Biotexnologiyada qo'llaniladigan asosiy va an'anaviy tadqiqot usullari

Biotexnologiyaning zamonaviy va eng yangi usullari

Genetika va hujayra muhandisligi biotexnologiyaning asosiy zamonaviy usullari hisoblanadi. Hujayra muhandisligi hujayralarni yaratish va o'zgartirishga asoslangan. Olimlar doimiy ravishda mavjud bo'lgan hujayralardan yangi hujayralar olish uchun tadqiqotlar bilan shug'ullanadilar. Buning uchun laboratoriyalarda ko'plab tajribalar o'tkaziladi. Ko'pincha, tajribalar jarayonida turli hujayralarning xususiyatlari yangisini olish uchun birlashtiriladi.

Genetika muhandisligi genetik darajada ishlaydi. Genetik muhandislar tabiatda mavjud bo'lmagan genlarning yangi birikmalarini topishga harakat qilmoqdalar.

Umuman olganda, jarayonni quyidagicha ta'riflash mumkin:
genlar ma'lum bir moddani o'qish uchun ma'lum hujayralardan yig'iladi;

bundan tashqari, moslashish jarayoni genni begona hujayraga yanada yumshoq va uyg'unroq kiritish uchun amalga oshiriladi;

natijada genetik jihatdan o'zgartirilgan DNK paydo bo'ladi, u asl moddalarni ishlab chiqarish uchun dasturlashtirilgan.

Genetik jihatdan o'zgartirilgan o'simliklar va hayvonlar transgen deb ataladi. Endi supermarketlar va bozorlardagi tovarlarning aksariyati transgen mahsulotlardan olinadi.

Zamonaviy tibbiyotda biotexnologiya

Biotexnologiyaning zamonaviy usullari insonning ko'plab ehtiyojlarini qondirishga imkon beradi - oziq-ovqat mahsulotlari sifatini yaxshilash uchun o'simliklarni o'zgartirishdan tortib, hayotni saqlaydigan dori vositalarini ishlab chiqishgacha.
Biotexnologiya ko'plab boshqa fanlar bilan kesishadi: molekulyar va hujayrali biologiya, genetika, biokimyo, embriologiya va hatto robototexnika, axborot va kimyoviy texnologiyalar bilan. Biotexnologiya tarmoqlariga bioinjeneriya, genetik va hujayra muhandisligi, biomeditsina (jumladan, nanomeditsina), biofarmakologiya, bioinformatika, bionika, bioremediatsiya, sun'iy tanlash, klonlash va duragaylash kiradi.

Biotexnologiyaning usullari va asosiy yo'nalishlari

Hujayra va genetik muhandislik bugungi kunda asosiy biotexnologik usullardir.

Uyali muhandislik allaqachon mavjud bo'lgan hujayralardan yangi hujayralarni o'zgartirish yoki ishlab chiqishni o'z ichiga oladi. Buning uchun ko'plab laboratoriya tajribalari o'tkaziladi, ular davomida turli hujayralarning xususiyatlari ko'pincha birlashtiriladi. Tadqiqotchilar organoidlarni ko'chirib o'tkazish yoki hujayra sintezi orqali hujayralarni o'stiradilar. Hujayra muhandisligi to'qimalar va protoplastlarni ham manipulyatsiya qiladi. Izolyatsiya qilingan to'qimalarni ekish usuli kabi hujayra muhandisligining bunday usuli alohida ahamiyatga ega.
Genetika muhandisligi mikroorganizmning genotipini sun'iy ravishda o'zgartirish orqali kerakli sifatlarga ega bo'lgan madaniyatlarni yaratish uchun laboratoriya tajribalarini o'tkazishni o'z ichiga oladi. Genetik muhandislik usullari odamlarni, onkologik kasalliklarni va immunitet tizimi bilan bog'liq kasalliklarni o'rganish uchun juda keng va muvaffaqiyatli qo'llanilgan. Birinchi muvaffaqiyatli tajribalar 20-asrning birinchi yarmiga to'g'ri keladi va birinchi rekombinant insulin preparati o'tgan asrning 80-yillarida olingan.
Bakterial hujayralar genomiga begona genlarni kiritish "vektor DNK" (plazmidlar, bakteriofaglar va boshqa mobil genetik elementlar) yordamida amalga oshiriladi. Transgen o'simliklar (GM o'simliklari) va transgen hayvonlar genetik muhandislik usullari bilan olingan.
Klonlash biotexnologiyaning yana bir usuli hisoblanadi. Bu tabiiy yo'l bilan yoki jinssiz ko'payish orqali prototipga 100% mos keladigan klon yoki klon - nasl yaratishdan iborat. Birinchi klonlash o'simliklarda amalga oshirildi. Bugungi kunda bu usul bakteriyalarni genetik ko'paytirish uchun ham qo'llaniladi. Shuningdek, molekulyar klonlash (irsiy molekulalarning bir xil nusxalarini olish) va organizmlar, hujayralar, molekulalarning klonlarini sun'iy ravishda ishlab chiqarish mavjud.

Biotexnologiyani rivojlantirishning asosiy yo'nalishlari (xususan, hujayra muhandisligi):
• turli mikroorganizmlar shtammlarining rivojlanishi;
• yangi hayvon zotlari va o'simliklar navlarini ko'paytirish;
• oziq-ovqat va chorvachilikni rivojlantirish;
• ekinlarni zararkunandalar va turli kasalliklardan himoya qilish vositalarini yaratish;
• atrof-muhitni muhofaza qilishning zamonaviy usullarini ishlab chiqish.
Bu biotexnologiya qo'llaniladigan sohalarning faqat bir qismi. Ilm-fan doimo rivojlanib bormoqda va olimlar o'z oldiga yanada murakkabroq maqsadlarni qo'ymoqdalar.

Turli sohalarda biotexnologiyaning yutuqlari

Biotexnologiya tibbiyot va fan sohasida ko'plab kashfiyotlar qilish imkonini berdi.

Tibbiyotda biotexnologiyaning yutuqlari

Tibbiy biotexnologiyalar diagnostik va davolashga bo'linadi.
Birinchi tadqiqotlar 20-asrning 70-yillarida, olimlar rekombinant DNK yordamida genetik materialni bir organizmdan ikkinchisiga o'tkazganlarida o'tkazildi.
Shuningdek, genetik jihatdan o'zgartirilgan bakteriyalar yordamida inson insulini ishlab chiqarildi va suyak iligida qizil qon hujayralari paydo bo'lishini rag'batlantiradigan gormon - eritropoetin yaratildi.

insulin tayyorlash
Kelajakda olimlar biotexnologiya texnologiyalaridan foydalanishni davolab bo'lmaydigan kasalliklar va irsiy yo'l bilan yuqadigan kasalliklarga qarshi kurashish usuli deb hisoblashadi. Bundan tashqari, genetik muhandislik nogiron bolalarga ega bo'lish muammosini hal qilish uchun immunitetni oshirish va genlarni transplantatsiya qilish uchun gormonal dorilarni yaratishga yordam beradi.

Fanda biotexnologiyaning zamonaviy yutuqlari

Biotexnologiya hayvonlarning mutlaqo yangi zotlari va o'simliklarning yangi navlarini paydo bo'lishiga yordam berdi, bu qishloq xo'jaligiga foyda keltirdi. Shu bilan birga, bugungi kunda saralash jarayonlari 3 barobarga - 11 yoshdan 3-4 yilgacha tezlashdi.
Biotexnologiya mikroelektronikada (dala effekti asosida ion-selektiv tranzistorlar yaratiladi) va neft qazib olishda (neft qatlamlarining neftni yaxshilanishi uchun) ham qo'llaniladi. Ekologiyada maishiy va sanoat oqava suvlarini tozalash uchun biotexnologik usullardan foydalaniladi.
Olimlarning fikricha, kelajakda biotexnologiya bir qator dolzarb muammolarni hal qilishga yordam beradi, masalan:
• atrof-muhitning kimyoviy mahsulotlar bilan ifloslanishi;
• tozalangan va toza suvning etishmasligi;
• energiya tanqisligi.
Bundan tashqari, biotexnologiya tibbiy yordamni yaxshilashi va yangi ekologik toza mahsulotlar va materiallarni yaratishga yordam berishi mumkin.