Մասնակից:Lilit62735/Ավազարկղ

Կենսատեխնոլոգիան ( Բիոտեխնիկա) այնպիսի առարկա է, որը ուսումնասիրում է կենդանի օրգանիզմների, դրանց համակարգերի կամ դրանց նյութափոխանակության արտադրանքի օգտագործման տեխնոլոգիական խնդիրները լուծելու հնարավորությունները, ինչպես նաև գենետիկական ինժեներիայի կողմից անհրաժեշտ հատկություններով կենդանի օրգանիզմների ստեղծման հնարավորությունը: Կախված գործիքներից և ծրագրերից, այն հաճախ համընկնում է մոլեկուլային կենսաբանության, կենսատեխնիկայի, կենսաբժշկական ճարտարագիտության, կենսաֆինանսավորման, մոլեկուլային ճարտարագիտության և հարակից ոլորտների հետ:

Հազարամյակներ շարունակ մարդկությունը օգտագործում էր կենսատեխնոլոգիան գյուղատնտեսության, սննդի արտադրության և բժշկության ոլորտում : Ենթադրվում է, որ տերմինը ստեղծվել է 1917 թ.-ին հունգարացի ինժեներ Կառլ Էրեկի կողմից։ 20-րդ դարի վերջին և 21-րդ դարի սկզբին կենսատեխնոլոգիան ընդլայնվել է ՝ ներառելով նոր և բազմազան գիտություններ, ինչպիսիք են գենոմիկան, գենոմի վերականգնման մեթոդները, կիրառական իմունոլոգիան և դեղագործական թերապիաների ու ախտորոշիչ թեստերի զարգացումը:

Կենսատեխնոլոգիայի պատմություն

Կենսատեխնոլոգիա տերմինը առաջին անգամ օգտագործվել է 1917 թվականին, հունգարացի ինժեներ Կառլ Էրեկի կողմից:

Արդյունաբերական արտադրության մեջ միկրոօրգանիզմների կամ դրանց ֆերմենտների օգտագործումը, որոնք ապահովում են տեխնոլոգիական գործընթացը, հայտնի է եղել դեռ հին ժամանակներից, սակայն համակարգված գիտական հետազոտությունները զգալիորեն ընդլայնել են կենսատեխնոլոգիայի մեթոդների և միջոցների զինանոցը:

Այսպիսով, 1814-ին, Սանկտ Պետերբուրգի ակադեմիկոս Կ.Ս. Կիրխհոֆը հայտնաբերեց կենսաբանական կատալիզմի երևույթը և փորձեց բիոկատալիկական ճանապարհով ստանալ առկա ներքին հումքից շաքար (մինչ 19-րդ դարի կեսերը շաքարը ստացվում էր միայն շաքարեղեգնից): 1891-ին Միացյալ Նահանգներում ճապոնացի կենսաքիմիկոս Տակամանին ստացել է արդյունաբերական նպատակներով ֆերմենտային պատրաստուկների օգտագործման առաջին արտոնագիրը։ Գիտնականն առաջարկել է բուսական թափոնների սաքսարիֆիկացման համար դիաստազի օգտագործումը:

XX դարի սկզբին ակտիվորեն զարգանում էր ֆերմենտացումը և մանրէաբանական արդյունաբերությունը: Նույն տարիներին առաջին փորձերը կատարվեցին `հիմնելու հակաբիոտիկների, խմորիչներից ստացված սննդային խտանյութերի արտադրությունը, վերահսկել բուսական և կենդանական ծագման ապրանքների ֆերմենտացումը:

Առաջին հակաբիոտիկը ՝ պենիցիլինը, մեկուսացվեց և մաքրվեց ընդունելի մակարդակի վրա 1940 թվականին, ինչը նոր մարտահրավերների տեղիք տվեց ՝ միկրոօրգանիզմների կողմից արտադրվող դեղերի արդյունաբերական արտադրության ոլորտում, նոր դեղերի ավելի էժան և կենսաբազմազանության մակարդակի վրա աշխատելու աշխատանքներ:

Օրինակներ

Կենսատեխնոլոգիան կիրառվում է չորս հիմնական արդյունաբերական ոլորտներում ՝ ներառյալ առողջապահությունը, բերքի արտադրությունը և գյուղատնտեսությունը:

Օրինակ ՝ կենսատեխնոլոգիայի մեկ կիրառումը օրգանական արտադրանքի արտադրության համար միկրոօրգանիզմների ուղղակի օգտագործումն է: Մեկ այլ օրինակ՝ հանքարդյունաբերության կողմից առկա բակտերիաների օգտագործումը բիոլայնացման մեջ: Կենսատեխնոլոգիան օգտագործվում է նաև վերամշակման, թափոնների բուժման, արդյունաբերական գործունեությամբ աղտոտված տարածքների մաքրման, ինչպես նաև կենսաբանական զենք արտադրելու համար:

Կենսատեխնոլոգիայի մի քանի ճյուղեր նույնականացնելու համար ստացվել են մի շարք տերմիններ, օրինակ՝

• Բիոինֆորմատիկան (նաև կոչվում է «ոսկու կենսատեխնոլոգիա») միջդիսցիպլինար ոլորտ է, որը լուծում է կենսաբանական խնդիրները հաշվողական տեխնիկայի կիրառմամբ և հնարավորություն է տալիս արագ կազմակերպել, ինչպես նաև կենսաբանական տվյալների վերլուծություն: Բիոինֆորմատիկան հիմնական դեր է խաղում տարբեր ոլորտներում, ինչպիսիք են ֆունկցիոնալ գենոմիկան, կառուցվածքային գենոմիկան և պրոտեոմիկան, և կազմում է կենսատեխնոլոգիայի և դեղագործության ոլորտի հիմնական բաղադրիչը:

• Կապույտ կենսատեխնոլոգիան հիմնված է ծովային ռեսուրսների շահագործման վրա ՝ ապրանքներ և արդյունաբերական ծրագրեր ստեղծելու համար : Կենսատեխնոլոգիայի այս ճյուղը առավելագույնս օգտագործվում է վերամշակման և այրման ոլորտներում, հիմնականում ֆոտոսինթետիկ միկրո ջրիմուռներով կենսա-յուղերի արտադրությանում:

• Կանաչ կենսատեխնոլոգիան այն կենսատեխնոլոգիան է, որը կիրառվում է գյուղատնտեսական գործընթացների վրա: Օրինակ կարող է լինել բույսերի ընտրությունը և տնային պահպանումը միկրոպրագոգրացիայի միջոցով: Մեկ այլ օրինակ `տրանսգեն բույսերի նախագծումն է, որը պետք է զարգանա հատուկ միջավայրում քիմիական նյութերի առկայության (կամ բացակայության ) պայմաններում:

• Կարմիր կենսատեխնոլոգիան կենսատեխնոլոգիայի օգտագործումն է բժշկական և դեղագործական արդյունաբերություններում և առողջության պահպանման մեջ : Այս մասնաճյուղը ներառում է պատվաստանյութերի և հակաբիոտիկների արտադրություն, վերականգնողական թերապիա, արհեստական օրգանների ստեղծում և հիվանդությունների նոր ախտորոշում : Ինչպես նաև հորմոնների, ցողունային բջիջների, հակամարմինների և ախտորոշիչ թեստերի զարգացում:

• Սպիտակ կենսատեխնոլոգիան, որը նաև հայտնի է որպես արդյունաբերական կենսատեխնոլոգիա, կիրառվում է արդյունաբերական գործընթացներում: Օրինակ է օրգանիզմի նախագծումը՝ օգտակար քիմիական նյութ արտադրելու համար: Մեկ այլ օրինակ է ֆերմենտների, որպես արդյունաբերական կատալիզատորների օգտագործումը, արժեքավոր քիմիական նյութեր արտադրելու, կամ վտանգավոր / աղտոտող քիմիական նյութերը ոչնչացնելու համար: Սպիտակ կենսատեխնոլոգիան հակված է ավելի քիչ ռեսուրսների սպառման, քան արդյունաբերական ապրանքներ արտադրելու համար օգտագործված ավանդական գործընթացները:

• «Դեղին կենսատեխնոլոգիան» օգտագործումն էսննդի արտադրության մեջ, օրինակ գինու, պանրի, գարեջրի ֆերմենտացման միջոցով պատրաստումը: Սա ներառում է կենսատեխնոլոգիայի վրա հիմնված մոտեցումներ վնասակար միջատների վերահսկման, ակտիվ բաղադրիչների կամ հետազոտությունների համար միջատների գեների բնութագրման և օգտագործման համար, կամ գյուղատնտեսության և բժշկության մեջ կիրառման և այլ մոտեցումների վերաբերյալ:

• Մոխրագույն կենսատեխնոլոգիան նվիրված է բնապահպանական ծրագրերին և կենտրոնացած է կենսաբազմազանության պահպանման և աղտոտիչների հեռացման վրա:

• Շագանակագույն կենսատեխնոլոգիան կապված է չոր հողերի և անապատների կառավարման հետ: Դիմումներից մեկը ուժեղացված սերմերի ստեղծումն է, որոնք դիմադրում են չոր տարածքների ծայրահեղ շրջակա միջավայրի պայմաններին, ինչը կապված է նորարարության, գյուղատնտեսական տեխնիկայի ստեղծման և ռեսուրսների կառավարման հետ:

• Մանուշակագույն կենսատեխնոլոգիան կապված է կենսատեխնոլոգիայի շուրջ իրավաբանական, էթիկական և փիլիսոփայական հարցերի հետ :

• Մութ կամ սև բիոտեխնոլոգիան կապված է բիոտեռորիզմի կամ կենսաբանական զենքի հետ, որն օգտագործում է միկրոօրգանիզմներ և տոքսինները, որոնք առաջացնում են անասունների և բերքերի հիվանդություններ,և անգամ մարդկանց մահ:

Կենսաբժշկություն

Բժշկության մի ճյուղ, որը տեսական տեսանկյունից ուսումնասիրում է մարդու մարմինը, նրա կառուցվածքն ու գործառույթը՝ նորմալ և պաթոլոգիական պայմաններում, դրանց ախտորոշման, շտկման և բուժման մեթոդներով : Կենսաբժշկությունը ներառում է կուտակված տեղեկատվություն և հետազոտություն, ավելի կամ պակաս չափով, ընդհանուր բժշկության, անասնաբուժության, ստոմատոլոգիայի և հիմնական կենսաբանական գիտություններում, ինչպիսիք են քիմիան, կենսաբանական քիմիան, կենսաբանությունը, պատմաբանությունը, գենետիկան, սաղմնաբանությունը, անատոմիան, ֆիզիոլոգիան, պաթոլոգիան, կենսաբժշկական ճարտարագիտությունը , կենդանաբանություն, բուսաբանություն և մանրէաբանություն:

Կենսաֆարմակոլոգիա

Ֆարմակոլոգիայի մի բաժին, որն ուսումնասիրում է կենսաբանական և կենսատեխնոլոգիական ծագում ունեցող նյութերի արտադրած ֆիզիոլոգիական հետևանքները: Կենսաֆարմակոլոգիան երկու ավանդական գիտությունների ՝ բիոտեխնոլոգիայի, այսինքն ՝ նրա մասնաճյուղի, որը կոչվում է «կարմիր», բժշկական կենսատեխնոլոգիա և դեղագիտություն, որը նախկինում հետաքրքրված էր միայն ցածր մոլեկուլային քաշի քիմիական նյութերով, արդյունքում բեղմնավորման պտուղ է:

Կենսաբժշկական հետազոտության օբյեկտներ. Կենսաֆարմնամթերքի ուսումնասիրություն, դրանց արտադրության պլանավորում, արտադրության կազմակերպում: Կենսաֆարմակոլոգիական բուժիչ միջոցները և պրոֆիլակտիկ կանխարգելման համար միջոցները ձեռք են բերվում կենդանի կենսաբանական համակարգերի, օրգանիզմների հյուսվածքների և դրանց ածանցյալ նյութերի միջոցով ՝ օգտագործելով կենսատեխնոլոգիա, այսինքն ՝ կենսաբանական և կենսատեխնոլոգիական ծագման բուժական նյութեր:

Բիոինֆորմատիկա

Բիոինֆորմատիկան ներառում է իր մեջ մի մեթոդներ և մոտեցումներ ․

1. համակարգչային վերլուծության մաթեմատիկական մեթոդներ համեմատական գենոմիկայի մեջ (գենոմային բիոինֆորմատիկա);
2. սպիտակուցների տարածական կառուցվածքի կանխատեսման ալգորիթմների և ծրագրերի մշակում (կառուցվածքային կենսաինֆորմատիկա);
3. ռազմավարությունների, համապատասխան հաշվարկային մեթոդաբանությունների ուսումնասիրություն, ինչպես նաև կենսաբանական համակարգերի տեղեկատվական բարդության ընդհանուր կառավարում: Կենսաինֆորմատիկան օգտագործում է կիրառական մաթեմատիկայի, վիճակագրության և համակարգչային գիտության մեթոդներ: Կենսաինֆորմատիկան օգտագործվում է կենսաքիմիայի, կենսաֆիզիկայի, էկոլոգիայի և այլ ոլորտներում:

Բիոնիկա

Բիոնիկան ( հունարենից՝ Βίον «կենդանի») կիրառական գիտություն է կենդանի բնության կազմակերպման, հատկությունների, գործառույթների և կառուցվածքների, այսինքն `բնության մեջ ապրելու ձևերի և դրանց արդյունաբերական անալոգների տեխնիկական սկզբունքներում և համակարգերում կիրառման վերաբերյալ:

Տարբերում են՝

1. կենսաբանական բիոնիկա ՝ ուսումնասիրում է կենսաբանական համակարգերում տեղի ունեցող գործընթացները.
2. տեսական բիոնիկա, որը կառուցում է այս գործընթացների մաթեմատիկական մոդելները.
3. տեխնիկական բիոնիկա ՝ կիրառում է տեսական բիոնիկայի մոդելներ ՝ ինժեներական խնդիրները լուծելու համար: Բիոնիկները սերտորեն կապված են կենսաբանության, ֆիզիկայի, քիմիայի, կիբերնետիկայի և ինժեներական գիտությունների հետ ՝ էլեկտրոնիկա, նավարկություն, կապ, ծովային գործեր և այլն:

Կենսաբազմացում

Կենսաբազմացումը կենսաբանական օբյեկտների `բույսերի, սնկերի, միջատների, որդերի և այլ օրգանիզմների նյութափոխանակության ներուժն օգտագործելու միջոցով ջրի, հողի և մթնոլորտի մաքրման մեթոդների մի շարք է:

Հիբրիդացում

Հիբրիդացումը հիբրիդների ձևավորման կամ արտադրության գործընթաց է, որը հիմնված է մեկ բջիջում տարբեր բջիջների գենետիկական նյութի միավորման վրա:

Այն կարող է իրականացվել նույն տեսակների ներսում (ներանձնային հիբրիդացում) և տարբեր համակարգված խմբերի միջև (հեռավոր հիբրիդացում, որի մեջ զուգակցվում են տարբեր գենոմներ): Հիբրիդների առաջին սերունդը հաճախ բնութագրվում է հետերոզով, որն արտահայտվում է օրգանիզմների ավելի լավ հարմարվողականությամբ, ավելի մեծ պտղաբերությամբ և կենսունակությամբ: Հեռավոր հիբրիդացումով, հիբրիդները հաճախ ստերիլ են:

Գրականություն

• "Basic Concept of Biotechnology" Dr. K.N. Chandrashekara and Dr. Ashok Yakkaldevi
• "ADVANCES IN APPLIED BIOTECHNOLOGY" Edited by Marian Petre
• "Introduction to Biotechnology Laboratory Manual" Author(s): Austin Community College
• "PLANT BIOTECHNOLOGY AND GENETICS" Edited by C. Neal Stewart, Jr.
• "Medicalbiotechnology" Bernard R. Glick, Terry L. Delovitch and Cheryl L. Patten
• "Bionics" Scientific Coordinator: Tamás Rosk. Organisational Coordinator: ERCIM

Տես նաև

• Կենսաինֆորմատիկա
• Կենսաբժշկություն