Biotechnologia

Biotechnologia – interdyscyplinarna dziedzina nauki, wykorzystująca procesy biologiczne na skalę przemysłową.

Konwencja o różnorodności biologicznej ONZ podaje jedną z najszerszych definicji:
 Biotechnologia to używanie układów biologicznych, organizmów żywych lub ich składników w celu wytwarzania lub modyfikowania produktów lub procesów w określonym zastosowaniu.

Metody z zakresu biotechnologii są wykorzystywane od tysięcy lat. Przykładowo produkcja piwa jest procesem biotechnologicznym, w którym wykorzystuje się fermentację cukrów prostych przez drożdże. W wyniku niedostatecznej ilości tlenu utlenianie jest niezupełne i następuje fermentacja. Innym przykładem jest produkcja przetworów mlecznych.

Zdolność części bakterii do akumulacji w swoich komórkach niektórych metali wykorzystywana jest w górnictwie do bioługowania. Biotechnologia znajduje także zastosowanie w recyklingu i oczyszczaniu środowiska z zanieczyszczeń (bioremediacja) oraz produkcji broni biologicznej. Produktami biotechnologii używanymi w genetyce i medycynie są także chipy DNA i wektory dla znaczników promieniotwórczych używanych w medycynie nuklearnej.

Nowoczesna biotechnologia jest często związana z użyciem genetycznie zmodyfikowanych organizmów (GMO), na przykład pałeczki okrężnicy albo drożdży do produkcji insuliny lub antybiotyków. Genetycznie zmienione komórki ssaków, wśród nich komórki jajnikowe chomika chińskiego (CHO, od ang. Chinese hamster ovary) są stosowane w produkcji lekarstw.

Metody wykorzystywane w biotechnologii pozwalają na uzyskiwanie transgenicznych zwierząt i transgenicznych roślin. Przykładem jest projektowanie roślin mogących rozwijać się w specyficznych warunkach, na przykład przy obecności lub braku pewnych związków chemicznych. Z „zieloną biotechnologią” wiązane są nadzieje, że może ona być bardziej przyjazna środowisku niż rolnictwo wysokotowarowe, między innymi dzięki uprawie zaprojektowanych roślin produkujących pestycydy, co wyeliminuje potrzebę ich zewnętrznego stosowania (kukurydza Bt).

Przykładem zastosowania biotechnologii w przemyśle jest projektowanie organizmów produkujących pożądane związki chemiczne.

Kalendarium 
 6000 p.n.e. – produkcja piwa, wina, chleba z użyciem drożdży
 4000 p.n.e. – produkcja w Chinach jogurtu i sera z użyciem bakterii produkujących kwas mlekowy
 300 p.n.e. lub wcześniej – Chińczycy selekcjonują kultury grzyba kropidlaka w celu wytwarzania artykułów spożywczych: sfermentowanej soi douchi, pasty na bazie sfermentowanej soi, wina ryżowego; później także sosu sojowego
 1675 – odkrycie mikrobów
 1856 – Grzegorz Mendel odkrywa prawa dziedziczenia
 1919 – pierwsze użycie słowa biotechnologia przez Karla Ereky'ego – węgierskiego agronoma
 1953 – James Watson i Francis Crick opisują strukturę DNA
 1972 – Paul Berg uzyskał pierwszy rekombinowany DNA
 1975 – opracowanie produkcji przeciwciał monoklonalnych przez Köhlera i Milsteina
 1980 – scharakteryzowanie nowoczesnej biotechnologii jako technologia rekombinacji DNA
 – produkcja insuliny i innych leków w formie ludzkiej w E. coli
 – żywy szczep drożdży piwnych Saccharomyces cerevisiae 1026 modyfikuje mikroflorę w przewodzie pokarmowym krów i koni
 1983 – wynalezienie łańcuchowej reakcji polimerazy (która zrewolucjonizowała biotechnologię) przez zespół Kary’ego Mullisa z kalifornijskiej firmy Cetus
 1990 – rozpoczęcie Projektu poznania ludzkiego genomu
 1994 – amerykańska Agencja Żywności i Leków aprobuje pierwszą genetycznie zmodyfikowaną żywność – pomidor FlavrSavr firmy Calgene
 1996 – narodziny owcy Dolly, pierwszego zwierzęcia sklonowanego z komórek somatycznych (osiągnięcie zespołu Iana Wilmuta w brytyjskim Instytucie Roślin)
 2000 – opublikowanie wersji roboczej ludzkiego genomu
 2002 – zsekwencjonowanie DNA pierwszej rośliny uprawnej: ryżu
 2003 – GloFish pierwsze zmodyfikowane genetycznie zwierzę domowe trafia do sprzedaży. Wyhodowana w celu wykrywania zanieczyszczeń ryba fluoryzuje jasnoczerwono dzięki genowi bioluminescencji

Podział 
Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju przy udziale Unii Europejskiej zaproponowała podział biotechnologii na:
 białą – przemysłową wykorzystującą systemy biologiczne w produkcji przemysłowej i ochronie środowiska. Opiera się ona na biokatalizie i bioprocesach.
 czerwoną – wykorzystywaną w ochronie zdrowia, w szczególności w zakresie produkcji nowych biofarmaceutyków, rozwoju diagnostyki genetycznej, czy terapii genowej i ksenotransplantologii
 zieloną – związaną z rolnictwem i obejmującą metody inżynierii genetycznej w celu doskonalenia produkcji roślinnej i zwierzęcej
 niebieską – związaną z szeroko rozumianą problematyką biotechnologii wód, to znaczy jezior, rzek, mórz i oceanów
 fioletową – związaną z ustawodawstwem dotyczącym biotechnologii (uwarunkowania prawne i społeczne).

Podziały tradycyjne:
 biotechnologia zwierząt
 biotechnologia roślin
 biotechnologia żywności

oraz
 biotechnologia tradycyjna (stosuje naturalne enzymy lub organizmy nie zawierające obcego materiału genetycznego)
 biotechnologia nowoczesna (stosuje organizmy, enzymy i białka zmodyfikowane genetycznie)

Zobacz też 
 lista mikroorganizmów wykorzystywanych w produkcji żywności i napojów

Przypisy

Linki zewnętrzne 

  w katalogu DMOZ