempelajari struktur tubuh manusia, diagnosis kondisi patologis, dan kemungkinan koreksinya. Cabang kedokteran yang berhubungan dengan pengendalian dan pengobatan sistem biologis organisme hidup pada tingkat molekuler disebut nanomedicine.

Hibridisasi adalah proses memperoleh hibrida (tumbuhan, hewan). Hal ini didasarkan pada prinsip memperoleh satu sel (tahan terhadap kondisi tertentu) dengan menggabungkan sel lain.

Sekarang kita sudah memiliki sarana yang diperlukan untuk hidup cukup lama hingga kita menjadi abadi. Ada kemungkinan untuk secara agresif menerapkan pengetahuan yang ada untuk memperlambat proses penuaan secara drastis, dan tetap bertahan sampai terapi perpanjangan hidup yang sepenuhnya radikal menggunakan bioteknologi dan nanoteknologi tersedia.
Ray Kurzweil (penemu, futuris)

Pencapaian tertinggi bioteknologi adalah rekayasa genetika. Rekayasa genetika adalah seperangkat pengetahuan dan teknologi untuk memperoleh RNA dan DNA, mengisolasi gen dari sel, memanipulasi gen dan memasukkannya ke dalam organisme lain. Inilah “pengelolaan” genom suatu makhluk hidup atau tumbuhan untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan. Misalnya, berpedoman pada ilmu di bidang rekayasa genetika, para ilmuwan China berencana menerapkan metode "koreksi" genom penderita kanker secara masif. Namun, tidak ada yang terburu-buru meluncurkan proyek skala penuh, karena Sampai saat ini, tidak mungkin untuk memprediksi konsekuensinya bagi tubuh dalam jangka panjang.

Kloning patut mendapat perhatian khusus. Proses ini dipahami sebagai munculnya beberapa organisme yang identik secara genetik melalui reproduksi aseksual (termasuk vegetatif). Hingga saat ini, tidak hanya tumbuhan yang telah dikloning, tetapi juga beberapa lusin spesies hewan (domba, anjing, kucing, kuda). Belum ada data mengenai fakta kloning manusia, meski menurut para ilmuwan, dari sisi teknis semuanya sudah siap untuk prosesnya. Perkembangan inilah yang menjadi paling kontroversial dan dibicarakan masyarakat dunia. Intinya bukan hanya kemungkinan mendapatkan orang-orang inferior, tapi juga sisi etika dan agama dari masalah tersebut.

Lingkup aplikasi

Prinsip-prinsip proses bioteknologi diperkenalkan ke dalam produksi semua industri:

industri makanan. Produksi alkohol, asam amino, enzim dengan cara yang ramah lingkungan disebut bioteknologi putih.
kimia atau farmasi. Arah ini disebut juga bioteknologi merah. Ahli bioteknologi sedang mengembangkan obat, vaksin, dan serum yang lebih baik untuk melawan penyakit yang sebelumnya dianggap tidak dapat disembuhkan. Di negara-negara Barat, khususnya di Austria, ilmu pengetahuan sangat populer dan secara aktif digunakan untuk mendiagnosis berbagai penyakit (biosensor, chip DNA).
pengolahan dan pembuangan limbah (bioremediasi). Metode bioteknologi abu-abu digunakan untuk sanitasi tanah, pengolahan limbah dan udara buangan.
Pertanian. Bioteknologi hijau memungkinkan para ilmuwan untuk membuat sampel tanaman yang mampu melawan penyakit dan jamur, dengan hasil yang tinggi terlepas dari kondisi iklim (selama kekeringan). Selain itu, para ilmuwan telah belajar menggunakan enzim tertentu yang mengubah limbah pertanian selulosa menjadi glukosa dan kemudian menjadi bahan bakar.

Tujuan utama rekayasa sel adalah budidaya sel hewan dan tumbuhan. Penemuan di bidang rekayasa sel memungkinkan untuk mengontrol dan mengatur produktivitas, kualitas, ketahanan terhadap penyakit dalam bentuk dan galur baru pada hewan dan tumbuhan.

Investasi dan pembangunan

Meskipun bioteknologi hampir tidak bisa disebut sebagai ilmu yang “muda”, namun saat ini bioteknologi sedang berada pada awal perkembangannya. Arah dan kemungkinan yang terbuka melalui pengembangan ilmu ini tidak terbatas. Mereka bisa melakukannya, jika mereka menerima pendanaan dan dukungan yang tepat. Peserta investasi utama dalam arahan ini adalah para insinyur itu sendiri dan ahli bioteknologi, dan ini cukup dapat dimengerti. Saat ini, yang ditawarkan bukanlah produk itu sendiri, melainkan ide dan kemungkinan metode implementasinya.

Dan untuk mengimplementasikan ide ini, diperlukan puluhan dan ratusan eksperimen, eksperimen, dan peralatan mahal. Tidak setiap investor siap untuk hanya memikirkan sebuah ide, mempertaruhkan investasinya. Namun tidak semua orang percaya pada komunikasi seluler, dan saat ini komunikasi seluler ada dimana-mana.

Saat ini, jumlah perusahaan besar yang terlibat dalam pengembangan bioteknologi masih sedikit. Ini termasuk:

Illumina (penelitian genetik, analisis, teknologi microarray DNA),
Oxford Nanopore (pengembangan dan penjualan produk untuk interaksi dengan DNA),
Roche (perusahaan farmasi),
Editas Medicine (mengadaptasi teknik penyuntingan gen laboratorium untuk penggunaan skala besar di rumah sakit),
Counsyl (menyediakan metode murah untuk analisis DNA otomatis untuk penggunaan data selanjutnya dalam pengobatan).

Menurut para ahli, bidang yang paling menarik untuk investasi di bidang bioteknologi adalah perusahaan pengurutan. Ini adalah nama umum metode yang memungkinkan Anda menetapkan urutan nukleotida dalam molekul DNA. Penguraian data DNA (pengurutan) memungkinkan untuk mengidentifikasi area yang bertanggung jawab atas penyakit keturunan dan menghilangkannya. Setelah prosesnya sempurna, orang akan bisa menghilangkan penyakitnya alih-alih mengobati gejalanya. Hal ini akan mengubah pemahaman kita tentang diagnostik, dan akan memberikan keuntungan besar bagi mereka yang mampu mempertimbangkan potensi perusahaan pada tahap ide.

Bioteknologi: Baik atau Jahat?

Saat ini, populasi dunia sedang menghadapi masalah kekurangan pangan, dan jika jumlah penduduk terus bertambah, maka dalam waktu dekat situasinya bisa menjadi kritis. Mengetahui apa itu bioteknologi dan bagaimana penerapannya membantu Anda mendapatkan hasil hasil yang maksimal, apapun faktor eksternalnya. Dan pencapaian-pencapaian ini tidak dapat diabaikan. Selain itu, bukti manfaat ilmu pengetahuan yang tak terbantahkan adalah penemuan antibiotik, yang memungkinkan pengendalian, dan dalam beberapa kasus memberantas seluruhnya, ratusan penyakit.

Namun tidak semua orang menilai sains dengan jelas. Ada kekhawatiran bahwa kurangnya kendali dapat mengakibatkan konsekuensi yang tidak dapat diubah. Misalnya, saat ini, produk bioteknologi, seperti steroid untuk atlet, telah menjadi penyebab penyakit jantung prematur. Dalam upaya menciptakan manusia super yang menaklukkan usia tua dan penyakit, masyarakat berisiko kehilangan sifatnya.

Kami tidak tinggal di dalam gua. Kita tidak tinggal di dalam planet kita. Dengan bantuan bioteknologi, pengurutan genetik, kita bahkan tidak akan terbatas pada biologi itu sendiri.
Jason Silva (orator, filsuf, bintang TV).

Perkembangan bioteknologi menjadi begitu pesat sehingga negara-negara di dunia dihadapkan pada masalah kurangnya kontrol di tingkat hukum. Hal ini menyebabkan banyak proyek ditangguhkan, jadi untuk saat ini masih terlalu dini untuk membicarakan kloning manusia dan kemenangan atas kematian, dan kedua kubu yang bertikai dapat dengan bebas menyerah pada refleksi filosofis.

Bioteknologi adalah ilmu yang mempelajari kemungkinan pemanfaatan organisme hidup atau produk metabolismenya untuk memecahkan masalah teknologi tertentu.

Dengan bantuan bioteknologi dapat terpenuhi kebutuhan-kebutuhan tertentu manusia, misalnya: pengembangan obat-obatan, modifikasi atau penciptaan spesies tumbuhan dan hewan baru, sehingga meningkatkan kualitas produk pangan.

Bioteknologi dalam pengobatan modern

Bioteknologi sebagai suatu ilmu pengetahuan mulai berkembang pada akhir abad ke-20, yaitu pada awal tahun 70-an. Semuanya dimulai dengan rekayasa genetika, ketika para ilmuwan mampu mentransfer materi genetik dari satu organisme ke organisme lain tanpa proses seksual. Untuk ini, DNA rekombinan atau rDNA digunakan. Metode ini digunakan untuk mengubah atau memperbaiki organisme tertentu.

Untuk membuat molekul rDNA yang Anda butuhkan:

mengekstrak molekul DNA dari sel hewan atau tumbuhan;
mengolah sel dan plasmid yang diisolasi lalu mencampurkannya;
kemudian, plasmid yang dimodifikasi ditransfer ke bakteri, yang pada gilirannya melipatgandakan salinan informasi yang dimasukkan ke dalamnya.

Bioteknologi medis dibagi menjadi 2 kelompok besar:

Diagnostik, yang selanjutnya adalah: kimia (penentuan zat diagnostik dan parameter metabolisme); fisik (penentuan bidang fisik tubuh);
Terapeutik.

Bioteknologi medis mencakup proses produksi di mana objek atau zat biologis untuk tujuan medis diciptakan. Ini adalah enzim, vitamin, antibiotik, polisakarida mikroba individu, yang dapat digunakan sebagai agen independen atau sebagai zat tambahan dalam pembuatan berbagai bentuk sediaan, asam amino.

Dengan demikian, metode bioteknologi diterapkan:

untuk produksi insulin manusia melalui penggunaan bakteri hasil rekayasa genetika;
untuk membuat eritropoietin (hormon yang merangsang pembentukan sel darah merah di sumsum tulang.

Genetika medis di masa depan tidak hanya mampu mencegah kelahiran anak cacat dengan mendiagnosis penyakit genetik, tetapi juga melakukan transplantasi gen untuk mengatasi permasalahan yang ada.

Bioteknologi di masa depan akan memberikan peluang besar bagi umat manusia tidak hanya di bidang kedokteran, tetapi juga di bidang ilmu pengetahuan modern lainnya.

Bioteknologi dalam ilmu pengetahuan modern

Bioteknologi dalam ilmu pengetahuan modern memberikan manfaat yang besar. Berkat penemuan rekayasa genetika, dimungkinkan untuk mengembangkan varietas tanaman dan ras hewan baru yang bermanfaat bagi pertanian.

Kajian bioteknologi tidak hanya dikaitkan dengan ilmu-ilmu biologi. Dalam mikroelektronika, transistor selektif ion berdasarkan efek medan (HpaI) telah dikembangkan. Bioteknologi diperlukan untuk meningkatkan perolehan minyak dari reservoir minyak. Arah yang paling berkembang adalah penggunaan bioteknologi di bidang ekologi untuk pengolahan air limbah industri dan domestik. Banyak disiplin ilmu lain yang berkontribusi terhadap perkembangan bioteknologi, oleh karena itu bioteknologi harus digolongkan sebagai ilmu yang kompleks.

Alasan lain untuk studi aktif dan peningkatan pengetahuan di bidang bioteknologi adalah kurangnya (atau kekurangan di masa depan) kebutuhan sosial-ekonomi.

Di dunia ini terdapat permasalahan seperti:

kurangnya air bersih atau air murni (di beberapa negara);
pencemaran lingkungan oleh berbagai bahan kimia;
kurangnya sumber energi;
kebutuhan untuk meningkatkan dan memperoleh bahan dan produk baru yang ramah lingkungan;
meningkatkan tingkat pengobatan.

Para ilmuwan yakin bahwa masalah ini dan banyak masalah lainnya dapat diselesaikan dengan bantuan bioteknologi.

Metode teknologi utama yang khas dari bioteknologi modern

Bioteknologi dapat dibedakan tidak hanya sebagai ilmu pengetahuan, tetapi juga sebagai bidang kegiatan praktis manusia, yang bertanggung jawab atas produksi berbagai jenis produk dengan partisipasi organisme hidup atau selnya.

Landasan teori bioteknologi pada suatu waktu adalah ilmu seperti genetika, hal ini terjadi pada abad kedua puluh. Namun secara praktis bioteknologi didasarkan pada industri mikrobiologi. Industri mikrobiologi, pada gilirannya, menerima dorongan kuat untuk berkembang setelah penemuan dan produksi aktif antibiotik.

Objek yang digunakan dalam bioteknologi adalah virus, bakteri, berbagai perwakilan flora dan fauna, jamur, serta organel dan sel yang terisolasi.

Bioteknologi visual. Rekayasa genetika dan sel

Rekayasa genetika dan sel yang dikombinasikan dengan biokimia adalah bidang utama bioteknologi modern.

Rekayasa seluler - menumbuhkan sel-sel berbagai organisme hidup (tumbuhan, hewan, bakteri) dalam kondisi khusus, berbagai jenis penelitian terhadapnya (kombinasi, ekstraksi atau transplantasi).

Rekayasa sel tumbuhan dianggap yang paling sukses. Dengan bantuan rekayasa sel tanaman, proses pemuliaan dapat dipercepat, sehingga memungkinkan untuk mengembangkan varietas tanaman pertanian baru. Kini pemuliaan varietas baru telah dikurangi dari 11 tahun menjadi 3-4 tahun.

Rekayasa genetika (atau genetika) adalah departemen biologi molekuler di mana mereka mempelajari dan mengisolasi gen dari sel organisme hidup, setelah itu gen tersebut dimanipulasi untuk mencapai tujuan tertentu. Alat utama yang digunakan dalam rekayasa genetika adalah enzim dan vektor.

Kloning bioteknologi

Kloning adalah proses memperoleh klon (yaitu keturunan yang benar-benar identik dengan prototipe). Percobaan kloning pertama kali dilakukan pada tanaman yang diklon secara vegetatif. Setiap individu tanaman hasil kloning disebut klon.

Dalam proses perkembangan genetika, istilah ini mulai diterapkan tidak hanya pada tumbuhan, tetapi juga pada perkembangbiakan genetik bakteri.

Pada akhir abad kedua puluh, para ilmuwan memulai diskusi aktif tentang kloning manusia. Dengan demikian, istilah "klon" mulai digunakan di media, dan kemudian dalam sastra dan seni.

Sedangkan bagi bakteri, kloning adalah satu-satunya cara mereka berkembang biak. Ini adalah "kloning bakteri" yang digunakan dalam kasus di mana prosesnya dilakukan secara buatan dan dikendalikan oleh manusia. Istilah ini tidak mengacu pada reproduksi alami mikroorganisme.

rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah perubahan buatan pada genotipe suatu mikroorganisme, yang disebabkan oleh campur tangan manusia, untuk memperoleh kultur dengan kualitas yang diperlukan.

Rekayasa genetika terlibat dalam penelitian dan studi tidak hanya mikroorganisme, tetapi juga manusia, secara aktif mempelajari penyakit yang berhubungan dengan sistem kekebalan dan onkologi.

Bioteknologi sel tumbuhan

Bioteknologi sel didasarkan pada penggunaan sel, jaringan dan protoplas. Agar sel berhasil dikelola, perlu untuk memisahkannya dari tumbuhan dan menciptakan semua kondisi yang diperlukan agar sel tersebut berhasil hidup dan berkembang biak di luar tubuh tumbuhan. Metode pertumbuhan dan penggandaan sel ini disebut "kultur jaringan terisolasi" dan menjadi sangat penting karena kemungkinan penerapannya dalam bioteknologi.

Bioteknologi dalam dunia modern dan kehidupan manusia

Potensi bioteknologi yang terbuka bagi manusia sangat besar tidak hanya dalam ilmu pengetahuan dasar, tetapi juga dalam bidang kegiatan dan bidang ilmu pengetahuan lainnya. Dengan penggunaan metode bioteknologi, produksi massal semua protein yang diperlukan menjadi mungkin.

Proses memperoleh produk fermentasi menjadi lebih sederhana. Di masa depan, bioteknologi akan memperbaiki kualitas hewan dan tumbuhan. Para ilmuwan sedang mempertimbangkan pilihan untuk memerangi penyakit keturunan dengan bantuan rekayasa genetika.

Rekayasa genetika, sebagai arah utama dalam bioteknologi, secara signifikan mempercepat penyelesaian masalah krisis pangan, agraria, energi, dan lingkungan.

Bioteknologi memiliki dampak terbesar pada kedokteran dan farmasi. Di masa depan, penyakit-penyakit yang berstatus “tidak dapat disembuhkan” tersebut diperkirakan dapat didiagnosis dan diobati.

Aspek Etis dari Beberapa Kemajuan Bioteknologi

Setelah diketahui bahwa beberapa laboratorium ilmiah tidak hanya melakukan percobaan pada embrio manusia, tetapi juga mencoba mengkloning manusia, gelombang diskusi hangat mengenai masalah ini dimulai tidak hanya di kalangan ilmuwan, tetapi juga di kalangan masyarakat awam.

Dalam bioteknologi, ada dua isu etika yang terkait dengan kloning manusia:

kloning terapeutik (budidaya embrio manusia untuk penggunaan selnya untuk tujuan pengobatan);
kloning reproduksi (menciptakan klon manusia).

Prestasi modern dan masalah bioteknologi

Dengan bantuan bioteknologi, sejumlah besar produk untuk perawatan kesehatan, pertanian, industri makanan dan kimia telah dan akan diperoleh. Perlu disebutkan bahwa banyak produk yang tidak dapat diperoleh dengan cara lain apa pun.

Adapun permasalahannya, yang utama adalah aspek etika terkait dengan penolakan masyarakat dan menganggap kloning seseorang atau embrio manusia sebagai hal yang negatif.

Keadaan saat ini dan prospek bioteknologi

Dalam bioteknologi, cabang sintesis mikroba zat-zat yang berharga bagi umat manusia mulai aktif berkembang. Hal ini mungkin memerlukan pergeseran distribusi peran basis makanan berdasarkan tumbuhan dan hewan ke arah sintesis mikroba.

Memperoleh energi bersih dengan bantuan bioteknologi merupakan bidang ilmu pengetahuan yang penting dan menjanjikan.

Perusahaan yang mengembangkan bioteknologi baru

Majalah Forbes menyajikan daftar perusahaan bioteknologi paling inovatif di dunia, termasuk perusahaan seperti: Genentech, Novartis International AG, Merck & Co, Pfizer, Sanofi, Perrigo. Semua perusahaan ini berhubungan langsung dengan obat-obatan dan berkembang ke arah ini.

Banyak perusahaan yang berhasil berperan aktif dalam pengembangan pasar bioteknologi Rusia:

Novartis International AG - perusahaan yang bergerak dalam pengembangan vaksin dan produksi obat-obatan di bidang onkologi, salah satu perusahaannya beroperasi di St.
"Pfizer" - memproduksi obat-obatan yang dijual bebas di berbagai cabang kedokteran. Pfizer telah menerapkan program Lebih dari Pendidikan di Rusia selama beberapa tahun berdasarkan perjanjian dengan Universitas Negeri Moskow. M.V. Akademi Farmasi Kimia Negeri Lomonosov dan St.
"Sanofi" - perusahaan yang bergerak dalam produksi obat-obatan untuk pengobatan diabetes dan sklerosis. Perusahaan unik perusahaan tersebut, Sanofi-Aventis Vostok, pabrik produksi insulin siklus penuh, berhasil beroperasi di Rusia.

Di Rusia, peran khusus diberikan kepada Cluster Teknologi Biomedis dari Pusat Inovasi Skolkovo, JSC RVC dan JSC Rusnano. Bioteknologi farmasi dan medis ditangani oleh Akrikhin JSC, Geropharm LLC, Perusahaan Ilmiah dan Produksi Litekh. Pusat Teknologi Tinggi Himrar menyatukan organisasi-organisasi teknologi tinggi yang memimpin pengembangan dan produksi 14 perusahaan inovatif yang mengembangkan obat-obatan berdasarkan teknologi "pasca-genomik" terbaru.

Selain itu, terdapat startup muda yang mengembangkan bioteknologi baru:

Solusi Bioprinting 3D menciptakan organ dari sel induk pasien berdasarkan bioprinting 3D;
"BioMicroGels" menawarkan pengembangan pemurnian air dan tanah menggunakan mikrogel.
Perusahaan biomedis "Atlas" menganalisis mikrobiota tubuh sebagai bagian dari proyek "OhmyGut".

Baca artikel kami yang lain:

Bioteknologi medis adalah kata baru, tahap modern dalam perkembangan umat manusia. Perkembangan yang sebelumnya tidak terlihat memungkinkan untuk mengangkat seseorang ke tingkat evolusi sosial berikutnya. Bagaimanapun, mereka memungkinkan Anda untuk secara radikal mengubah vektor pembangunan. Agar tidak terbatas pada frasa umum, narasi artikel akan didasarkan pada data yang disediakan oleh Pusat Ilmiah dan Praktis Republik untuk Transfusiologi dan Bioteknologi Medis di Minsk.

Informasi pengantar

Kemanusiaan sedang mengalami era kemakmuran. Ada kemajuan eksponensial dalam pengobatan preventif dan klinis, seperti halnya industri farmasi. Hal ini difasilitasi oleh pencapaian luar biasa di bidang bioteknologi, serta di sejumlah bidang ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya. Apa yang kemarin tampak seperti fiksi ilmiah, secara bertahap menjadi bagian dari kehidupan kita saat ini. Inovasi di bidang informasi, gen, dan teknologi lainnya berpotensi menjamin kemenangan dalam perang melawan banyak penyakit. Bagaimana? Misalnya, melakukan penyesuaian pada genom manusia dapat meningkatkan harapan hidup. Pemulihan atau penggantian organ tubuh yang menua berkat hal ini juga akan memberikan dampak positif bagi setiap orang yang telah menjalani perawatan ini. Hamil di luar tembok rahim? Dapat diperbaiki. Memeriksa dan berkonsultasi dengan pasien dari jarak jauh? Sangat nyata.

Tentang obat yang digunakan

Kemajuan terbesar telah dicapai di bidang farmasi. Prestasinya meliputi:

Antibiotik semi sintetik/alami yang dapat menghambat pertumbuhan sel hidup. Contohnya adalah penghambat biosintesis sel, RNA (pada tingkat polimer, metabolisme asam folat, matriks DNA), dan pelanggar organisasi molekul.
Hormon steroid. Mereka memiliki sifat anti kanker, anabolik, kontrasepsi dan anti-inflamasi.
Obat mono dan kompleks, yang berbahan dasar asam amino. Contohnya adalah glisin, glutamin, metionin, raveron, rumalon, timogen, serebrolisin, sistein, embrioblas.
Vitamin yang larut dalam air dan lemak yang memiliki nilai biologis tinggi dan berfungsi sebagai katalis aktif proses metabolisme dalam tubuh. Contohnya adalah kelompok B, begitu juga dengan C, A, E, K.
Probiotik yang mengoptimalkan status mikrobiologi. Ini termasuk bakteri laktobasilus, bifidus dan asam laktat, enterococci (beberapa strainnya).
Leukosit dan apa yang cocok untuk pengobatan virus hepatitis dan masalah serupa.
Enzim yang terlibat dalam reaksi biokimia pada organisme hidup. Contohnya termasuk transferase, lyase, isomerase, hidrolase, dan ligase.
Vaksin yang meningkatkan fungsi perlindungan sistem kekebalan tubuh terhadap virus patogen dan organisme perusak. Mereka bahkan dapat diproduksi menggunakan teknologi DNA rekombinan.

Melawan penuaan

Berbicara tentang apa yang dimaksud dengan bioteknologi medis, kita tidak dapat mengabaikan kontribusinya yang luar biasa dalam melawan proses penuaan. Hal ini dimungkinkan berkat penemuan di bidang biologi molekuler, penguraian genom manusia dan penguraian struktur DNA, serta sejumlah keberhasilan lainnya. Penerapan praktisnya yang luas hampir mendekati implementasi. Diagnostik gen dan terapi gen akan menjadi bagian dari kehidupan kita dalam beberapa dekade mendatang. Mereka akan memungkinkan untuk meningkatkan perawatan medis secara kualitatif dan, sudah pada tahap embrio, untuk mengidentifikasi dan menghilangkan, dengan cara yang lembut, permulaan penyakit tertentu (onkologis, genetik, menular).

Apa itu nanobioteknologi?

Arah ini perlu mendapat perhatian khusus dalam konteks masalah yang sedang dipertimbangkan. Hampir semua pusat bioteknologi medis tertarik pada hasil yang luar biasa. Dan seperti yang sering terjadi, mereka dapat diperoleh di persimpangan berbagai bidang pekerjaan. Asosiasi ini adalah sintesis bio dan nanoteknologi. Misalnya saja pemberian obat yang ditargetkan menggunakan nanokapsul. Mengapa bukan suatu pilihan? Melakukan operasi bedah menggunakan instrumen presisi tinggi, membuat bioreaktor untuk menumbuhkan sel induk, membuat mikroskop probe dan biosensor, menyaring cairan tubuh dari zat berbahaya berkat membran dengan pori nano, pembalut antibakteri yang diresapi dengan zat yang memungkinkan Anda menghentikan pendarahan secara instan - semua ini jauh dari batas..

Tentang aspek kontroversial

Perlu dicatat bahwa Pusat Ilmiah dan Praktis Republik untuk Transfusiologi dan Bioteknologi Medis tidak berfungsi tanpa masalah. Bagaimanapun, kegiatan ini melibatkan penanganan sejumlah isu yang masih bisa diperdebatkan. Jika Anda mencantumkan semuanya, Anda mendapatkan daftar yang ukurannya signifikan. Oleh karena itu, lebih tepat untuk menyoroti poin-poin terpenting saja:

Kurangnya pengetahuan tentang konsekuensi manipulasi genetik.
Kesulitan dalam menentukan batas campur tangan antropogenik yang diperbolehkan dalam proses biologis yang sedang berlangsung.
Ambiguitas moral dan etika dari kegiatan yang dilakukan dari sudut pandang martabat manusia dan persepsi diri.

Jika bioteknologi medis dapat memberikan jawaban yang berhasil dan memuaskan terhadap pertanyaan dan tantangan ini, maka terdapat semua prasyarat untuk penggunaannya yang aman. Dan kemudian setiap orang akan dapat menyadari betapa besar dan independennya langkah menuju evolusi terkendali telah dilakukan.

Pelatihan spesialis

Di zaman mesin dan robot, umat manusia telah belajar untuk mempercayakan pekerjaan yang berat dan monoton kepada asistennya yang tidak sadarkan diri. Namun sayang, bidang penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan terlalu rumit untuk dialihkan ke perangkat mekanik dan elektronik. Dan di sini, tidak seperti di tempat lain, pernyataan bahwa kader memutuskan segalanya adalah relevan. Oleh karena itu, spesialisasi terpisah diperkenalkan - bioteknologi medis. Dalam pelatihan perlu mempelajari fermentasi, sel individu hewan dan tumbuhan, serta rekayasa genetika. Jadi, jika kita berbicara tentang yang terakhir, maka di sini perlu disebutkan diagnosis dan identifikasi bentuk kehidupan kecil. Selain itu, ia mengerjakan kloning dan pengurutan gen, serta analisis kimianya.

Bagaimana cara kerja Pusat Transfusiologi dan Bioteknologi Medis?

Katakanlah para peneliti dihadapkan pada tugas tertentu. Dalam hal ini, pertanyaan tentang bagaimana melaksanakannya dan mencapai tujuan menjadi relevan. Tergantung pada faktor kerja, metode fisik dan kimia dibedakan, dan berdasarkan sifat efeknya - non-selektif (dalam kasus pertama, ini adalah desinfeksi dan sterilisasi, yang kedua - kemoterapi).

Mari kita lihat apa pilihan pertama. Metode fisiknya adalah:

Perawatan panas. Ini menusuk, pasteurisasi, merebus, autoklaf.
Iradiasi (gamma, x-ray, ultraviolet, microwave).
Penyaringan (melewati suatu zat melalui penghalang dan bahan tertentu, misalnya dengan pori-pori 200 nanometer).

Metode kimia meliputi:

tindakan non-spesifik. Digunakan untuk merawat ruangan dan sebagai antiseptik. Contohnya termasuk yodium, klor, aldehida, alkohol, garam logam berat, basa dan asam, deterjen kationik, zat pengoksidasi, fenol.
Obat selektif. Ini termasuk obat-obatan yang menekan aspek kehidupan tertentu. Pertama-tama, Anda harus ingat tentang antibiotik, serta obat kemoterapi.

Bioteknologi medis dan lingkungan melibatkan penggunaan berbagai alat secara luas. Oleh karena itu, seseorang tidak dapat melakukannya tanpa penjelasan rinci tentang ketentuan umum pekerjaan dan penerapannya. Dan antibiotik akan menjadi objek pertimbangannya.

Bagaimana pekerjaan tersebut dilakukan?

Katakanlah kita mempunyai sekelompok instrumentasi medis/lingkungan dan bioteknologi. Kami memiliki beberapa ribu zat yang diklasifikasikan sebagai antibiotik. Namun kenyataannya, jauh lebih sedikit yang digunakan sebagai bahan dasar obat-obatan. Hal ini disebabkan oleh persyaratan yang ada yang membatasi penggunaan:

Harus efektif pada konsentrasi rendah.
Penting untuk memastikan stabilitas tubuh dan kondisi penyimpanan yang berbeda.
Toksisitas rendah (atau tidak sama sekali) harus diperhatikan.
Kondisi yang diperlukan adalah adanya efek bakterisidal dan/atau bakteriostatik yang nyata.
Seharusnya tidak ada efek samping yang berarti.
Tidak ada efek imunosupresif.

Jika tidak ada masalah dengan hal ini, maka laboratorium dan lembaga bioteknologi kedokteran melanjutkan ke tahap berikutnya, yaitu pembagian antibiotik menurut asal, arah, spektrum dan mekanisme kerjanya.

Contoh klasifikasi

Tergantung pada spektrum aksinya, antibiotik dibedakan:

Antitumor. Contohnya adalah Rifampisin.
Anti tuberkulosis. Contohnya termasuk Kanimicin dan Streptomisin.
Antijamur. Ini adalah Nistatin, Amfoterisin, Nizoral, Levarin.
Antibiotik spektrum luas. Ini adalah Streptomisin dan Neomisin.
Obat yang bekerja pada mikroflora gram positif. Ini termasuk Penisilin dan Eritromisin.
Obat yang bekerja pada mikroflora gram negatif. Perwakilan paling terkenal adalah Polymyxin.

Bagaimana dengan perkembangan lainnya?

Bidang bioteknologi medis begitu banyak dan beragam sehingga tidak mungkin untuk mencoba mengembangkan resep universal untuk semua bidang tersebut. Misalnya, pendekatan yang diterapkan pada antibiotik tidak banyak berguna dalam rekayasa genetika. Hal ini berlaku tidak hanya untuk penelitian, tetapi juga untuk reproduksi dan peningkatan pembangunan. Misalnya, bioteknologi medis antibiotik sudah dipahami dengan baik. Dan sekarang kita memiliki banyak obat yang memungkinkan kita melawan penyakit yang paling mengerikan. Tapi inilah koreksi masalah genetik - sayangnya, hal ini masih kurang bisa diterima.

Contoh aktivitas lainnya

Rekayasa genetika kini dianggap sebagai bidang pekerjaan yang sangat menjanjikan. Bayangkan saja - ini berpotensi mengatasi banyak penyakit dan kondisi negatif bagi kesehatan manusia. Sindrom Down, kerentanan terhadap masalah jantung dan banyak masalah lainnya dapat diatasi dengan terapi gen atau diminimalkan. Tidak perlu menunggu beberapa generasi untuk mengembangkan kekebalan (yang disertai dengan banyak kematian). Cukup melalui serangkaian suntikan - dan masalahnya akan terpecahkan pada orang tersebut, dan kekebalan juga akan muncul.

Kesimpulan

Teknologi di bidang kedokteran membuka peluang besar bagi kita. Saat ini, umat manusia, lebih dari sebelumnya, sudah hampir terbebas dari penyakit dan cacat fisik yang telah menghantui selama ribuan tahun. Paradoksnya, kemajuan kita menuju tujuan ini tidak secepat yang kita inginkan. Mengapa? Di sini kita dapat mengingat orientasi komersial dari kegiatan lembaga penelitian, pembatasan hukum yang ada, dan penyalahgunaan teknologi yang tersedia. Contoh dari situasi terakhir adalah penggunaan antibiotik. Obat-obatan ini tersebar luas dan seringkali dijual tanpa resep dokter. Di banyak negara terbelakang, penggunaan dan penjualannya umumnya tidak diatur dengan baik atau tidak dibatasi sama sekali. Oleh karena itu, antibiotik seringkali digunakan tanpa resep dokter dan dengan dosis yang salah (terlalu kecil atau melanggar batasan waktu). Dan semua ini berkontribusi pada fakta bahwa mikroorganisme mengembangkan resistensi, dan obat-obatan kehilangan khasiatnya.

(Ini adalah "persiapan" untuk laporan siswa tentang bioteknologi, yang harus dilengkapi dan diperluas secara mandiri.)

Rencana

Definisi istilah "bioteknologi".

Latar belakang sejarah bioteknologi.

Sejarah bioteknologi modern.

Metode dasar bioteknologi.

Nilai bioteknologi dan prospeknya.

Konsep “bioteknologi” dapat diberikan banyak definisi yang mempunyai arti yang hampir sama.

1. Pengertian “bioteknologi”

Varian definisi konsep “bioteknologi”

1 (milik insinyur Ereki, yang pertama kali merumuskan konsep bioteknologi): Ini semua jenis pekerjaan di mana produk tertentu dihasilkan dari bahan mentah dengan bantuan organisme hidup.
2: Ini adalah seperangkat metode industri yang menggunakan organisme hidup.
Ketiga: Ini adalah penggunaan organisme hidup atau proses biologis dalam cara industri.
4: Merupakan ilmu terapan yang menggunakan metode genetika dan rekayasa sel untuk memperoleh produk biologi dengan cara industri.

tanggal 5. Bioteknologi bukanlah produksi, tetapi penelitian di bidang produksi barang dan jasa industri dengan partisipasi organisme hidup, sistem dan proses biologis (B. Glick, J. Pasternak, 2002).

Bioteknologi dalam arti luas - ini adalah disiplin ilmu dan bidang praktik, batas antara biologi dan teknologi, yang menggunakan proses teknologi dalam bekerja dengan objek biologis atau, sebaliknya, menggunakan objek biologis dalam proses teknologi.

Secara umum bioteknologi mempelajari cara dan cara mengubah lingkungan alam sekitar seseorang sesuai dengan kebutuhannya dengan bantuan benda-benda hayati yang termasuk dalam proses teknologi.

Bioteknologi dalam arti sempit adalah seperangkat metode dan teknik untuk memperoleh produk yang diperlukan seseorang dengan bantuan benda-benda biologis. Bioteknologi mencakup rekayasa genetika, seluler, dan ekologi.

Bioteknologi, atau teknologi bioproses adalah penggunaan produksi struktur biologis untuk produksi makanan dan produk industri, serta untuk implementasi transformasi yang ditargetkan.

Struktur biologis (benda biologis) - ini adalah mikroorganisme, sel tumbuhan dan hewan, komponen seluler: membran sel, ribosom, mitokondria, kloroplas, serta makromolekul biologis (DNA, RNA, protein - paling sering enzim). Bioteknologi juga menggunakan DNA atau RNA virus untuk mentransfer gen asing ke dalam sel.

Dalam pengertian tradisional dan klasik bioteknologi - adalah ilmu tentang metode dan teknologi untuk produksi berbagai zat dan produk dengan menggunakan objek dan proses biologis alami.

Ketentuan bioteknologi "baru". sebagai lawan " bioteknologi kuno digunakan untuk memisahkan bioproses menggunakan metode rekayasa genetika, teknologi bioprosesor baru, dan bentuk bioproses yang lebih tradisional. Jadi, produksi alkohol biasa dalam proses fermentasi adalah bioteknologi “lama”, namun penggunaan ragi dalam proses ini, yang diperbaiki dengan metode rekayasa genetika untuk meningkatkan hasil alkohol, adalah bioteknologi “baru”.

Istilah "bioteknologi" pertama kali diusulkan oleh seorang insinyur Hongaria Carl Ereki(1917) ketika ia menjelaskan produksi daging babi (produk akhir) dengan menggunakan bit gula (bahan mentah) sebagai pakan babi (biotransformasi).

Yang dimaksud dengan bioteknologi, K. Ereki adalah "semua jenis pekerjaan di mana produk tertentu dihasilkan dari bahan mentah dengan bantuan organisme hidup". Semua definisi selanjutnya dari konsep ini hanyalah variasi dari rumusan perintis dan klasik K. Ereki.

Bioteknologi modern - ini adalah ilmu rekayasa genetika dan metode serta teknologi seluler untuk penciptaan dan penggunaan objek biologis yang diubah secara genetik untuk mengintensifkan produksi atau memperoleh jenis produk baru untuk berbagai tujuan.

Metode bioteknologi dapat diterapkan pada tingkat berikut: molekuler (manipulasi dengan bagian individu dari gen), gen, kromosom, tingkat plasmid, seluler, jaringan, organisme dan populasi.

Stanley Cohen dan Herbert Boyer dikembangkan pada tahun 1973 metode transfer gen dari satu organisme ke organisme lainnya. Cohen menulis: "... diharapkan dimungkinkan untuk memasukkan gen E. coli yang terkait dengan fungsi metabolisme atau sintetik yang melekat pada spesies biologis lain, misalnya, gen untuk fotosintesis atau produksi antibiotik." Pekerjaan mereka memulai era baru dalam bioteknologi molekuler. Sejumlah besar teknik telah dikembangkan untuk 1) mengidentifikasi 2) mengisolasi; 3) memberikan gambaran; 4) menggunakan gen.

Pada tahun 1978, karyawan Genetech (AS) untuk pertama kalinya mengisolasi rangkaian DNA yang mengkode insulin manusia dan mentransfernya ke vektor kloning yang mampu bereplikasi dalam sel Escherichia coli. Obat ini bisa digunakan oleh pasien diabetes yang memiliki reaksi alergi terhadap insulin babi.

Saat ini, bioteknologi molekuler memungkinkan diperolehnya sejumlah besar produk: insulin, interferon, "hormon pertumbuhan", antigen virus, sejumlah besar protein, obat-obatan, zat dengan berat molekul rendah, dan makromolekul.

Penggunaan teknologi seluler untuk produksi industri zat aktif biologis yang berasal dari tumbuhan

Institut Fisiologi Tumbuhan. KA Timiryazev Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Moskow, 127276

Pemanfaatan bahan aktif hayati (BAS) yang berasal dari tumbuhan seringkali dibatasi oleh ketersediaan sumber daya tumbuhan dan dapat menimbulkan ancaman serius terhadap spesies tumbuhan obat langka. Kultur sel tumbuhan tingkat tinggi dapat berfungsi sebagai sumber terbarukan metabolit sekunder yang berharga, namun sejauh ini hanya sedikit contoh penerapan komersialnya yang diketahui. Alasan utama untuk situasi ini adalah kurangnya produktivitas kultur sel untuk metabolit sekunder dan tingginya biaya budidaya. Dengan menggunakan metode tradisional - pemilihan strain produktif, optimalisasi media, elisitasi, penambahan prekursor sintesis - produktivitas kultur sel tumbuhan dapat ditingkatkan satu atau dua kali lipat. Metode rekayasa metabolik - ekspresi berlebih atau penghentian gen protein yang menentukan sintesis produk target - dapat secara signifikan mengubah kemampuan biosintesis sel secara in vitro. Pada saat yang sama, banyak senyawa sekunder yang belum diperoleh dalam kultur sel, yang mungkin disebabkan oleh kekhasan kultur sel - populasi sel somatik yang dibuat secara eksperimental - sebagai sistem biologis. Untuk kasus ini, penggunaan kultur organ tanaman atau transformasi akar (akar berbulu) mungkin efektif. Pekerjaan sedang dilakukan untuk mendapatkan metabolit tanaman sekunder dalam ragi dan bakteri yang ditransformasikan dengan gen tanaman.

Literatur:

(Tunjukkan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan ini, termasuk situs Internet.)

Bioteknologi sering disebut sebagai penggunaan rekayasa genetika pada abad ke-20 dan ke-21, namun istilah ini juga merujuk pada serangkaian proses yang lebih luas untuk memodifikasi organisme biologis untuk memenuhi kebutuhan manusia, dimulai dengan modifikasi tanaman dan hewan peliharaan melalui seleksi buatan. dan hibridisasi. Dengan bantuan metode modern, produksi bioteknologi tradisional telah mampu meningkatkan kualitas produk pangan dan meningkatkan produktivitas organisme hidup.

Bioteknologi didasarkan pada genetika, biologi molekuler, biokimia, embriologi dan biologi sel, serta disiplin ilmu terapan - kimia dan teknologi informasi dan robotika.

Sejarah bioteknologi

Akar bioteknologi kembali ke masa lalu dan berhubungan dengan pembuatan roti, pembuatan anggur, dan metode penyiapan makanan lainnya yang dikenal manusia di zaman kuno. Misalnya, proses bioteknologi seperti fermentasi dengan partisipasi mikroorganisme dikenal dan digunakan secara luas di Babilonia kuno, sebagaimana dibuktikan dengan deskripsi pembuatan bir, yang sampai kepada kita sebagai catatan pada tablet yang ditemukan pada tahun 1981 selama penggalian di Babel. Bioteknologi menjadi ilmu berkat penelitian dan karya ilmuwan Perancis, pendiri mikrobiologi dan imunologi modern, Louis Pasteur (1822-1895). Istilah "bioteknologi" pertama kali digunakan oleh insinyur Hongaria Karl Ereki pada tahun 1917.

Pada abad ke-20 terjadi perkembangan pesat biologi molekuler dan genetika dengan memanfaatkan pencapaian ilmu kimia dan fisika. Bidang penelitian yang paling penting adalah pengembangan metode budidaya sel tumbuhan dan hewan. Dan jika sampai saat ini hanya bakteri dan jamur yang ditanam untuk keperluan industri, kini sel apa pun tidak hanya dapat ditumbuhkan untuk produksi biomassa, tetapi juga untuk mengontrol perkembangannya, terutama pada tumbuhan. Dengan demikian, pendekatan ilmiah dan teknologi baru telah diwujudkan dalam pengembangan metode bioteknologi yang memungkinkan manipulasi gen secara langsung, menciptakan produk, organisme baru, dan mengubah sifat-sifat yang sudah ada. Tujuan utama penerapan metode-metode tersebut adalah untuk memanfaatkan potensi makhluk hidup secara lebih maksimal untuk kepentingan kegiatan ekonomi manusia.
Pada tahun 1970-an, bidang bioteknologi penting seperti genetika (atau genetika) dan rekayasa sel muncul dan berkembang secara aktif, yang meletakkan dasar bagi bioteknologi “baru”, berbeda dengan bioteknologi “lama” yang didasarkan pada proses mikrobiologi tradisional. Oleh karena itu, produksi alkohol yang lazim dalam proses fermentasi merupakan bioteknologi “lama”, namun penggunaan ragi dalam proses ini, yang diperbaiki melalui rekayasa genetika untuk meningkatkan hasil alkohol, merupakan bioteknologi “baru”.

Jadi, pada tahun 1814, akademisi St. Petersburg K. S. Kirchhoff (biografi) menemukan fenomena katalisis biologis dan mencoba memperoleh gula secara biokatalitik dari bahan baku dalam negeri yang tersedia (sampai pertengahan abad ke-19, gula hanya diperoleh dari tebu). Pada tahun 1891, di Amerika, ahli biokimia Jepang Dz. Takamine menerima paten pertama untuk penggunaan sediaan enzim untuk keperluan industri: ilmuwan mengusulkan penggunaan diastase untuk sakarifikasi limbah tanaman.

Pada awal abad ke-20, industri fermentasi dan mikrobiologi sedang aktif berkembang. Pada tahun yang sama, upaya pertama dilakukan untuk meningkatkan produksi antibiotik, konsentrat makanan yang diperoleh dari ragi, untuk mengendalikan fermentasi produk asal tumbuhan dan hewan.

Antibiotik pertama - penisilin - diisolasi dan dimurnikan ke tingkat yang dapat diterima pada tahun 1940, yang memberikan tantangan baru: pencarian dan pembentukan produksi industri bahan obat yang dihasilkan oleh mikroorganisme, upaya untuk mengurangi biaya dan meningkatkan tingkat keamanan hayati obat baru. .

Selain penerapannya yang luas di bidang pertanian, seluruh cabang industri farmasi, yang disebut “industri DNA”, telah muncul berdasarkan rekayasa genetika dan merupakan salah satu cabang bioteknologi modern. Lebih dari seperempat obat-obatan yang digunakan di dunia saat ini mengandung bahan-bahan yang berasal dari tumbuhan. Tanaman hasil rekayasa genetika merupakan sumber yang murah dan aman untuk memperoleh protein obat yang berfungsi penuh (antibodi, vaksin, enzim, dll.) baik untuk manusia maupun hewan. Contoh penerapan rekayasa genetika dalam pengobatan juga adalah produksi insulin manusia dengan menggunakan bakteri hasil rekayasa genetika, produksi eritropoietin (hormon yang merangsang pembentukan sel darah merah di sumsum tulang. Peran fisiologis hormon ini adalah untuk mengatur produksi sel darah merah tergantung pada kebutuhan tubuh akan oksigen) dalam kultur sel (yaitu di luar tubuh manusia) atau tikus percobaan keturunan baru untuk penelitian ilmiah.

Pada abad ke-20, di sebagian besar negara di dunia, upaya utama pengobatan ditujukan untuk memerangi penyakit menular, mengurangi angka kematian bayi, dan meningkatkan angka harapan hidup. Negara-negara dengan sistem kesehatan yang lebih maju telah begitu sukses dalam hal ini sehingga mereka dapat mengalihkan fokus ke pengobatan penyakit kronis, penyakit pada sistem kardiovaskular dan penyakit onkologis, karena kelompok penyakit ini menyumbang persentase peningkatan terbesar. dalam kematian.

Saat ini, peluang praktis telah muncul untuk secara signifikan mengurangi atau memperbaiki dampak negatif faktor keturunan. Genetika medis menjelaskan bahwa penyebab banyak mutasi gen adalah interaksi dengan kondisi lingkungan yang buruk, oleh karena itu, dengan mengatasi masalah lingkungan, kejadian kanker, alergi, penyakit kardiovaskular, diabetes, penyakit mental, dan bahkan beberapa penyakit menular dapat dikurangi. . Pada saat yang sama, para ilmuwan mampu mengidentifikasi gen yang bertanggung jawab atas manifestasi berbagai patologi dan berkontribusi terhadap peningkatan harapan hidup. Saat menggunakan metode genetika medis, hasil yang baik diperoleh dalam pengobatan 15% penyakit, hampir 50% penyakit mengalami peningkatan yang signifikan.

Dengan demikian, pencapaian signifikan dalam genetika telah memungkinkan tidak hanya untuk mencapai tingkat molekuler dalam mempelajari struktur genetik tubuh, tetapi juga untuk mengungkap esensi dari banyak penyakit serius manusia, untuk mendekati terapi gen.

Kloning adalah salah satu metode yang digunakan dalam bioteknologi untuk menghasilkan keturunan identik melalui reproduksi aseksual. Jika tidak, kloning dapat didefinisikan sebagai proses pembuatan salinan sel atau organisme yang identik secara genetik. Artinya, organisme yang diperoleh dari hasil kloning tidak hanya memiliki kemiripan penampilan, tetapi informasi genetik yang tertanam di dalamnya pun sama persis.

Dolly si domba menjadi organisme multiseluler pertama yang dikloning secara artifisial pada tahun 1997. Pada tahun 2007, salah satu pencipta domba hasil kloning, Elizabeth II, dianugerahi gelar ksatria atas pencapaian ilmiah ini.

Prestasi di bidang bioteknologi

Tikus transgenik, kelinci, babi, domba telah diperoleh, yang dalam genomnya terdapat gen asing dari berbagai asal, termasuk gen bakteri, ragi, mamalia, manusia, serta tanaman transgenik dengan gen dari spesies lain yang tidak berkerabat. Misalnya, dalam beberapa tahun terakhir, generasi baru tanaman transgenik telah diperoleh, yang memiliki ciri-ciri berharga seperti ketahanan terhadap herbisida, serangga, dll.

Sampai saat ini, metode rekayasa genetika telah memungkinkan untuk mensintesis hormon seperti insulin, interferon dan somatotropin (hormon pertumbuhan) dalam jumlah industri, yang diperlukan untuk pengobatan sejumlah penyakit genetik manusia - diabetes mellitus, jenis tumor ganas tertentu. , dwarfisme,

Dengan menggunakan metode genetik, strain mikroorganisme (Ashbya gossypii, Pseudomonas denitrificans, dll.) juga diperoleh, yang menghasilkan vitamin (C, B 3 , B 13 , dll.) puluhan ribu kali lebih banyak daripada bentuk aslinya.

Bidang rekayasa sel yang sangat penting dikaitkan dengan tahap awal embriogenesis. Misalnya, fertilisasi in vitro pada sel telur kini dapat mengatasi beberapa bentuk infertilitas yang umum terjadi pada manusia.

Penggunaan kultur sel tumbuhan bermanfaat untuk perbanyakan cepat tanaman yang tumbuh lambat - ginseng, kelapa sawit, raspberry, persik, dll.

Selama bertahun-tahun, metode biologis yang dikembangkan oleh ahli bioteknologi telah digunakan untuk memecahkan masalah pencemaran lingkungan. Dengan demikian, bakteri dari genera Rhodococcus dan Nocardia berhasil digunakan untuk emulsifikasi dan penyerapan hidrokarbon minyak dari media berair. Mereka mampu memisahkan fase air dan minyak, memekatkan minyak, dan memurnikan air limbah dari kotoran minyak.

Laporkan topik “Bioteknologi. Sejarah dan prestasi” diperbarui: 9 Juni 2019 oleh: Artikel Ilmiah.Ru

Pesan tentang bioteknologi. Bioteknologi. Aspek Etis dari Beberapa Kemajuan Bioteknologi