Biotekniko

Kristaloj de insulino.

Biotekniko aŭ bioteknologio estas la ampleksa areo de scienco kiu koncernas pri vivantaj sistemoj kaj organismoj kiuj disvolvigas aŭ faras produktojn, aŭ "ia teknika apliko, kiu uzas biologiajn sistemojn, vivantajn organismojn aŭ ties derivaĵojn por fari aŭ modifi produktojn aŭ procezojn por specifa uzo" (Konvencio de Unuiĝintaj Nacioj pri Biologia Diverseco, Art. 2). Depende de la iloj kaj aplikoj, ĝi ofte koincidas kun la (rilataj) fakoj de molekula biologio, biologia inĝenierado, biomedicina inĝenierio, biofabrikado, molekula inĝenierado, ktp.

Dum miloj da jaroj, la homaro estis uzinta bioteknikon en agrikulturo, nutraĵa industrio, kaj medicino. La termino estas delonge konsiderita kiel stampita en 1919 fare de la hungara inĝeniero Károly Ereky. Fine de la 20a kaj komence de la 21a jarcentoj, biotekniko etendiĝis por inkludo novajn kaj diversajn sciencojn kiaj genomiko, teknikoj de rekombino de DNA, aplikita imunologio, kaj disvolvigo de kuracilaj terapioj kaj diagnozaj testoj.

Difinoj

Planto de rozo kiu startis kiel ĉeloj kreskintaj kiel histokulturo.

La ampleksa koncepto de "biotekniko" aŭ "bioteknologio" enhavas ampleksan gamon de proceduroj por modifi vivantajn organismojn kongrue kun la hominteresaj celoj, ekde la hejmigo de bestoj, kultivado de plantoj, kaj "plibonigoj" de tio ĉio pere de bredoprogramoj kiuj uzas artefaritan selekton kaj hibridigon. Moderna uzado inkludas ankaŭ genetikan inĝenieradon same kiel teknologiojn de produktado de ĉeloj kaj histoj. La usona kemia societo American Chemical Society difinas bioteknologion kiel la aplikado de biologiaj organismoj, sistemoj aŭ procezoj al variaj industrioj por lerni pri la vivoscienco kaj la plibonigo de la valoro de materialoj kaj organismoj kiaj kuraciloj, rikoltoj kaj brutaro. Por la Eŭropa Federacio de Bioteknologio, bioteknologio estas la integrado de naturaj scienco kaj organismoj, ĉeloj, aŭ ties partoj, kaj molekulaj analogoj por havigi produktojn kaj servojn. Bioteknologio estas bazita sur la bazaj biologiaj sciencoj (ekz. molekula biologio, biokemio, ĉela biologio, embriologio, genetiko, mikrobiologio) kaj reciproke havigas metodojn por subteni kaj plenumi bazan esploradon en biologio.

Bioteknologio estas la esplorado kaj disvolvigo en laboratorio uzante biokomputikon por esplorado, elhavo, ekspluatado kaj produktado el ajna vivanta organismo kaj fonto de biomaso pere de rimedoj de biokemia inĝenierado kie altvaloraj kromproduktoj povus esti planitaj (reproduktitaj pere de biosintezo, por ekzemplo), antaŭviditaj, formulitaj, disvolvigitaj, fabrikitaj kaj surmerkatigitaj por atingi celojn de elteneblaj operacioj (por la reveno el la pinto al la dekomenca investado en esplorado kaj disvolvigo) kaj atingante daŭrajn patentorajtojn (por ekskluzivaj vendorajtoj, kaj antaŭ tio por ricevi nacian kaj internacian aprobon el la rezultoj kaj pri animala eksperimentado kaj pri homa eksperimentado, speciale ĉe la kuracilprodukta branĉo de bioteknologio por eviti ajnan nedetektitan flank-efikon aŭ ekhavi sekurecajn necesojn uzante la produktojn).

Kontraste, biologia inĝenierado estas ĝenerale konsiderata kiel rilata fako kiu pli forte emfazas al pli altsistemaj alproksimiĝoj (ne necese ŝanĝante aŭ uzante biologiajn materialojn rekte) interkonektante kaj uzante vivajn estaĵojn. Biologia inĝenierado estas la aplikado de principoj de inĝenierado kaj de naturaj sciencoj al histoj, ĉeloj kaj molekuloj. Tio povas esti konsiderata kiel la uzado de sciaro el kunlaboro kaj manipulado de biologio por atingi rezulton kiu povas plibonigi funkciojn en plantoj kaj animaloj. Rilate, biomedicina inĝenierio estas koincida fako kiu ofte desegnas kaj aplikas bioteknikon (laŭ variaj difinoj), speciale ĉe kelkaj sub-fakoj de biomedicina aŭ kemia inĝenierio kiaj hista inĝenierio, kuracilinĝenierio, kaj gentekniko.

Historio

Bierfarado estis frua aplikado de biotekniko.

Kvankam ne normale estas kio unue venas en la menson, multaj formoj de hom-derivita agrikulturo klare kongruas kun la larĝa difino de "'uzi bioteknikan sistemon por fari produktojn". Tiele, la kultivado de plantoj povas esti konsiderita kiel la plej frua bioteknika entrepreno.

Agrikulturo estis teorigita kiel iĝinta la dominanta maniero produkti nutraĵon ekde la Neolitika Revolucio. Pere de frua bioteknologio, la plej fruaj farmistoj selektis kaj bredis la plej bonkvalitajn taŭgajn kultivaĵojn, kiuj havigu la plej abundajn rikoltojn, por produkti sufiĉe da manĝaĵoj kiu subtenu kreskantan loĝantaron. Laŭ la kultivejoj kaj kampoj iĝis pli kaj pli ampleksaj kaj malfacile elteneblaj, oni malkovris, ke specifaj organismoj kaj ties krom-produktoj povus efektive fekundigi, restaŭri nitrogenon, kaj kontroli plagojn. Laŭlonge de la historio de agrikulturo, farmistoj neatentite ŝanĝis la genetikon de ties kultivaĵoj pere de la enkonduko de tiuj al la novaj medioj kaj de ties bredado kun aliaj plantoj — nome unu el la unuaj formoj de biotekniko.

Tiuj procezoj estis enkondukitaj ankaŭ en la frua fermentado de biero. Tiuj procezoj estis enkondukitaj en iama Mezopotamio, Egipto, Ĉinio kaj Hindio, kaj ankoraŭ oni uzas la samajn bazajn biologiajn metodojn. En bierfarado, malto-enhavaj grenoj (kiuj havis enzimojn) konvertis amelon el la grajnoj en sukero kaj poste oni aldonis specifajn gistojn por produkti bieron. En tiu procezo, karbonhidratoj el la grajnoj elrompiĝas en alkoholoj, kiaj etanolo. Poste, aliaj kulturoj produktis la procezojn de laktacidan fermentadon, kiu produktis aliajn konserveblajn manĝaĵojn, kiaj sojsaŭco. Fermentado estis uzita ankaŭ en tiu epoko por produkti gistenhavan panon. Kvankam la procezo de fermentado ne estis tute komprenita ĝis la laboro de Louis Pasteur en 1857, ĝi estas ankoraŭ la unua uzo de biotekniko kiu konvertis nutraĵon en alia formo.

Antaŭ la epoko de la verkaro kaj vivo de Charles Darwin, la animal- kaj planto-sciencistoj jam estis uzintaj selektivan bredadon. Darwin aldonis al tiun sciaron siajn sciencajn observaĵojn pri la kapablo de la scienco por ŝanĝi speciojn. Tiuj sciaroj kontribuis al la Darvina teorio de natura selektado.

Dum miloj da jaroj, homoj estis uzintaj selektan bredadon por plibonigi produktadon de kultivaĵoj kaj bredobrutoj por uzi ilin ĉefe por manĝaĵo, sed ankaŭ kalkulinte por kromaj produktoj. En selekta bredado, organismoj kun dezireblaj karakteroj estas parigitaj por produkti idaron kiu enhavu la samajn karakterojn. Por ekzemplo, tiu tekniko estis uzita ĉe maizo por produkti la plej abundajn kaj manĝeblajn rikoltojn.

Komence de la 20-a jarcento, sciencistoj akiris pli grandan komprenon de la mikrobiologio kaj ili esploris vojojn por fabriki specifajn produktojn. En 1917, Chaim Weizmann la unua uzis pure mikrobiologian kulturon en industria procezo, nome tiu por fabrikado de maizamelo uzante Clostridium acetobutylicum, por produkti acetonon, kion Unuiĝinta Reĝlando malespere bezonis por fabriki eksplodaĵojn dum la Unua Mondmilito.

Biotekniko kondukis ankaŭ al la disvolvigo de antibiotikoj. En 1928, Alexander Fleming malkovris la ŝimo Penicillium. Lia laboro kondukis al la purigo de la antibiotika komponaĵo iam formita el la ŝimo fare de Howard Florey, Ernst Boris Chain kaj Norman Heatley – por formi tion kio nuntempe estas konata kiel penicilino. En 1940, penicilino iĝis disponebla por medicina uzado por trakti bakteriajn infektojn en homoj.

Biotekniko kaj aplikata mikrobiologio

Biotekniko estas la apliko de bakterio aŭ fungo por produktado de nutraĵoj (jogurto, pano, vino, fromaĝo), medikamentoj (per helpo de gentekniko), industriokemiaĵo (alkoholo, acido) aŭ enzimoj. Oni utiligas bakteriojn ankaŭ en metalominejoj por izoli kupron kaj oron. Tiuj bakterioj estas kapablaj dissolvi kaj forigi la ŝtonaĵon.

Literaturo

• Friedman Y (2008). Building Biotechnology: Starting, Managing, and Understanding Biotechnology Companies. Washington, DC: Logos Press. ISBN 978-0-9734676-3-5. Alirita la 24an de Julio 2018.
• Oliver RW. The Coming Biotech Age. ISBN 0-07-135020-9.
• Powell WW, White DR, Koput KW, Owen-Smith J (2005). "Network Dynamics and Field Evolution: The Growth of Interorganizational Collaboration in the Life Sciences". American Journal of Sociology. 110 (4): 1132–1205. CiteSeerX 10.1.1.319.1227 Freely accessible. doi:10.1086/421508. Viviana Zelizer Best Paper in Economic Sociology Award (2005–2006), American Sociological Association.
• Rasmussen N (2014). Gene Jockeys: Life Science and the rise of Biotech Enterprise. Baltimore, MD: Johns Hopkins University Press.
• Zaid A, Hughes HG, Porceddu E, Nicholas F (2001). Glossary of Biotechnology for Food and Agriculture — Reviziita kaj pligrandigita eldono de Glossary of Biotechnology and Genetic Engineering. Disponebla en angla, franca, hispana, ĉina, araba, rusa, pola, serba, vietnama kaj kazaĥa. Arkivigite je 2007-10-26 per la retarkivo Wayback Machine Rome: FAO. ISBN 92-5-104683-2. Alirita la 24an de Julio 2018.
• Caswell MF, Fuglie KO, Klotz CA (1998). "Agricultural Biotechnology: An Economic Perspective". Agricultural Economic Report. United States Department of Agriculture Economic Research Service. Alirita la 24an de Julio 2018.

Vidu ankaŭ

• Bioteknologia industria parko
• Biokemio
• Molekula biologio
• Sinteza biologio

• En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikolo Biotechnology en la angla Vikipedio.