Biotechnologija: Skirtumas tarp puslapio versijų
Ištrintas turinys Pridėtas turinys
Nėra keitimo santraukos |
Nėra keitimo santraukos |
||
Eilutė 38:
Biotechnologiniai procesai naudojami nukenksminant (utilizuojant) organines [[atliekos|atliekas]] žemės ir komunaliniame ūkyje, pramonėje, gaunant vertingas [[organinė trąša|organines trąšas]] ir [[dujos|dujas]].
==Biotechnologijos metodai==
Šiuolaikinė biotechnologija gali būti laikoma dviejų pagrindinių metodų pritaikymo rezultatu.
'''Genų inžinerija'''-apimanti keletą metodų, palengvinančių genetinės medžiagos, tai yra, RNR ar DNR, modifikcijas, siekiant jas įnešti į organizmus-šeimininkus. Organizmo ne tik genotipiniai, bet ir fenotipiniai pokyčiai.
'''Cheminė inžinerija'''- palaikoma sterili proceso aplinka, siekiant užtikrinti didelį norimų eukariotų ar mikrobų ląstelių augimą, kad būtų galima gaminti biotechnologinius produktus, tokius kaip fermentai, vakcinos ir antibiotikai.
'''1. DNR sekoskaita'''
[[DNA sequencing|DNR sekoskaita]] yra nukleorūgščių sekos nustatymo procesas ir nukleotidų eilės DNR sužinojimas, apimantis bet kurį metodą ar technologiją, kurio pagalba nustatomas keturių bazių -adenino, guanino, citozino ir timino- eiliškumas DNR grandinėje. Pilnas Žmogaus genomas buvo nuskaitytas 2003 metais, ko pasekoje DNR sekoskaitos kaina dramatiškai nukrito ir DNR sekos nustatymas tapo lengvai prieinamu molekuliniu įrankiu. Žinodamas savo genomą, žmogus gali sužinoti apie turimų bei potencialių ligų kilmę, galimą perdavimą ateities kartoms, leidžiama greičiau imtis reikalingo gydymo. DNR seka gali būti naudojama atskirų genų, didesnių genetinių regionų (t.y. genų ar operonų grupių), pilnų chromosomų ar ištisų bet kurio organizmo genomų sekai nustatyti. Biotechnologijoje DNR sekoskaita taip pat leidžia netiesiogiai skaityiti RNR ar baltymus per jų atvirus skaitymo rėmelius. <ref> https://futureoflife.org/background/benefits-risks-biotechnology/?cn-reloaded=1</ref>
DNR sekos nustatymas tapo pagrindine technologija daugelyje biologijos ir kitų mokslų sričių, tokių kaip medicina, kriminalistika ir antropologija. Biotechnologinė pažanga nevyktų, jei DNR seka nebūtų žinoma ir žmonių gyvenimo kokybę gerinti būtų daug sunkiau. Pavyzdys: 2014 metais mokslininkai galėjo sekti Ebolos viruso protrūki pasaulyje, realiuoju laiku, pasitelkę biotechnologiją t.y. DNR sekoskaitą. Taip pat, farmacinės kompanijos modeliuoja priešvėžinius vaistus, kurių pagrindinis taikinys- specifinių mutacijų turintys žmonių genomai. Viena naujausių sričių- personalizuota medicina, neatsiejama nuo DNR sekoskaitos metodų. Verta paminėti, kad nors DNR sekoskaitos technologija ir nėra žalinga pačiam genomui, tačiau netinkamai panaudota tokia informacija kelia didelę grėsmę. <ref> https://www.nature.com/scitable/topicpage/dna-sequencing-technologies-key-to-the-human-828/</ref>
'''2. Genomo redagavimas'''
Žymiausia genų redagavimo sistema yra [[CRISPR/Cas9| CRISPR/ Cas9]]. CRISPR yra bakterijos imuninė sistema, o Cas9 yra baltyminis sistemos komponentas. Baltymas ląstelėje operuoja kaip molekulinės DNR žirklės: atveria genomo plyšius, kuriuose mokslininkai gali įterpti naują geno seką. Nors DNR karpymo galimybės yra inovacija biotechnologijų srityje, suinteresuoti mokslininkai ir biotechnologijų kompanijos jau stengiasi genomo redagavimo įrankius paversti populiaria terapine priemone. Genomo redagavimas gali būti sprendimas, siekiant išspręsti šiuo metu itin opias genetines ligas, tokias kaip cistinė fibrozė. Įterpus CRISPR/Cas9 į žinduolio ląsteles, mutacijos, sukeliančias ligas, galėtų būti pataisytos ir pasiektas išgydimas. Ligos,sukeltos genų mutacijų, pavyzdžiui, vėžys, ŽIV / AIDS, galėtų būti gydomos naudojant genomo redagavimą. Genomo redagavimo įrankiai taip pat naudojami ligų laboratorinių modelių konstravime, ląstelių, turinčių atminį ir įrankių, galinčių aptikti epidemijos virusus, tokius kaip Zika ar Ebola, kūrime. Jei genų diskas, kuriame naudojama genetinės informacijos redagavimo metodai, bus efektyviai išnaudotas, ilgalainiui bus galima išnaikinti tokias ligas kaip maliarija, kuri kasmet nužudo beveik pusę milijono žmonių. Tačiau genomo redgavimo metodai, yapč „CRISPR/Cas9“ sistema, sukėlė daug diskusijų dėl saugumo. Sekų šalinimas, padauginimas ir kitos pataisos DNR yra rizikinga, o proceso klaidos gali neigiamai paveikti žmogaus sveikatą ar egzistuojančios ligos vystymąsi. Genomo redagavimas reprodukcinėse ląstelėse, gali sukelti paveldimus genetinius pokyčius.<ref> https://medicine.uiowa.edu/genomeediting/facility </ref>
'''3. Fermentacija'''
Biotechnologijos moksle terminas „fermentacija“ vartojamas , kai siekiama apibūdinti ant maisto susidarančių mikroorganizmų augimą aerobinėmis ar anaerobinėmis sąlygomis. Fermentacijos rezervuarai-bioreaktoriai, naudojami pramoniniuose fermentacijos procesuose. Talpyklos gali būti stiklinės, metalinės ar plastikinės, turinčios matuoklius (ir parametrus), kurie valdo aeraciją, maišymo greitį, temperatūrą, pH ir kitus dominančius parametrus.Mėginių tūriai varijuoja: gali būti pakankamai maži (5–10 L), skirti naudoti laboratorijose, arba iki 10 000 L, skirti pramonei.
Fermentacijos procesai naudojami ir farmacijos pramonėje specializuotoms grynoms bakterijų, grybelių ir mielių kultūroms auginti bei fermentams ir vaistams gaminti. Fermentacija yra bene seniausias žmonėms žinomas biotechnologinis atradimas. Daugiau nei prieš 10 000 metų žmonija gamino alų, vyną, actą ir duoną naudodama mikroorganizmus, pirmiausia mieles. Jogurtas buvo gaminamas pieno rūgšties bakterijų piene, o pelėsiai buvo naudojami gaminant sūrį, vyną ir alų. Šie procesai vis dar yra plačiai naudojami šiuolaikinių maisto produktų gamyboje. Tačiau šiandien naudojamos kultūros buvo išgrynintos ir dažnai genetiškai patobulintos, siekiant išlaikyti norimas savybes ir gaminti aukščiausios kokybės produktus. Populiariausi kasdieniniai produktai, gaunami fermentacijos proceso metu: sūris, maistas, turintis pieno rūgšties, pavyzdžiui, rauginti kopūstai, jogurtas, duona, rauginta iš mielių. <ref> https://www.thebalance.com/what-is-fermentation-375557 </ref>
== Biotechnologijos etika ==
Etiniai biotechnologijų inžinerijos klausimai daro įtaką daugybei skirtingų karjeros ir pramonės sričių. Verslininkams ir biotechnologijų įmonėms yra svarbu suprasti etinius ir teisinius šios srities aspektus. Efektyvūs sprendimai ir galimybė išlikti novatoriškiems yra neatsiejami nuo bioetikos išmanymo. Biotechnologijų taikymas sveikatos ir farmacijos pramonėje yra ypaš platus bioetinių klausimų šaltinis dėl GMO naudojimo ir bandymų su žmonėmis. Biotechnologijų etika visada bus aktuali tema. Siekiant ją patobulinti reikia skirti daug dėmesio diskusijoms. Bioetikos ignoravimas užkerta kelią kelią svarbiems pasauliniams tyrimams ir problemų analizei.
'''1. Genetinės informacijos naudojimas'''
Žmogaus genomo nuskaitymas tapo reikšmingu mokslo pažangos simboliu, tačiau šis laimėjimas susilaukė nemažai kritikos. Po šio projekto, Žmogaus genomo projekte dalyvavę atradėjai, galėjo naudotis atrasta informacija, pavyzdžiui, vystyti naujus farmakogenetikos mokslus. Tai studijos, nagrinėjančios individo genus : kaip jie lemia asmens gebėjimą metabolizuoti ir reaguoti į vaistus. Farmakogenetinių vaistų studijos apima ir personalizuotą mediciną. Nauji ne universalūs medikamentai eliminuoja galimus šalutinius efektus pacientui. Iš kitos pusės, genetinės informacjos naudojimas vaistų modeliavime ne tik išbrangina produktą, bet ir lemia, sumažėjusį dėmesį vaistams, prienamiems didžiąjai daliai populiacijos. Bioetiniai klausimai iškyla kalbant apie kūdykių dizainą, kuriam vystyti stipriai naudojama genetinė individo informacija. Informacija yra naudojam genų manipuliacijoms vykdyti, gauti fiziškai, morališkai ir emociškai stipresnius palikuonis ir pan. Ši technologija kol kas nėra taikoma viso vaisiaus genomo redagavimui, bet intensyvi mokslo pažanga veda link šios galimybės ir vis dedsnių diskusijų bioetiniais klausimais.
'''2. Genetiškai modifikuoti organizmai (GMO)'''
Auganti pasaulio populiacija kelia nerimą, nes geriamo vandnes resursai žemėje yra riboti kaip ir prieinamumas vartoti tinkamų maisto produktų. Šią problemą padėtų spręsti genetiškai modifikuotų organizmų (angl. GMO) pritaikymas. Genetiškai modifikuotų produktų įvedimas į rinką padėtų ūkininkams gauti gersnės kokybės didesnį derlių per mažesnį laiką, atsižvelgti į pasaulinės rinkos poreikius ir gauti daugiau pelno. Eksporto metu genetiškai patobulti produktai nepraranda savo maistinių savybių ir išlieka nesugedę ilgesnį laiką. Tai ženkliai prisideda prie maisto atliekų ir nesuvartotų produktų išmetimo problemos sprendimo. Bet GMO kelia ir bioetinių klausimų, pavyzdžiui, daktarai ginčyjasi dėl GMO produktų, savo sudėtyje turinčių antibiotikų, lengvai patenkančių į žmogaus organizmą. Ne adekvatus antibiotikų vartojimas yra žalingas, nes žmogaus imuninė sistema adaptuojasi ir nebegali kovoti su ligų sukelėjais, kurie įpraastai žūtų nuo poveikio antibiotiakais. Mokslininkai GMO naudojimą įvardija kaip bioetinę problemą. Galimas bio įvairovės nykimas, kurį inicijuotų platus GMO naudojimas. <ref> https://bioethics.msu.edu/what-is-bioethics </ref>
'''3. Klininkinė vaistų tyrimų stadija'''
Sparčiai augant medicinos ir biotechnologijos industrijai, didėja ir įmonių spaudimas rinkai pateikti kuo naujesnius ir inovatyvesnius produktus. Milžiniški kiekiai medikamentų yra patvirtinimo laukimo stadijoje. Iš visos masės tik apie 12 procentų turi potencialo būti plėtojami ir pasieks masinę produkciją. Patvirtinimo procesas gali užtrukti iki 10 metų, finansinis stresas, reikalingas norint gauti FDA patvirtinimą, daugeliui kompanijų yra nepakeliamas. Viena didžiausių FDA patvirtinimo proceso problemų yra laikas, kurį vaistai turi praleisti klinikiniuose tyrimuose su žmonėmis, ir leidimai klinikinius tyrimus atlikti su žmonėmis.Biotechnologinė pažanga nesutrumpina laiko, kurį naujas vaistas praleidžia klinikinėje stadijoje, kuris vidutiniškai yra septyni metai. FDA raginama sutrumpinti klinikinių tyrimų patvirtinimo proceso dalį, nes tai paspartintų visą vaistų gamyboos procesą ir turėtų naudos pasaulio ekonomikai. Nauji vaistai pasiektų pacientus daug greičiau. <ref> https://www.encyclopedia.com/medicine/medical-magazines/biotechnology-ethical-issues </ref>
==Šaltiniai==
<references />
|