„Chemia żywi, leczy, ubiera…, ale biotechnologia potrafi to również”

Biotechnologia to interdyscyplinarna dziedzina nauki posługująca się wiedzą z biochemii, inżynierii genetycznej i technologii chemicznej, zajmująca się wykorzystaniem zdolności drobnoustrojów do wytwarzania określonych substancji użytecznych dla człowieka lub do rozkładu szkodliwych przy użyciu metod biochemicznych, mikrobiologicznych i nauk inżynieryjnych. Biotechnologię dzielimy na: tradycyjną i nowoczesną. Biotechnologia tradycyjna wykorzystuje naturalnie występujące w przyrodzie organizmy lub produkowane przez nie substancje. Ich dobór odbywa się poprzez selekcję sztuczną. Podstawowym procesem biotechnologii tradycyjnej stosowanym w przemyśle spożywczym jest fermentacja, czyli przemiany enzymatyczne przeprowadzane przez mikroorganizmy w warunkach beztlenowych. Dwa główne rodzaje fermentacji to: fermentacja mlekowa (stosowana w produkcji przetworów mlecznych i zakwasów chlebowych) i fermentacja etanolowa (wykorzystywana w produkcji wysokoprocentowych destylowanych napojów alkoholowych). Natomiast biotechnologia nowoczesna stosuje techniki inżynierii genetycznej, które wykorzystywane są do otrzymywania organizmów zmodyfikowanych genetycznie (GMO). Daje to dużo większe możliwości uzyskiwania nowych ras zwierząt czy nowych odmian roślin niż tradycyjne krzyżowanie wybranych osobników danego gatunku.

Modyfikacje, jakim podlegają organizmy, można podzielić na trzy grupy:

  • zmieniona zostaje aktywność genów naturalnie występujących w danym organizmie,
  • do organizmu wprowadzone zostają dodatkowe kopie jego własnych genów,
  • wprowadzany gen pochodzi z organizmu innego gatunku (organizmy transgeniczne).

Modyfikacje genetyczne przeprowadza się po to, aby uzyskać organizmy o pożądanych cechach z punktu widzenia człowieka. Mogą to być np. wytwarzanie substancji leczniczych lub cechy zwiększające opłacalność produkcji.

Organizmy transgeniczne mają szerokie zastosowania w badaniach współczesnej biologii i medycyny molekularnej, między innymi w badaniach nad rakiem, chorobami dziedzicznymi, chorobami zakaźnymi oraz w badaniach nad mechanizmami rozwoju (tzw. modele transgeniczne).

Działy biotechnologii współczesnej:

  • Biała – biotechnologia przemysłowa wykorzystująca systemy biologiczne w produkcji przemysłowej i ochronie środowiska. Opiera się ona na biokatalizie i bioprocesach.
  • Czerwona – biotechnologia wykorzystywana w ochronie zdrowia, w szczególności w zakresie produkcji nowych biofarmaceutyków, rozwoju diagnostyki genetycznej, czy terapii genowej i ksenotransplantologii.
  • Zielona – biotechnologia związana z rolnictwem obejmująca stosowanie metod inżynierii genetycznej w celu doskonalenia produkcji roślinnej czy zwierzęcej.
  • Fioletowa – związana z ustawodawstwem, które dotyczy biotechnologii (prawne i społeczne uwarunkowania).

Tomasz Marszał