واژه بیوتکنولوژی نخستین بار در سال ۱۹۱۹ از سوی Karl Ereky به مفهوم کاربرد علوم زیستی و اثر مقابل آن در فناوریهای ساخت بشر به کار برده شد. (با تشکر از همکاری خانم دکتر امینی در ارائه مطلب) به طور کلی هر گونه کنش هوشمندانه بشر در آفرینش، بهبود و عرضه فرآوردههای گوناگون با استفاده از جانداران، به ویژه از طریق دستکاری آنها در سطح مولکولی در حیطه این مهمترین، پاکترین و اقتصادیترین فناوری سده حاضر، بیوتکنولوژی، قرار میگیرد. بیوتکنولوژی از جمله واژههای پر سرو صدای سالهای اخیر است.این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم به کار میبرند. زیستفناوری را در یک تعریف کلی به کارگیری اندامگان یا ارگانیسم یا فرایندهای زیستی در صنایع تولیدی یا خدماتی دانستهاند. تعریف ساده این پدیده نوین عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیستشیمی ، میکروبشناسی و فناوریهای تولید را در سامانههای زیستی به دلیل استفادهای که در سرشت بین رشتهای علوم دارند مطالعه میکنند. در تعریف دیگر زیستفناوری (بیوتکنولوژی) را چنین تشریح کردهاند: فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسمها برای کاربردهای ویژه استفاده میکند. بیوتکنولوژی به لحاظ ویژگیهای ذاتی خود دانشی بین رشتهای است. کاربرد این گونه دانشها در مواردی است که ترکیب ایدههای حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید میانجامد و زمینهها و روششناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل برهمکنش بخشهای گوناگون زیستشناسی و مهندسی است. زیستفناوری در اصل هستهای مرکزی و دارای دو جزء است: یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و جزء دیگر سامانه یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل میکنند. • ۱ پیدایش بیوتکنولوژی • ۲ کاربردهای سنتی زیستفناوری • ۳ محصولات حاصل از زیست فناوری • ۴ تحصیلات در ایران • ۵ پیوند به بیرون
پیدایش بیوتکنولوژی سابقه بهکارگیری میکروارگانیسمها برای تولید مواد خوراکی مانند سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال پیش برمیگردد. نقش میکروارگانیسمها در تولید الکل و سرکه در سده پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو هنگام جابهجایی آنها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور درخواست کمک کردند. لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل میکنند. این فرایند بیهوازی تخمیر نام دارد. و نیز دریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل میکند روی میدهد.
کاربردهای سنتی زیستفناوری
کاربردهای سنتی بیوتکنولوژی شامل اصلاح نباتات و دام، تهیه نان، ماست و پنیر بوده است
بوده است و پس از آن تولید پادزیستها (آنتی بیوتیک ها)، انسولین انسانی و اینترفرون علوم آزمایشگاهی و هماکنون با پیدایش فناوری DNA نوترکیب، دستکاری ژنها و انتقال ژن از یک موجود زنده به دیگری یا به عبارت دیگر مهندسی ژنتیک، ظرفیت بهرهگیری از این فناوری به گونه فزایندهای افزایش یافته است. در حال حاضر با توجه به افزایش بی رویه جمعیت و نیاز به تأمین مواد غذایی این جمعیت رو به تزاید، زیستفناوری کشاورزی مورد توجه ویژه است و محصولات تراریخته گوناگون پرمحصول و مقاوم کشاورزی مانند ذرت، برنج، سویا، گوجه فرنگی، گندم تولید و بهکارگیری تکنیکهای نوین زیستفناوری در افزایش تولید شیر و گوشت دام موثر واقع شده اند. تامین سلامت و بهداشت جمعیت بیش از شش میلیاردی ساکنان کره زمین از طریق تولید داروهای نوترکیب و واکسنها، دستیابی به روشهای درمان کمهزینه بیماریها و یافتن درمان بیماریهای بدون درمان و تشخیص سریعتر و مؤثرتر بیماریهای گوناگون از جمله بیماریهای ژنتیکی از وظایف بیوتکنولوژی پزشکی است. همچنین رویکرد جدید به محیط زیست در قرن حاضر و در نظر گرفتن آن به عنوان یک جزء از سرمایه ملی کشورها و لزوم حفظ آن با بهکارگیری زیستفناوری از مهمترین دغدغههای بشر در سده حاضر است. حذف مؤثر آلایندههای محیطی خطرناک از محیط زیست با استفاده از میکروارگانیسمهای پالایشگر آلودگی و استفاده از فنون نگهداری ذخایر ژنتیکی کشور از جمله کاربردهای زیستفناوری در زمینه محیط زیست است. کاربردهای زیستفناوری در صنعت که به تولید محصولات با صرف هزینه و انرژی کمتر، ضایعات اندک میانجامد و از همه مهمتر، کمترین اثر سوء بر محیط زیست را برجا میگذارد، باعث شد که از این فناوری به عنوان یکی از پاکترین بخشهای صنعت یاد شود. زیستفناوری همچنین تولید محصولاتی که قبلأ از روشهای دیگر امکان تولید آن وجود نداشته یا بسیار سخت و دشوار بوده است، ممکن ساخته است. محصولات حاصل از زیست فناوری محصولات بدست آمده از صنعت بیوتکنولوژی در دنیا فراوان بوده و در کشور ایران تا به امسال (1386) به کمتر از 20 عدد محدود میشود. 1- اینترفرون بتا یک آ با نام های تجاری سینووکس Cinnovex و رسیژن ReciGen 2- اینترفرون گاما با نام تجاری گاما ایمونکس 3- آنزیمهای بیولوژی مولکولی مانند تک دی ان ای پلی مراز 4- کیت های تشخیص مولکولی بیماریها 5- کیت های الایزا مانند کیت الایزای تشخیص ایدز 6- واکسن های نسل جدید مانند واکسن هپاتیت ب 7- داروهای جدید که در شرف ورود به بازار داخلی هستند مانند اینترفرون آلفا و استرپتوکیناز و اریتروپوئتین و اینترفرون بتا یک بی
دید کلی زیست فناوری از جمله واژههای پر سرو صدای سالهای اخیر است.این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم بکار میبرند. زیست فناوری را در یک تعریف کلی به کارگیری اندامگان یا ارگانیسم یا فرایندهای زیستی در صنایع تولیدی یا خدماتی دانستهاند. تعریف ساده این پدیده نوین عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیست شیمی ، میکروب شناسی و فناوریهای تولید را در سیستمهای زیستی به دلیل استفادهای که در سرشت بین رشتهای علوم دارند مطالعه میکنند.در تعریف دیگر زیست فناوری را چنین تشریح کردهاند: فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات ، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسمها برای کاربردهای ویژه استفاده میکند.زیست فناوری به لحاظ خصوصیات ذاتی خود دانشی بین رشتهای است. کاربرد اینگونه دانشها در مواردی است که ترکیب ایدههای حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید میانجامد و زمینهها و روش شناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل بر هم کنش بخشهای گوناگون زیست شناسی و مهندسی است. زیست فناوری در اصل هستهای مرکزی و دارای دو جزء است: یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و جزء دیگر سیستم یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل میکنند. پیدایش زیست فناوری سابقه استفاده از میکروارگانیسمها برای تولید مواد خوراکی نظیر سرکه ، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل برمیگردد. نقش میکروارگانیسمها در تولید الکل و سرکه در قرن پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو ضمن حمل آنها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور تقاضای کمک کردند.لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل میکنند. این فرایند بی هوازی تخمیر نام دارد. و نیزدریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل میکند روی میدهد.
لویی برای از بین بردن این مشکل فرایند پاستوریزه کردن را موثر دانست که عبارت بود از گرمایش نوشیدنیها نظیر شیر یا غذاهای جامد نظیر پنیر یا گوشت حیوانات وحشی به منظور از بین بردن میکروارگانیسمهای مضر یا غیر ضروری و یا تعیین سرعت تخمیر از طریق اعمال حرارت معین. پاستور همزمان با این موضوع میکروبیولوژی کاربردی را پایه گذاری کرد و دریافت که بسیاری از میکروارگانیسمها اگر چه در انسان و سایر موجودات زنده ایجاد بیماری میکنند یکی از مهمترین عوامل تغییر مواد در طبیعت هستند. پنی سیلین و تولید مواد اولیه شیمیایی پنیسیلین آنتی بیوتیکی است مشتق از کپک پنی سیلیوم نوتاتوم که برای درمان عفونتهای ناشی از انواع گوناگون باکتریها بکار میرود. از کشت سطحی پنی سیلیوم نوتاتوم پنی سیلین بدست میآید. این فرایند نه تنها پر زحمت است بلکه به دلیل استعداد آلودگی کشتها میزان تولید پنی سیلین را کاهش میدهد. ضرورت و نیاز کار در شرایط سترون منجربه توسعه راکتورهای مخزنی همزن دار شد که تا امروز به عنوان برترین روش کشت میکروبها در مقیاس وسیع بشمار میرود.
با کشف قابلیت میکروبها در تولید آنتی بیوتیکها و درک کاربرد بالینی پنی سیلین ، توجه شرکتهای داروسازی بطور جدی به تولید آنتی بیوتیکها جلب شد. به منظور افزایش پتانسیل پادزیستی آنتی بیوتیکها بر حوزه وسیعی از میکروارگانیسمها لازم است که تحقیقات گستردهای بر تولید آنتی بیوتیکهای جدید صورت گیرد. بنابراین استفاده از میکروارگانیسمهای به نژاد شده دراین زمینه مفید خواهد بود. مهندسی ژنتیک و زیست فناوری نوین در دهه 1980 ، زیست فناوری پیشرفت چشمگیری داشت که از قابلیت اتصال مولکولهای جدا شده از منابع مختلف در محیط آزمایشگاه نشات میگرفت. این اتصال ژن را در DNA دست ورزی ژنتیکی مینامند و چون پژوهشگر به نوترکیبی تناوب ژنی که از قبل وجود داشته میپردازد تا ترکیب جدید را بوجود آورد آن را نوترکیبی DNA نیز مینامند.
فناوری نوترکیبی DNA ، بیشتر در زمینه تولید پروتئینها کاربرد تجاری داشته است. این فناوری قادر است بسیاری از پروتئینهایی را که فرآوردههای بیواسطه یک ژن هستند و اساسا اهمیت درمانی دارند تولید کند. امروزه قابلیت اتصال ژنها انقلابی در صنایع بر پا کرده است و ثمره آن توسعه بیشمار فرآوردههای جدید و بهبود فرایندهای شناخته شده فعلی است. با تشکر از همکاری خانم دکتر امینی در ارائه مطلب |