Բիոտեխնոլոգիա
| Առաջարկվում է այս և Կենսատեխնոլոգիա հոդվածները միացնել իրար: (քննարկում) |
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 խմբագրել
Կենսատեխնոլոգիա տերմինը առաջին անգամ օգտագործվել է 1917 թվականին, հունգարացի ինժեներ Կառլ Էրեկի կողմից։
Արդյունաբերական արտադրության մեջ միկրոօրգանիզմների կամ դրանց ֆերմենտների[1] 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[2] 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[3] 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 խմբագրել
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[4], 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[5] միջոցով։ Մեկ այլ օրինակ `տրանսգեն բույսերի նախագծումն է, որը պետք է զարգանա հատուկ միջավայրում քիմիական նյութերի առկայության (կամ բացակայության ) պայմաններում[6]։
- 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[7]։
- 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[8]։
- «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[9]։
- Մոխրագույն կենսատեխնոլոգիան նվիրված է բնապահպանական ծրագրերին և կենտրոնացած է կենսաբազմազանության պահպանման և աղտոտիչների հեռացման վրա[10]։
- 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[11]։
- Մանուշակագույն կենսատեխնոլոգիան կապված է կենսատեխնոլոգիայի շուրջ իրավաբանական, էթիկական և փիլիսոփայական հարցերի հետ[12]։
- 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[13]։
Կենսաբժշկություն խմբագրել
Բժշկության մի ճյուղ, որը տեսական տեսանկյունից ուսումնասիրում է մարդու մարմինը, նրա կառուցվածքն ու գործառույթը՝ նորմալ և պաթոլոգիական պայմաններում, դրանց ախտորոշման, շտկման և բուժման մեթոդներով[14]։ 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 խմբագրել
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[15]։
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 խմբագրել
Բիոինֆորմատիկան ներառում է իր մեջ մի մեթոդներ և մոտեցումներ[16]․
- համակարգչային վերլուծության մաթեմատիկական մեթոդներ համեմատական գենոմիկայի մեջ (գենոմային բիոինֆորմատիկա);
- սպիտակուցների տարածական կառուցվածքի կանխատեսման ալգորիթմների և ծրագրերի մշակում (կառուցվածքային կենսաինֆորմատիկա);
- 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 խմբագրել
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՝
- կենսաբանական բիոնիկա ՝ ուսումնասիրում է կենսաբանական համակարգերում տեղի ունեցող գործընթացները.
- տեսական բիոնիկա, որը կառուցում է այս գործընթացների մաթեմատիկական մոդելները.
- 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 խմբագրել
Կենսաբազմացումը կենսաբանական օբյեկտների `բույսերի, սնկերի, միջատների, որդերի և այլ օրգանիզմների նյութափոխանակության ներուժն օգտագործելու միջոցով ջրի, հողի և մթնոլորտի մաքրման մեթոդների մի շարք է։
Հիբրիդացում խմբագրել
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)[17] և տարբեր համակարգված խմբերի միջև (հեռավոր հիբրիդացում, որի մեջ զուգակցվում են տարբեր գենոմներ)[17]։ Հիբրիդների առաջին սերունդը հաճախ բնութագրվում է հետերոզով[18], որն արտահայտվում է օրգանիզմների ավելի լավ հարմարվողականությամբ, ավելի մեծ պտղաբերությամբ և կենսունակությամբ։ Հեռավոր հիբրիդացումով, հիբրիդները հաճախ ստերիլ են։
Ծանոթագրություններ խմբագրել
- ↑ [1]
- ↑ «Կենսագրություն Կ.Ս. Կիրխհոֆը». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ հոկտեմբերի 17-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ «Կենսագրություն». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ նոյեմբերի 8-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ ֆունկցիոնալ գենոմիկան
- ↑ «միկրոպրագոգրացիա». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ Կանաչ կենսատեխնոլոգիա
- ↑ «Կարմիր կենսատեխնոլոգիա». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ նոյեմբերի 18-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ Սպիտակ կենսատեխնոլոգիա(չաշխատող հղում)
- ↑ «Դեղին կենսատեխնոլոգիա». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ հոկտեմբերի 15-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ Մոխրագույն կենսատեխնոլոգիա
- ↑ Շագանակագույն կենսատեխնոլոգիա
- ↑ Մանուշակագույն կենսատեխնոլոգիա
- ↑ Սև բիոտեխնոլոգիա
- ↑ «Medicine Definition». Արխիվացված է օրիգինալից 2019 թ․ հոկտեմբերի 16-ին. Վերցված է 2019 թ․ հոկտեմբերի 19-ին.
- ↑ Բիոտեխնոլոգիական տեղեկությունների ազգային կենտրոն
- ↑ LENTA.ru
- ↑ 17,0 17,1 ДНК
- ↑ Հետերոզ
Գրականություն խմբագրել
- "Basic Concept of Biotechnology" Dr. K.N. Chandrashekara and Dr. Ashok Yakkaldevi
- "ADVANCES IN APPLIED BIOTECHNOLOGY" Արխիվացված 2019-10-16 Wayback Machine Edited by Marian Petre
- "Introduction to Biotechnology Laboratory Manual" Author(s): Austin Community College
- "PLANT BIOTECHNOLOGY AND GENETICS" Արխիվացված 2018-09-21 Wayback Machine 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