జీవసాంకేతిక శాస్త్రం
జీవ శాస్త్రంపై ఆధారపడిన, ఒక శాస్త్రాన్ని ప్రత్యేకించి వ్యవసాయం, ఆహారశాస్త్రం మరియు వైద్యశాస్త్రాలలో ఉపయోగించినపుడు దానిని జీవసాంకేతిక శాస్త్రం లేదా బయోటెక్నాలజీ (ఆంగ్లం: Bio - Technology) అని చెప్పవచ్చు. జీవవైవిధ్యంపై ఏర్పడిన ఐక్య రాజ్య సమితి సదస్సు జీవసాంకేతికశాస్త్రాన్ని ఈ విధంగా నిర్వచించింది:
జీవసాంకేతికశాస్త్రం తరచూ 21 వ శతాబ్దానికి చెందిన జన్యు ఇంజనీరింగ్ శాస్త్రాన్ని సూచించడానికి వాడబడుతుంది, కాని ఈ పదాన్ని విస్త్రుతార్ధంలో జీవరాసులను మానవజాతి అవసరాలకు తగినట్లుగా మెరుగుపరచడం, సహజ మొక్కల తొలి మార్పులను కృత్రిమ ఎంపిక మరియు సంకరీకరణల ద్వారా మెరుగుపరచబడిన ఆహారపంటలుగా మార్చడం అనే చారిత్రాత్మక పద్ధతులను సూచించేదిగా చెప్పవచ్చు.జీవసాంకేతికశాస్త్ర ఉపయోగాలన్నీ జీవ ఇంజనీరింగ్ శాస్త్రంపై ఆధారపడి ఉన్నాయి.నూతన విధానాలు మరియు ఆధునిక సాంకేతికతల అభివృద్ధి వలన, సాంప్రదాయక జీవసాంకేతిక పరిశ్రమలు కూడా నూతన అవధులు పొంది వాటి ద్వారా ఉత్పత్తుల నాణ్యతను మరియు ఉత్పాదకత పెంపుదలను పొందుతున్నాయి.
1971 కి ముందు "జీవసాంకేతికశాస్త్రం " అనే పదం ప్రాథమికంగా వ్యవసాయం మరియు వ్యావసాయిక పరిశ్రమలలో వాడబడేది.1970 ల నుండి జీవశాస్త్ర పరిశోధనలో ప్రయోగశాల-ఆధారిత పద్ధతులైన, దన నిర్మాణంలేక కణజాల ప్రవర్ధన ఆధారిత పద్ధతులు, లేక మొక్కలలో సమ జన్యుమార్పిడి, ఆతిధేయ జీవిలో DNA మార్పిడి చేయుటకు "ఆగ్రోబాక్టీరియం" వంటి రోగకారక బాక్టీరియాని ఉపయోగించడం వంటి వాటికి పశ్చిమ దేశాల శాస్త్రీయ సంస్థలచే సూచించబడ్డాయి. నిజానికి, ఈ పదాన్ని విస్త్రుతార్ధంలో ఆహార ఉత్పత్తి డిమాండ్లను అందుకోవటానికి ఉపయోగపడే సేంద్రీయ పదార్ధాల పెంపుకు వాడే, పురాతన మరియు ఆధునిక పద్ధతుల పూర్తి శ్రేణిని సూచించడానికి వాడవచ్చు.సూక్ష్మజీవుల, లేదా ఉన్నత జీవుల కణ మరియు కణజాలాల శాస్త్రీయ విజ్ఞాన నిర్వహణను దేశీయంగా వినియోగించుకొని, తద్వారా ఈపదార్ధాల లభ్యత మరియు సేవలను ఆహార పరిశ్రమకు మరియు దాని వినియోగదారులకు అందించడంగా ఈపదాన్ని నిర్వచించవచ్చు.
జీవసాంకేతిక శాస్త్రం వివిధ విభాగాలైన జన్యుశాస్త్రం, అణు జీవశాస్త్రం, జీవరసాయన శాస్త్రం, అండోత్పత్తి శాస్త్రం మరియు కణ జీవశాస్త్రం వంటి శాస్త్రాలతో ప్రయోగాత్మక విభాగాలైన కెమికల్ ఇంజనీరింగ్, సమాచార సాంకేతిక శాస్త్రం మరియు బయోరోబోటిక్స్ లను సమ్మిళితం చేస్తుంది.పాధో-బయోటెక్నాలజీ రోగకారకాలను లేదా కారకం నుండి సమ్మేళనాల ఉపయుక్త ప్రభావాలను వెలికితీస్తుంది.
సాధారణంగా జీవసాంకేతిక శాస్త్రంగా భావించక పోయినా, ""ఉత్పత్తుల తయారీకి జీవశాస్త్ర పద్ధతులను ఉపయోగించటం"", అంటే మొక్కలను సాగుచేయడం జీవసాంకేతిక శాస్త్ర ప్రథమ కృత్యం అనే విస్తృతమైన నిర్వచనానికి వ్యవసాయం సరిగా సరిపోతుంది. కొత్తరాతియుగ పరిణామం నుండి వ్యవసాయం అనేది ఆహారాన్ని ఉత్పత్తి చేసే ఒక ప్రబలమైన విధానంగా భావించడం జరుగుతోంది.ఆరంభం నుండి వ్యవసాయ పద్ధతులు మరియు విధానాలు యాంత్రిక మరియు జీవశాస్త్రాల ద్వారా మెరుగు పెట్ట బడుచున్నాయి. జీవసాంకేతికత ప్రారంభదశలో వ్యవసాయదారులు అధిక దిగుబడినిచ్చే మేలురకపు పంటలను పెరుగుతున్న జనాభా ఆహార అవసరాలకు అనుగుణంగా పండించారు. పంటలు, కమతాలు పెద్దవై నిర్వహణ కష్టమైనపుడు జీవసాంకేతికశాస్త్ర ఇతర ఉపయోగాలు కూడా అవసరమైనాయి. ప్రత్యేక జీవరాసులు మరియు జీవరాసుల ఉప ఉత్పత్తులు ఫలదీకరణకు, నత్రజని స్థాపనకు మరియు తెగులు నివారణకు ఉపయోగించుకోబడ్డాయి. వ్యవసాయం చేస్తున్నప్పటి నుంచీ రైతులు తమ పంటలను కొత్త పరిసరాలలో ప్రవేశ పెట్టడం మరియు కొత్త జాతులతో కలపడం వారికి తెలియకుండానే జన్యు మార్పిడి జరగడం జీవ సాంకేతిక విధానాలలో మొదటి రకం. మేసోపోటేమియా, ఈజిప్టు, భారతదేశం వంటి సంస్కృతులు సారాయి కాచడాన్ని అభివృద్ధి చేసాయి. ఇప్పటికీ అదే పద్ధతిలో నానపెట్టిన ధాన్యం [ఎంజైములు కలిగి ఉన్న] పిండిని చక్కెరగా మార్చి దానికి ఈస్ట్ ను కలపడం ద్వారా సారాయి తయారు చేస్తున్నారు. ఈ పద్ధతిలో ధాన్యంలోని పిండి పదార్ధాలు ఇథనోల్ వంటి ఆల్కహాల్ గా విడగొట్టబడతాయి. పురాతన భారతీయులు కూడా ఎఫెడ్రా వల్గారిస్ అనే మొక్క నుండి తీసిన సోమ అనే రసమును వాడేవారు.[5][5] తరువాతి కాలంలో వివిధ సంస్కృతుల ప్రజలు లాక్టిక్ ఆసిడ్ పులియబెట్టుట వంటి విధానాలను కనుగొని కిణ్వప్రక్రియ మరియు ఇతర రకాలైన ఆహార నిల్వ పద్ధతులను కనుగొన్నారు. పులిసి ఉబ్బినట్లు ఉండే బ్రెడ్ తయారీకి ఈ కాలంలో కిణ్వప్రక్రియను వాడేవారు. 1857 లో లూయీ పాశ్చర్ కనుగొనే వరకు కిణ్వప్రక్రియ గురించి పూర్తిగా తెలియనప్పటికీ, ఒక ఆహార మూలాన్ని వేరొక రూపంలోకి మార్చడానికి వాడిన జీవ సాంకేతిక శాస్త్ర మొదటి ఉపయోగంగా దానిని చెప్పవచ్చు.
అనేక నాగరికతలలో మొక్కలు మరియు ఇతర జీవరాసుల మిశ్రమాలను ఔషధాలుగా వాడేవారు. 200 BC నుండే ప్రజలు అశక్తమైన లేదా సూక్ష్మ మొత్తంలో రోగకారకాలను రోగ నిరోధక శక్తిని పెంచుటకు వాడేవారు. ఇటువంటి అనేక పద్ధతులు ఆధునిక వైద్య శాస్త్రంలో యాంటి బయాటిక్స్, వాక్సిన్లు,మరియు ఇతర రోగ పోరాటక పద్ధతులను కనుగొనుటకు దారితీసాయి.
ఇరవై ఒకటవ శతాబ్దం ప్రథమ భాగంలో శాస్త్రవేత్తలు సూక్ష్మజీవశాస్త్రం పై అవగాహన పెంచుకొని అనేక ప్రత్యేక ఉత్పత్తులను కనుగొనగలిగారు. 1917, ఛైమ్ వీజ్మాన్, యునైటెడ్ కింగ్డం, మొదటి ప్రపంచ యుద్ధంలో పేలుడు పదార్ధాలు తయారు చేయడానికి అత్యవసరమైన ఎసిటోన్ ను, మొక్కజొన్నపిండిని "క్లోస్త్రిదియం అసిటోబుటిలికుం "తో కలిపి, పారిశ్రామిక విధానంలో శుద్ధ సూక్ష్మ జీవశాస్త్ర పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించాడు.
"డైమెండ్ వి.చక్రబర్తి" కేసులో జన్యు-పరంగా సవరించిన సూక్ష్మ జీవులకు పేటెంట్ చేయవచ్చునన్న యునైటెడ్ స్టేట్స్ సుప్రీం కోర్ట్ తీర్పుతో, 1980 జూన్ 16 న ఆధునిక జీవసాంకేతిక శాస్త్ర భావన మొదలైంది.జనరల్ ఎలక్ట్రిక్లో పనిచేస్తున్న భారతీయ సంతతికి చెందిన ఆనంద చక్రబర్తి క్రూడ్ ఆయిల్ ను విడగొట్టగల ఒక బాక్టీరియుంను ("సుడో మొనాస్ " జాతికి చెందినది)అభివృద్ధి చేసారు, అది ఆయిల్ ధారగా కార్చుటకు ఉపయోగిస్తుందని భావించారు.
ఈ పరిశ్రమలో ఆదాయం 2008 నాటికి 12.9%తో పెరుగుతుందని అంచనా. ప్రపంచ వ్యాప్తంగా అభివుద్ధి చెందిన మేధో సంపత్తి హక్కుల చట్టాలు-వాటి అమలు, వయస్సు, మరియు వ్యాధులకు సంబంధిచి యునైటెడ్ స్టేట్స్ జనాభా డిమాండ్లకు అనుగుణంగా వైద్య మరియు ఔషధ ఉత్పత్తులను తయారు చేయడం వంటివి జీవసాంకేతిక రంగ విజయాన్ని ప్రభావితం చేస్తున్న అంశాలుగా చెప్పవచ్చు.
జీవ ఇంధనాలకు పెరుగుతున్న డిమాండ్ జీవసాంకేతిక రంగానికి ఒక శుభవార్త,డిపార్టుమెంటు అఫ్ ఎనర్జీ అంచనా ప్రకారం ఇథనాల్ వాడకం వలన 2030 నాటికి పెట్రోలియం సంబధిత ఇంధనాల వినియోగం 30% వరకు తగ్గ వచ్చు. జన్యు పరంగా సవరించిన, చీడలు మరియు కరువు పరిస్థితులను తట్టుకోగలిగిన విత్తనాలతో జీవఇంధనాలకు అవసరమైన మొక్కజొన్న మరియు సోయాబీన్స్ ఉత్పత్తులను యునైటెడ్ స్టేట్స్ వ్యవసాయ పరిశ్రమ గణనీయంగా పెంచడానికి జీవ సాంకేతిక రంగం వీలు కల్పించింది.వ్యవసాయ ఉత్పత్తులను పెంచడం ద్వారా, జీవఇంధనాల ఉత్పత్తి లక్ష్యాలను చేరుకోవడంలో జీవసాంకేతికశాస్త్రం ముఖ్య పాత్ర వహిస్తోంది.
జీవసాంకేతికశాస్త్ర ఉపయోగాలు నాలుగు రంగాలలో ఉన్నాయి, అవి ఆరోగ్యం (వైద్యం), ఆహార ఉత్పత్తి మరియు వ్యవసాయం, పంటల మరియు ఇతర ఉత్పత్తుల ఆహారేతర ఉపయోగాలు, (ఉదా.బయోడిగ్రేడబుల్ ప్లాస్టిక్స్, వెజిటబుల్ ఆయిల్స్, జీవ ఇంధనాలు), మరియు పర్యావరణ అవసరాలు.
జీవసాంకేతిక శాస్త్ర ఒక ఉపయోగానికి ఉదాహరణగా సేంద్రీయ పదార్ధాల (సారాయి మరియు పాల ఉత్పత్తుల వంటివి) తయారీకి జీవరాసులను వాడడాన్ని చెప్పవచ్చు. సహజ స్థిత బాక్టీరియాను మైనింగ్ పరిశ్రమలో బయోలీచింగ్కి ఉపయోగించడం మరొక ఉదాహరణ. రిసైకిల్ చేయడానికి, వ్యర్ధాలను శుద్ధి చేయడానికి, పారిశ్రామిక కార్యక్రమాల వలన కలుషితమైన స్థలాలను శుభ్రం చేయడానికి (బయో రెమేడిఎషన్), జీవ అయధాల ఉత్పత్తికి కూడా జీవసాంకేతిక శాస్త్రం ఉపయోగ పడుతోంది.
జీవ సాంకేతిక శాస్త్ర వివిధ విభాగాలను గుర్తించడానికి వీలుగా కొన్ని పదాలు ఏర్పడ్డాయి:-బయో ఇన్ఫార్మాటిక్స్వైద్యశాస్త్రంలో ఆధునిక జీవసాంకేతికశాస్త్ర ఉపయోగయు ఈ క్రింది రంగాలలో ఉంది.ఒక వ్యక్తి యొక్క జన్యు పరమైన అనువంశికత అతని శరీరాన్ని మందులకు ప్రతిస్పందిచడాన్ని ఏవిధంగా ప్రభావితం చేస్తుందో ఫార్మకోజెనోమిక్స్ అధ్యయనం చేస్తుంది.ఈ పదం ఫార్మకోలజి మరియు జనోమిక్స్ అనే పదాల కలయికతో ఏర్పడింది.అందువలన దీనిని ఔషధాలు మరియు జన్యువుల మధ్య సంబంధాల అధ్యయనంగా భావించవచ్చు.ఒక వ్యక్తి అనువంశిక అవసరాలను పూరించే మందులను రూపొందించడం ఫార్మకోజెనోమిక్స్ ముఖ్యఉద్దేశం.
ఫార్మకోజెనోమిక్స్ ఫలితాలు క్రింది ఉపయోగాల్నిస్తున్నాయి:సాంప్రదాయ ఔషధ విధానంలోని మందులు సాధారణ అణువులను కలిగిఉండి, రోగాన్ని లేదా వ్యాధిని బట్టి యత్న-దోష పద్ధతిలో చికిత్సను అందించడం జరుగుతోంది. జీవ ఔషధాలు ప్రోటిన్స్ అనే పెద్ద జీవ అణువులను కలిగి ఉండి సాధారణంగా రోగాన్ని కలిగించే రోగ కారకాల పనితీరును గురిచూస్తాయి (కాని టైపు 1 డయాబెటిస్ మైల్యటిస్ కేసులలో,ఇన్సులిన్ ఉపయోగించి కేవలం వ్యాధి లక్షణాలకే చికిత్స చేయడం జరుగుతుంది కాని మూలకారణమైన స్వయం రోగనిరోధకతకు కాదు), ఇది చాల అభివృద్ధి చెందవలసి ఉంది.మానవులలో రోగలక్ష్యాలను సంప్రదాయ విధానంలో అందుకోలేరు. పేషంట్ కు చిన్న మొత్తంలో అణువులను టాబ్లెట్ ద్వారా, పెద్దమొత్తంలో ఐతే ఇంజెక్షన్ల "ద్వారా" అందచేస్తారు.
చిన్న అణువులను రసాయనాల ద్వారా తయారు చేస్తారు, కానీ పెద్ద అణువులు మానవ శరీరం వంటి జీవ కణాలలో ఉంటాయి: ఉదాహరణకు, బాక్టీరియా కణాలు, ఈస్ట్ కణాలు,వృక్ష లేక జంతు కణాలు.
ఆధునిక జీవ సాంకేతిక శాస్త్రం తరచుగా జన్యుపరంగా మార్పుచెందించిన" ఈ.కోలి" లేదా ఈస్ట్ వంటి సూక్ష్మ జీవరాసులను ఉపయోగించి సింధటిక్ ఇన్సులిన్ లేదా యాంటి బయాటిక్స్ వంటి పదార్ధాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.దీనికి బిటి మొక్కజొన్న వంటి జన్యుమార్పిడి మొక్కలను లేదా జన్యుమార్పిడి జంతువులను ఉదాహరణగా చెప్పవచ్చు.జన్యుపరంగా సవరించిన చైనీస్ హంస్టర్ ఒవరీ (CHO)వంటి క్షీరదాల కణాలు కూడా కొన్ని రకాల ఔషధాల తయారీకి ఉపయోగిస్తారు. మొక్కల నుండి ఔషధాలను తయారు చేయడం జీవసాంకేతికశాస్త్ర కొత్త ఉపయోగం.
హెపటైటిస్ బి, హెపటైటిస్ సి,కాన్సర్లు, కీళ్ళవాపు, హేమోఫీలియా, బోన్ ఫ్రాక్చర్, మల్టిపుల్ స్క్లేరోసిస్, మరియు కార్డియో వాస్కులర్ ఇబ్బందులకు చికిత్స చేయగల నూతన వైద్య శాస్త్ర ఆవిష్కరణలు జీవ సాంకేతిక శాస్త్రంతో ముడిపడి ఉన్నాయి.రోగులకు ఒక నిర్దిష్ట ఔషధాన్ని ఇచ్చిన తరువాత రోగ నిర్ధారణలో అణు పరిశోధక పరికరాల వాడకం అభివృద్ధి చేయడం జీవసాంకేతిక పరిశ్రమ ముఖ్య కృషిగా ఉంది.రొమ్ము కాన్సర్ గల మహిళల కాన్సర్ కణాలు ప్రోటీన్ HER2 కలిగి ఉన్నట్లు నిర్ధారణ పరీక్షలో తేలితే వారికి హర్ సెప్టిన్ అనే మందును ఇవ్వడం ఒక ఉదాహరణ.
ప్రస్తుతం వాడుతున్న మందులను సులభంగా, తక్కువ ధరకు తయారు చేయడానికి కూడా జీవ సాంకేతిక శాస్త్రాన్ని ఉపయోగించుకోవచ్చు.ప్రథమంగా జన్యు ఇంజనీరింగ్ ద్వారా తయారు చేసిన మందులు మానవుల వ్యాధుల చికిత్సకు సంబంధించినవే. 1978 లో జీన్ టెక్ ప్లాస్మిడ్ రోగకారక జన్యువులు కలిపి దానిని "ఎస్చేరిచియా కొలి" అనే బాక్టీరియం లోకి ఎక్కించి కృత్రిమ మానవ ఇన్సులిన్ను అభివృద్ధి చేయడం ఒక ఉదాహరణ.డయాబెటిస్ వ్యాధికి విస్తృతంగా వాడె ఇన్సులిన్ను ఇంతకు ముందు కబెళాకు పంపే జంతువుల (పశువులు లేదా మరియు పందుల)అగ్నాసయము (పెంక్రియాస్) నుండి సేకరించే వారు. ఈ విధంగా జన్యు ఇంజనీరింగ్ ద్వారా తయారైన బాక్టీరియం కృత్రిమ మానవ ఇన్సులిన్ ను అధిక మొత్తంలో చౌక ధరకు ఉత్పత్తి చేయడానికి వీలు కలిగించింది, ఐతే ఈ విధంగా ఐన పొదుపు తయారీదారుల లాభాన్ని పెంచిందే కాని వినియోగ దారులకు గాని లేక వారి ఆరోగ్య రక్షణ దారులకు గాని అందలేదు. 2003 లో ఇంటర్నేషనల్ డయాబెటిస్ ఫెడరేషన్ (IDF)సభ్య దేశాలలో కృత్రిమ మానవ ఇన్సులిన్ లభ్యత గురించి చేసిన అధ్యయనంలో, చాలా దేశాలలో ఖరీదు ఎక్కువగా ఉన్నట్లు తేలింది, కృత్రిమ మానవ ఇన్సులిన్ మరియు జంతు ఇన్సులిన్ రెండూ లభించే ఐరోపా దేశాలలో కృత్రిమ మానవ ఇన్సులిన్ పంది నుండి లభించే ఇన్సులిన్ కంటే రెండు రెట్లు ఖరీదుగా ఉన్నట్లు తేలింది. ఐనప్పటికీ IDF దాని నివేదికలో "ఒక రకం ఇన్సులిన్ ను మరొకటి అధిగమిస్తుందనే ఆధారం లేదు" మరియు "[ఆధునిక, శుద్ధిచేసిన] జంతు ఇన్సులిన్ లు అనుసరించదగిన ప్రత్యామ్నాయంగా మిగిలి ఉన్నాయి" అని చెప్పడం జరిగింది.
మానవ పెరుగుదల హార్మోను, హేమోఫిలియక్ లకు గడ్డ కట్టించే కారకాలు, ఫలదీకరణ మందులు, ఎరిత్రో పయోటిన్ వంటి ఇతర మందులను సులభంగా తక్కువ ధరకు ఆదునిక జీవసాంకేతిక శాస్త్రం అందించ గలుగుతోంది. చాలా మందులు నేడు సుమారు 500 అణులక్ష్యాల ఆధారంగా తయారవుతున్నాయి. వ్యాధులు, వ్యాధి కారకాలు, మరియు ఔషధ-ప్రతి స్పందన మొదలైన జన్యువుల జెనోమిక్ జ్ఞానం కొన్నివేల కొత్త లక్ష్యాలను కనుగొన గలదు.
DNA అణువును ప్రత్యక్షంగ పరిశీలించడమే జన్యు పరీక్ష. ఒక శాస్త్రవేత్త రోగి యొక్క DNA నమూనాను ఉత్పరివర్తనాల కోసం సూక్ష్మ పరిశోధన చేస్తాడు.
జన్యు పరీక్షలు ముఖ్యంగా రెండు రకాలు. మొదటి దానిలో పరిశోధకుడు ఉత్పరివర్తన శ్రేణులతో పూరిమ్పబడగల DNA సూక్ష్మ భాగాలకు ("ప్రోబెస్")కు రూప కల్పన చేసి వాటి క్రమాన్ని ఉత్పరివర్తనాలతో సరి చూస్తాడు. ఒక వ్యక్తి యొక్క జెనోం ఆధార జతల నుండి ఈ ప్రోబెస్ వాటి పూరకాలను ఎన్నుకుంటాయి. రోగి యొక్క జెనోం ఉత్పరివర్తన శ్రేణిలో ఉంటే, ప్రోబ్ దానితో జతకూడి ఉత్పరివర్తనకు లొంగుతుంది.రెండవ దానిలో పరిశోధకుడు జన్యు పరీక్షను నిర్వహించి రోగి జన్యువుల DNA ఆధారాల శ్రేణిని ఆరోగ్యవంతమైన వ్యక్తుల లేక వారి సంతాన జన్యువులతో పోల్చుతాడు.
జన్యు పరీక్షలు ఈ క్రింది వానిలో ఉపయోగిస్తారు:అభివృద్ధి చెందినా దేశాలలోనే ఉపయోగింపబడుతున్నప్పటికీ కొన్ని జన్యు పరీక్షలు ఇప్పటికే అందుబాటులో ఉన్నాయి.అరుదుగా వచ్చే జన్యు అపసవ్యతలైన సైస్టిక్ ఫైబ్రోసిస్, సికెల్ సెల్ అనేమియా, మరియు హంటింగ్ టాన్స్ వ్యాధి లతో సంబంధం కలిగిన ఉత్పరివర్తనాలను గుర్తించటానికి పరీక్షలు ప్రస్తుతం అందుబాటులో ఉన్నాయి.ఇటీవలి కాలంలో క్లిష్టమైన రొమ్ము, అండాశయ మరియు పెద్దప్రేగు కాన్సర్ల ఉత్పరివర్తనాలను కనుగొనే పరీక్షలు అభివృద్ధి చెందాయి.ఏదేమైనా, ఒక ప్రత్యేక పరిస్థితికి సంబంధించిన ఉత్పరివర్తనాన్ని జన్యు పరీక్షలు గుర్తించలేక పోవచ్చు, ఎందుకనగా ఇంకా చాలా వాటిని కనుగొన వలసి ఉండటం మరియు గుర్తించినవి విభిన్న వ్యక్తులకు మరియు జనాభాకు వివిధరకాలైన సమస్యలకు కారణం కావచ్చు.
జన్యు పరీక్షల ఉపయోగాల గురించి చాలా అంశాలు ప్రస్తావించ బడ్డాయి:At ""
వ్యక్తిగతంగా చూస్తే గుప్తత లేకపోవడం మరియు న్యాయ పరమైన భద్రత లేకపోవడం వలన చాలా దేశాలలో ఉద్యోగ లేదా భీమా లేదా ఇతర రంగాలలో వ్యక్తగత జన్యు శాస్త్ర సమాచారాన్ని దురుపయోగం చేసే అవకాశం ఉంది.జన్యుపరమైన గుప్తత, వైద్య శాస్త్ర గుప్తత విభిన్నమైనవా అనే ప్రశ్నలను ఇది రేకెత్తిస్తుంది.కాన్సర్, ఎయిడ్స్ వంటి జన్యుపరమైన వ్యాధులు వచ్చినపుడు పాడైపోయిన జన్యువుల స్థానంలో కొత్తవాటిని ఉంచడం, లేదా రోగనిరోధక శక్తి సాధారణ స్థాయికి వచ్చేలా చేయడం చేసి చికిత్స లేదా స్వస్థతను జన్యు చికిత్స చేకూర్చ గలదు.ఇది సోమాటిక్ (ఉద.శరీరం)లేదా గమేట్స్ (ఉద.అండం మరియు వీర్యం)కణాల లక్ష్యంగా పనిచేస్తుంది.సోమాటిక్ జన్యు చికిత్సలో గ్రహీత యొక్క జేనోమే మార్చబడుతుంది, కాని ఈ మార్పు తరువాతి తరాలకు వ్యాపించదు.దీనికి విరుద్ధంగా జెర్మ్ లైన్ చికిత్సలో, తల్లితండ్రుల అండం మరియు వీర్యకణాలు వారి బిడ్డలలో మార్పు లను అందచేయడానికి మార్చబడతాయి .
సాధారణంగా జన్యుచికిత్సను రెండు పద్ధతులలో అందిస్తారు:ప్రస్తుతం జన్యు చికిత్స వాడకం పరిమితం గానే ఉంది. ప్రాథమికంగా సోమాటిక్ జన్యు చికిత్స ప్రయోగాత్మక దశలోనే ఉంది.జెర్మ్ లైన్ చికిత్స గురించి చర్చలు జరుగుతున్నాయి కాని దానిని పెద్ద జంతువులలో కానీ, మానవులలో కాని పరిశోధించడం జరగలేదు.
2001 జూన్ వరకు ప్రపంచ వ్యాప్తంగా 3500 మందిని గుర్తించి వారితో 500 జన్యు చికిత్సా ప్రయత్నాలు చేయడం జరిగింది.వీరిలో 78% యునైటెడ్ స్టేట్స్ కి, 18% యూరోప్ కి చెందిన వారు.ఈ ప్రయత్నాలలో అనేక రకాల కాన్సర్, బహు జన్యు సంబంధిత రోగాల గురించి అధ్యయనం చేయడం జరిగింది.ఇటీవలి కాలంలో సివిఎర్ కంబైండ్ ఇమ్యునో డేఫిషేయన్సీ డిస్ఆర్డర్ (SCID)తో పుట్టిన ఇద్దరు పిల్లలకు జన్యు ఇంజనీరింగ్ కణాల ద్వారా చికిత్సను అందించడం జరిగింది.
ఒక రోగ చికిత్సా విధానంగా జన్యు చికిత్స మారడానికి చాలా అడ్డంకులు ఉన్నాయి. వీటిలో నాలుగు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి.హ్యూమన్ జెనోం ప్రాజెక్ట్ మానవ జన్యువులన్నిటినీ గుర్తించుట మరియు సంపూర్ణ మానవ జేనోం కొరకు ఒక ఉత్తమ నాణ్యత కలిగిన శ్రేణిని ఉత్పత్తి చేసే లక్ష్యంతో యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్టుమెంటు అఫ్ ఎనర్జీ ("DOE") చే చేపట్టబడింది.
యునైటెడ్ స్టేట్స్ కాంగ్రెస్ నూతన శక్తి వనరులను, సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసి మరియు పటిష్ఠమైన ఆరోగ్యం కొరకు, వాటి ఉత్పత్తుల వల్ల పర్యావరణానికి ఏర్పడే హాని గురించి సంపూర్ణ అవగాహన కలిగి ఉండే బాధ్యతను DOE మరియు దానికి ముందున్న సంస్థలకు అప్పగించింది.1986 లో DOE తన మానవ జేనోం అధ్యయనం గురించి ప్రకటన చేసింది.తదుపరి DOE మరియు నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ అఫ్ హెల్త్ సంయుక్తంగా మానవ జెనోం ప్రాజెక్ట్ (“HGP”), ప్రణాళికను అభివృద్ధి చేసి 1990లో అధికారికంగా ప్రకటించారు.
HGP పదిహేను సంవత్సరాలకొరకు రూపొందించబడింది.వేగవంతమైన సాంకేతిక అభివృద్ధి మరియు ప్రపంచవ్యాప్త భాగస్వామ్యం దీనిని 2003 కే (13 సంవత్సరాలు )పూర్తి అయ్యేలా చేసాయి.అప్పటికే దీనివలన పరిశోధకులు 30 కి పైగా రుగ్మతలకు కారణమైన జన్యువులను గుర్తించారు.
ఒక కణం నుండి కేంద్రకాన్ని తొలగించి, దానిని, కేంద్రకం క్రియా రహితం చేయబడిన లేదా తొలగించిన వేరొక ఫలదీకరణం చెందని అండకణం లోనికి ప్రవేశ పెట్టే ప్రక్రియ క్లోనింగ్.
క్లోనింగ్ రెండు విధాలుగా ఉంటుంది:1997 లో రోస్లిన్ ఇన్స్టిట్యూట్ కి చెందిన ఇయన్ విల్ముట్ తన సహచరులతో కలిసి గొర్రె క్షీర గ్రంథుల నుండి డాలీ అనే గొర్రె పిల్లను క్లోనింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా విజయవంతంగా సృష్టించినపుడు ఇది మీడియా దృష్టిని ఆకర్షించింది.డాలీని సృష్టించిన ప్రక్రియ లోనే మానవ క్లోనింగ్ కూడా సాధ్యమేనని చాలా మంది భావించారు. ఇది నైతిక వివాదాలను సృష్టించింది.
ఆధునిక జీవ సాంకేతిక శాస్త్ర పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి ఒకటి లేదా రెండు జన్యువుల మార్పిడి ద్వారా అధిక దిగుబడినిచ్చే పంటల రకాలను అభివృద్ధి చేయవచ్చు. అధిక దిగుబడి ఇవ్వగల పంటలను పెంచడం జీవ సాంకేతిక శాస్త్ర ఉపయోగాలలో ముఖ్యమైనదే ఐనప్పటికీ కష్టమైనది.ప్రస్తుత జన్యు ఇంజనీరింగ్ పధ్ధతులు ఒకే జన్యువుతో నియంత్రించబడే పరిస్థితులను బాగా ప్రభావితం చేస్తాయి. అధిక దిగుబడితో సంబంధం గల జన్యు లక్షణాలు అనేక జన్యువులచే నియంత్రించ బడతాయి, కానీ వీటిలో ప్రతి ఒక్కటీ పూర్తి పంటపై అల్ప ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. అందువలన ఈ రంగంలో పరిశోధన ఇంకా జరుగవలసి ఉంది.
జీవ మరియు నిర్జీవ ఒత్తిడులను తట్టుకోగలిగిన జన్యువులను కలిగిన పంటలను అభివృద్ధి చేయాలి.ఉదాహరణకు కరువు మరియు నేలల అతిలవణీయత పంటల దిగుబడిని పరిమితం చేసే ముఖ్య కారకాలు.జీవ సాంకేతిక శాస్త్రవేత్తలు ఈ రకమైన తీవ్ర పరిస్థితులను తట్టుకోగలిగిన మొక్కలపై అధ్యయనంలో దీనికి కారణమైన జన్యువులను కనుగొని, ఆ జన్యువులను,కావలసిన పంటలకి జన్యుమార్పిడి చేయుటకు ప్రయత్నిస్తున్నారు.జన్యు కోడ్ తెలిసి, తేలికగా పెంచదగి, మొక్కల పరిశోధనలో ఎక్కువగా వాడే thale cress అనే విత్తనం నుండి At-DBF2 అనే జన్యువును గుర్తించడం ఇటీవలి అభివృద్ధి.ఈ జన్యువును టమాటో మరియు పొగాకు కణాలలోనికి (RNA interference చూడండి) ప్రవేశపెట్టినపుడు ఇవి సాధారణ కణాలకంటే ఎన్నో రెట్లు ఎక్కువగా వాతావరణ ప్రతికూలతలైన లవణీయత, కరువు, అతిశీతల మరియు ఉష్ణ పరిస్థితులను తట్టుకోగలిగాయి. ఈ ప్రాథమిక ఫలితాలు భారీ ప్రయత్నాలలో విజయవంతమైనపుడు ఈ At-DBF2 జన్యువులు కఠిన వాతావరణ పరిస్థితులను తట్టుకోగలిగే పంటల సృష్టికి దోహద పడగలవు.[31]పరిశోధకులు ఇప్పటికే రైస్ ఎల్లో మోటెల్ వైరస్ (RYMV)ను తట్టుకోగల జన్యు మార్పిడి చేసిన వరి మొక్కలను రూపొందించారు.ఆఫ్రికాలో ఈ వైరస్ పంటలలో ఎక్కువ భాగాన్ని నాశనం చేయడమే కాక, మిగిలిన మొక్కలను ఫంగల్ ఇన్ఫెక్షన్ కు గురయ్యేలా చేసింది.
ఆహారం లోని ప్రోటీన్లను వాటి పోషక నాణ్యత పెరిగేలా మార్చవచ్చు. మానవుల సంతులిత ఆహారానికి అవసరమైన అమినో అసిడ్లను అందించడానికి అపరాలు మరియు ధాన్యాలలోని ప్రోటీన్లను మార్పు చేయవచ్చు. ఇంగో పోట్రి కుస్ మరియు పీటర్ బెఎర్అనే ప్రొఫెసర్ లచే గోల్డెన్ రైస్ పై చేయబడిన పరిశోధన దీనికి మంచి ఉదాహరణ. (క్రింద చర్చించ బడింది.)
ఆధునిక జీవ సాంకేతికతను ఉపయోగించుకొని ఒక పండు చెడిపోయే స్వభావాన్ని నిదాన పరచి, అది చెట్టుపై ఎక్కువ కాలం పండి ఉండేలా చేసి,వినియోగదారుని చేరిన తరువాత కూడా ఎక్కువ కాలం నిల్వ ఉండేలా చేయవచ్చు.ఇది పండు యొక్క రుచిని, రూప నిర్మాణాన్ని మార్చి వేస్తుంది.ముఖ్యంగా ఇది పండ్లను ఎక్కువ కాలం నిల్వ ఉండేలా చేసి అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాల రైతులు తమ మార్కెట్ లను విస్తరించు కొనేలా చేసింది.ఏదేమైనా,అభివృద్ధి చెందిన దేశాల పరిశోధకులకు ప్రయోజనం పొందబోయే అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాల వాస్తవ అవసరాలపై సరియైన అవగాహన ఉండడం లేదు.ఉదాహరణకు త్వరగా చెడిపోని సోయాబీన్స్, కిణ్వప్రక్రియ ద్వారా తాయారు కాబడే ప్రోటీన్ యొక్క ముఖ్య వనరైన tempehను తయారు చేయడానికి తక్కువ ఉపయోగ కరంగా ఉన్నాయి.మార్పుచేసిన సోయాబీన్స్ యొక్క ముద్దలుగా అయ్యే గుణం, రుచి హీనత దానిని వంటకి అనువుగా చేయలేదు.
మొదటిగా జన్యు పరంగా మార్పు చేసిన ఆహార ఉత్పత్తి ఐన టమాటోను నిదానంగా పండేలా చేసారు. ఇండోనేసియా, మలేషియా, థాయిలాండ్, ఫిలిప్పీన్స్ మరియు వియత్నాం లలో ప్రస్తుతము పనిచేస్తున్న పరిశోధకులు నోట్టింఘం విశ్వ విద్యాలయం మరియు జేనేకా లతో కలిసి త్వరగా పండని బొప్పాయిపై పరిశోధన చేస్తున్నారు.
జున్ను ఉత్పత్తిలో జీవ సాంకేతికత: సూక్ష్మ జీవులచే ఉత్పత్తి చేయబడే ఎంజైములు జున్ను తయారీకి ఉపయోగపడే పదార్ధానికి ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగాబడతాయి.ప్రస్తుతం సంస్లేషిత పాలు తయారు చేసే ఉద్దేశం లేనప్పటికీ, ఇవి జంతు సంబంధ మైనవనే ప్రజల అనుమానాలను తీరుస్తూ వారి వాదనలను బలహీనం చేస్తోంది.ఎంజైములు జంతు సంబంధ పదార్ధాలకి ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగ పడుతున్నాయి. నాణ్యతలో జంతు సంబంధ ఉత్పత్తులతో పోల్చదగినప్పటికీ, ఇవి తక్కువ ఖర్చుతో తయారవుతాయి.
సుమారు 85 మిలియన్ టన్నుల గోధుమపిండి ప్రతిసంవత్సరం బ్రెడ్ తయారీకి వాడబడుతుంది. మల్తోజేనిక్ అమ్యలాస్ అనే ఎంజైమును పిండిలో కలపటం ద్వారా బ్రెడ్ ఎక్కువకాలం తాజాగా ఉంటుంది.10-15% బ్రెడ్ ని చెడిపోయిందని పారేస్తారనుకుంటే, దానిని మరొక 5–7 రోజుల పాటు తాజాగా ఉంచగలిగితే దానివల్ల ఒక సంవత్సరానికి 2 మిలియన్ టన్నుల గోధుమ పిండి ఆదా అవుతుంది. ఇతర ఎంజైములు బ్రెడ్ ని తేలిక ఉండే ముక్కలుగా లేదా ముక్కలను వివిధ రకాలుగా మార్చేలా చేస్తాయి.
రైతులు వ్యావసాయిక రసాయనాలపై ఆధార పడటాన్ని తగ్గించడం వ్యవసాయరంగానికి చెందిన ఆధునిక జీవసాంకేతికశాస్త్ర వాణిజ్య ఉపయోగాలలో ముఖ్యమైనవి."బసిల్లుస్ తురిన్ జిఎన్సిస్" (బిటి) అనే నెలలో ఉండే బాక్టీరియం పురుగు మందుల లక్షణాలుగల ప్రోటీన్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.సాంప్రదాయకంగా, కిణ్వప్రక్రియ విధానంలో ఈ విధమైన బాక్టీరియాను ఉపయోగించి పురుగుమందు తుంపరలను ఉత్పత్తి చేయడం జరుగుతుంది.ఈ విధానంలో బిటి టాక్సిన్ ఒక క్రియా రహిత ప్రోటాక్సిన్గా ఉండి, సమర్ధవంతంగా పనిచేయడానికి జంతువులచే జీర్ణం చేసుకోబడాలి.అనేక బిటి టాక్సిన్లు ప్రతి ఒక్కటీ ప్రత్యేక కీటకాల లక్ష్యంతో పనిచేస్తాయి.పంట మొక్కలు ఇపుడు బిటి టాక్సిన్ కలిగి ఉండే జన్యువులు ఉండేలా రూపొందించబడి, దానిని క్రియాత్మకంగా తయారు చేసుకోగల్గుతాయి.మార్పును ఆశించే కీటకం జన్యుపరంగా మార్పుచేసిన Bt ప్రోటీన్ ను కలిగి ఉన్న మొక్కను తిన్నపుడు, అది దాని ప్రేగు గోడలకి తాకి ఆహారం తీసుకోలేక మరణిస్తుంది.మందు విరజిమ్మడం ద్వారా ఇంతకుముందు నియంత్రించ బడిన కార్న్ బోరెర్ (అ లేపిదిప్తెరన్ ఇన్సెక్ట్), ఇప్పుడు చాలా దేశాలలో వాణిజ్యపరంగా బిటి కార్న్ రూపంలో నియంత్రించ బడుతోంది.
ఎక్కువ పరిధి గల హెర్బి సైడ్ (పంటలలో పెరుగు కలుపు మొక్కల నాశకాలు) లను తట్టుకోగల మొక్కలు జన్యు పరంగా రూపొందించ బడ్డాయి.తక్కువ ఖర్చుతో మొక్క దెబ్బతినకుండా, ఎక్కువ సమర్ధమైన హెర్బి సైడ్ లను రూపొందించడం కలుపు నిర్వహణలో నిరంతర పరిమితిగా ఉంది.వ్యవసాయ పంటలకు కీడు చేసే అనేక రకాల కలుపుమొక్కలజాతులను నశింప చేసేందుకు బహుళ ప్రయోజననాలు కల అనేక హెర్బిసైడ్లను సాధారణంగా వాడతారు కలుపు నిర్వహణ అస్థిత్వ పూర్వ విధానం పై ఆధార పడుతుంది-అనగా హెర్బి సైడ్లను పంటలకు కీడు చేస్తాయని ముందుగ ఊహించిన కలుపు మొక్కలను నివారించడానికి ఉపయోగిస్తారు కాని వాస్తవంగా ఉన్న కలుపు మొక్కలపై కాదు. హెర్బి సైడ్లను చల్లటం వల్ల నాశనం కాని కలుపు మొక్కలను యాంత్రిక విధానంలో కాని చేతులతో ఏరివేయటం వల్ల కాని తొలగించాలి హెర్బిసైడ్లను తట్టుకోగల పంటలకు కలుపు మొక్కల నిర్వహణలో ఉపయోగించే హెర్బిసైడ్లలో వాడే చురుకైన అనుఘటకాలను తగ్గించే శక్తి మరియు ఒక ఋతువులో వాడే హెర్బిసైడ్లను తగ్గించ గల శక్తి మరియు మెరుగు పరచ బడిన విత్తన నిర్వహణ ద్వారా తక్కువ పంట నష్టం మరియు ఎక్కువ దిగుబడిని పొందవచ్చు.గ్లయఫో సేట్, గ్లుఫో సినాట్ మరియు బ్రోమోక్సినిల్ లను తట్టుకోగలిగిన జన్యుమార్పిడి పంటలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. జన్యు మార్పిడి మొక్కలపై ఈ హెర్బిసైడ్లను చల్లటం ద్వారా పంట నష్టం జరగ కుండా పక్కనే ఉన్న కలుపు మొక్కలను నాశనం చేయవచ్చు.
1996 నుండి 2001 వరకు, వాణిజ్యపరంగా లభించే జన్యుమార్పిడి పంటల యొక్క ముఖ్యలక్షణం హెర్బిసైడ్లను తట్టుకోవడం కాగా, తరువాతి లక్షణం క్రిమినిరోధకతగా ఉండేది.2001 లో 626,000 చదరపు కిలోమీటర్ల విస్తీర్ణంలో జన్యుమార్పిడి పంటలు వేయగా వాటిలో 77% హెర్బిసైడ్లను తట్టుకోగలిగిన సోయాబీన్, మొక్క జొన్న మరియు పత్తి మొక్కలు, 15% బిటి పంటలు మరియు హెర్బిసైడ్లను తట్టుకోగల, క్రిమి నిరోధకతల కోసం "పోగుపడిన జన్యువులు" కల పత్తి మరియు మొక్కజొన్న విత్తనాలు 8% గాను ఉన్నాయి.
కేవలం ఆహారం కోసమే కాక జీవసాంకేతికశాస్త్రం ఇతర అవసరాలకు కూడా ఉపయోగించ బడుతోంది. ఉదాహరణకు నూనెగింజలను సబ్బుల తయారీకి ఉపయోగించే కొవ్వు ఆమ్లాలకు, ఇంధనాలకు మరియు పెట్రో రసాయనాలకు గుణపరచ వచ్చు.బంగాళ దుంపలు, టొమాటోలు, బియ్యము, రేరేరే పొగాకు, లేట్టుస్ (lettuce), కుసుమ పువ్వులు మరియు ఇతర మొక్కలు ఇన్సులిన్ మరియు ఇతర వాక్సిన్ లను ఉత్పత్తి చేయడానికి జన్యుపరంగా మార్చబడ్డాయి.భవిష్యత్తులో రోగసంబంధ పరీక్షల ప్రయత్నాలు విజయవంతమైతే ఈ ఆహార పదార్ధాల వాక్సిన్ ల ప్రయోజనం, ప్రత్యేకించి అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలవారికి అపరిమితంగా ఉంటుంది. జన్యుపరంగా మార్పుచేసిన మొక్కలను చౌకగా మరియు స్థానికంగా పెంచవచ్చు. సాంప్రదాయకంగా తయారయ్యే వాక్సిన్లను ఎక్కవ దూరం రవాణా చేయవలసి వచ్చి నపుడు రవాణాలో వాటిని చల్లగా ఉంచడం వంటి సమస్యలను, విధాన నిర్వహణ మరియు ఆర్ధిక సమస్యలను ఈ వాక్సిన్లు తప్పిస్తాయి.సాంప్రదాయ విధానంలో తయారయ్యే వాక్సిన్ కు వాడే సిరంజి లకు అయ్యే అదనపుఖర్చు, అవి కలుషితమైనపుడు వ్యాప్తి చెందే వ్యాధులు వంటివి ఈ ఆహార పదార్ధాల వాక్సిన్లలో ఉండవు. జన్యుపరంగా మార్చిన మొక్కల నుండి తయారయ్యే ఇన్సులిన్ జీర్ణకోశ వ్యవస్థలో ప్రోటీన్ విచ్ఛిన్నం కాబడుతుంది కావున దీనిని ఆహార ప్రోటీన్ గా ఉపయోగించడం లేదు. ఐతే దీనిని బయో రియాక్టర్లలో తయారయ్యే ఇన్సులిన్ కంటే తక్కువ ఖర్చుతో ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.ఉదాహరణకు, కాల్గారీ, కెనడా -బేస్డ్సెం బయోసిస్ జెనెటిక్స్, ఇంక్. వారి అంచనా ప్రకారం కుసుమ పువ్వు నుండి తయారయ్యే ఇన్సులిన్, వాణిజ్య పరంగా 100 మిలియన్ డాలర్లకు పైగా ఖర్చు అయ్యే ఒక ఇన్సులిన్ యూనిట్లో 25% పైగా తక్కువ ఖర్చుతో తయారు చేయవచ్చుఅని తెలియ చేసింది.
వ్యావసాయిక జీవ సాంకేతిక శాస్త్రానికి మరొక పార్శ్వం ఉంది.దీనిలో మొక్కలపై కలుపు నాశకాన్ని వాడకం పెరగటం వలన వాటి నిరోధకత పెరిగి పంటలలో వీటి అవశేషాలతో కూడిన "సూపర్ విత్తనాలు", జన్యు మార్పిడి జరగని పంటలలో వీటి వలన సేంద్రీయ వ్యవసాయ పద్ధతులను పాటించే రైతులను నష్ట పరచడంతో పాటు, గ్లయఫో సేట్ నుండి వన్య ప్రాణులకు హాని కలుగుతుంది.
జీవసాంకేతికశాస్త్ర ఇంజనీరింగ్ లేదా జీవశాస్త్ర ఇంజనీరింగ్, జీవసాంకేతికత లేదా జీవశాస్త్రం పై దృష్టిసారించే ఇంజనీరింగ్ విభాగం. దీనిలో జీవరసాయన ఇంజనీరింగ్, జీవవైద్య ఇంజనీరింగ్, బయో ప్రాసెస్ ఇంజనీరింగ్, జీవవ్యవస్థ ఇంజనీరింగ్ మొదలైన విభాగాలు ఉన్నాయి. ఈ రంగంలో ఉన్న కొత్తదనం వలన బయోఇంజనీర్ అనే పదం ఇంకా పూర్తిగా నిర్వచింపబడలేదు. ఏదేమైనా దీనిని ప్రధాన జీవశాస్త్రాలను మరియు సాంప్రదాయ ఇంజనీరింగ్ సిద్ధాంతాలను సమన్వ్యయ పరుస్తుంది.
ప్రయోగశాల ప్రక్రియలను, ఉత్పత్తి స్థాయికి తీసుకువెళ్ళి జీవ సాంకేతిక ఉత్పత్తులను పెంచటానికి బయోఇంజనీర్లు పనిచేస్తారు.ఇంతేకాకుండా, ఇతర ఇంజనీర్ల వలె వీరుకూడా నిర్వహణ, ఆర్ధిక మరియు న్యాయ పరమైన అంశాలతో పనిచేస్తారు.జీవ సాంకేతిక సంస్థలకు పేటెంట్లు మరియు నియంత్రణ (ఉదా.,యు.ఎస్.ఫుడ్ అండ్ డ్రగ్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ రేగులేషన్ ఇన్ ది యు.ఎస్ ..)చాలా ముఖ్యమైనందువలన బయో ఇంజనీర్లకు ఈ విషయాలను గురించిన పరిజ్ఞానం అవసరం.
జీవసాంకేతిక సంస్థల సంఖ్య పెరుగుతూ ఉండటం వలన రాబోయే కాలంలో బయో ఇంజనీర్ల అవసరం ఎంతైనా ఉంది.ప్రపంచ వ్యాప్తంగా చాలా విశ్వవిద్యాలయాలు ఇప్పుడు బయో ఇంజనీరింగ్ మరియు బయో టెక్నాలజీ ప్రోగ్రాం లను అందిస్తున్నాయి (ప్రత్యేక ప్రోగ్రాంగా కాని లేక ఇతర వ్యవస్థీకృత ఇంజనీరింగ్ కోర్సులలో ఒక ప్రత్యేక ప్రోగ్రాంగా).
కలుషిత మైన పరిసరాలను శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగింపదగిన మార్గాలను కనుగొనే ప్రయత్నంలో జీవరాసులను, ప్రత్యేకించి సూక్ష్మ జీవరాసులను ఉపయోగించు కోవడానికి జీవ సాంకేతిక శాస్త్రం ఉపయోగ పడుతుంది.విస్తృతంగా ఉన్న కాలుష్య కారకాలను మరియు వ్యర్ధాలను పర్యావరణం నుండి పరిసరాలకు హాని కలగకుండా తొలగించడం మన సంఘ అభివృద్ధికి చాలా అవసరం.జీవప్రక్రియలు వ్యర్ధాలను తొలగించడంలో ప్రముఖ పాత్ర వహిస్తాయి మరియు సూక్ష్మ జీవులకు ఈ ప్రక్రియలలో ఉన్న ఆశ్చర్య కరమైన నైపుణ్యాన్ని జీవసాంకేతిక శాస్త్రం ఉపయోగించు కుంటుంది.సీక్వెన్సింగ్,జెనోమిక్స్, ప్రోటోమిక్స్, బయోఇన్ఫర్మాటిక్స్ మరియు ఇమేజింగ్ లలో క్రమానుగతంగా వచ్చిన కొత్త ఆవిష్కరణలు పెద్ద మొత్తంలో సమాచారాన్ని అందిస్తునాయి. పర్యావరణ సూక్ష్మ జీవ శాస్త్రంలో, ప్రపంచ వ్యాప్తంగా జరిగిన జేనోం ఆధారిత అధ్యయనాలు జీవక్రియ మరియు నియంత్రణ జాలంలో అనూహ్య "ఇన్ సిలికో " అభిప్రాయాలను, వినాశకర పరిణామాలకు ఆధారాన్ని కనుగొనడం మరియు మారుతున్న పర్యావరణ పరిస్థితులకు అనుగుణంగా అణు వ్యూహాలను మార్చుకోవడం ఉంటాయి.ఫంక్షనల్ జేనోమిక్ మరియు మెటాజేనోమిక్ పద్ధతులు నియత వాతావరణంలో కార్బన్ ప్రవాహం (కార్బన్ ఫ్లక్స్) యొక్క విభిన్న మార్గాలు మరియు నియంత్రణ జాలాల సాపేక్ష ప్రాముఖ్యత గురించి అవగాహన పెంచుతూ కొన్ని సమ్మేళనాలను, అవి బయో రెమేడియేషన్ టెక్నాలజీలను మరియు బయో ట్రాన్స్ఫర్మేషన్ పద్ధతులను వేగవంతం చేస్తాయి.
సముద్ర పర్యావరణం ముఖ్యంగా చాలా తేలికగా కలుషిత మవుతుంది, ఎందుకంటే తీర ప్రాంతం లోని చమురు ప్రవాహాలు మరియు సముద్రం తక్కువ ఉపేక్షతను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఉపశాంతి కూడా కష్టం.మానవ కార్య కలాపాల వలన కలిగే కాలుష్యంతో పాటు, ప్రతి సంవత్సరం కొన్ని మిలియన్ టన్నుల పెట్రోలియం సముద్రం పాలవుతోంది. దానికి విషతత్వం ఉన్నప్పటికీ, సముద్ర వ్యవస్థల లోకి ప్రవేశించే గణనీయ పరిమాణంలోని పెట్రోలియం, హైడ్రోకార్బన్లను తొలగించ గల అనేక సూక్ష్మజీవ జాతులచే, ప్రత్యేకంగా ఈ మధ్యనే కనుగొన్న ప్రత్యేక సమూహమైన హైడ్రో కర్బనో క్లాస్టిక్ బాక్టీరియా (HCCB) వంటి వాటిచే ప్రభావశూన్యం చేయబడుతుంది.
ఉన్నత విద్యలో భాగంగా బి.టెక్ ( జీవసాంకేతిక శాస్త్రం) కోర్సు వివిధ విశ్వవిద్యాలయాల ద్వారా అందచేయబడుతున్నది.