Định công nghệ sinh học

1. Định nghĩa tổng quát

Có nhiều định nghĩa và cách diễn đạt khác nhau về công nghệ sinh học tùy theo từng tác giả khác nhau, nhưng tất cả đều thống nhất về khái niệm cơ bản sau đây:

Công nghệ sinh học là sự sản xuất những mẫu sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó tác nhân tham gia trực tiếp và quyết định hành động là những tế bào sống ( vi sinh vật, thực vật, động vật hoang dã ). Mỗi tế bào sống của khung hình sinh vật hoạt động trong nghành nghề dịch vụ sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ .
Đầu những năm 1980, đã khởi đầu hình thành công nghệ sinh học tân tiến là nghành công nghiệp sử dụng hoạt động giải trí sinh học của những tế bào đã được biến hóa di truyền. Công nghệ sinh học văn minh sinh ra cùng với sự Open kỹ thuật gen. Cơ sở sinh học được vận dụng ở đây gồm có sinh học phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh học, di truyền học, vi sinh vật học, miễn dịch học, cùng những nguyên tắc kỹ thuật máy tính …
Có hai cách định nghĩa công nghệ sinh học một cách tổng quát nhất :
– Do UNESCO ( 1985 ) định nghĩa : Công nghệ sinh học là công nghệ sử dụng một bộ phận hay tế bào riêng rẽ của khung hình sinh vật vào việc khai thác mẫu sản phẩm của chúng .
– Do Trường Luật Stanford ( 1995 ) định nghĩa : Công nghệ sinh học là công nghệ chuyển một hay nhiều gen vào sinh vật chủ nhằm mục đích mục tiêu khai thác mẫu sản phẩm và công dụng của gen đó .
Sự độc lạ rõ ràng nhất của hai định nghĩa trên thuộc về đối tượng người tiêu dùng tác động ảnh hưởng của công nghệ sinh học : UNESCO xem cơ quan, bộ phận, tế bào và công dụng riêng rẽ của sinh vật là đối tượng người dùng, trong khi đó Trường Luật Stanford lại coi gen là đối tượng người dùng tác động ảnh hưởng của công nghệ .
Từ những định nghĩa trên, hoàn toàn có thể phân biệt được hai nhóm công nghệ sinh học là :
1.1. Công nghệ sinh học truyền thống lịch sử ( Traditional Biotechnology )
Bao gồm :
+ Thực phẩm lên men truyền thống lịch sử ( Food of Traditional Fermentations )
+ Công nghệ lên men vi sinh vật ( Microbial Fermentation Technology )
+ Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật ( Production of Microbial Fertilizer and Pesticide )
+ Sản xuất sinh khối giàu protein ( Protein-Rich Biomass Production )
+ Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô và tế bào thực vật ( Plant Micropropagation )
+ Thụ tinh tự tạo ( In vitro Fertilization )
1.2. Công nghệ sinh học văn minh ( Modern Biotechnology )
Bao gồm :
+ Nghiên cứu genome ( Genomics )
+ Nghiên cứu proteome ( Proteomics )
+ Thực vật và động vật hoang dã chuyển gen ( Transgenic Animal and Plant )
+ Động vật nhân bản ( Animal Cloning )
+ Chip gen ( DNA chip )
+ Liệu pháp tế bào và gen ( Gen and Cell Therapy )
+ Công nghệ sinh học nano ( Nanobiotechnology )
+ Tin sinh học ( Bioinformatics )
+ Hoạt chất sinh học ( Bioactive Compounds )
+ Protein biệt dược ( Therapeutic Protein )
2. Nội dung khoa học của công nghệ sinh học
Công nghệ sinh học cũng hoàn toàn có thể được phân loại theo những kiểu khác nhau. Xét về góc nhìn những tác nhân sinh học tham gia vào quy trình công nghệ sinh học, hoàn toàn có thể chia thành những nhóm sau :
– Công nghệ sinh học thực vật ( Plant Biotechnology )
– Công nghệ sinh học động vật hoang dã ( Animal Biotechnology )
– Công nghệ sinh học vi sinh vật ( Microbial Biotechnology )
– Công nghệ sinh học enzyme hay công nghệ enzyme ( Enzyme Biotechnology )
Gần đây, so với những tác nhân sinh học dưới tế bào còn hình thành khái niệm công nghệ protein ( Protein Engineering ) và công nghệ gen ( Gen Engineering ). Công nghệ Protein và công nghệ gen xuyên suốt và trở thành công nghệ chìa khóa nằm trong công nghệ sinh học thực vật, công nghệ sinh học động vật hoang dã và công nghệ sinh học vi sinh vật. Nhờ kỹ thuật đọc trình tự gen và kỹ thuật DNA tái tổng hợp, công nghệ gen đã đạt được những thành tựu rất là to lớn mang tính quyết định hành động, mở ra những quy trình tiến độ tăng trưởng mới. Đó là nghiên cứu và điều tra về hàng loạt genome của nhiều sinh vật, trong đó đáng chú ý quan tâm là việc giải thuật genome của con người và của cây lúa. Đó là việc hình thành cả một phương hướng điều tra và nghiên cứu, ứng dụng và kinh doanh thương mại những sinh vật chuyển gen ( Gentically Modified Organism-GMO ) và những thực phẩm chuyển gen ( Gentically Modified Food-GMF ). Công nghệ protein có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong việc sản xuất ra những protein tái tổng hợp ( Recombinant Protein ) dùng làm dược phẩm điều trị những bệnh hiểm nghèo như : interferon, interleukin, insulin …
Mặt khác, tùy vào đối tượng người tiêu dùng Giao hàng của công nghệ sinh học, hoàn toàn có thể chia ra những nghành nghề dịch vụ công nghệ sinh học khác nhau như :
– Công nghệ sinh học nông nghiệp ( Biotechnology in Agriculture )

– Công nghệ sinh học chế biến thực phẩm (Biotecnology in Food Processing)

– Công nghệ sinh học y dược ( Biotechnology in Medicine-Pharmaceutics )
– Công nghệ sinh học thiên nhiên và môi trường ( Environmental Biotechnology ) 4
– Công nghệ sinh học vật tư ( Material Biotechnology )
– Công nghệ sinh học hóa học ( Biotechnology in Chemical Production )
– Công nghệ sinh học nguồn năng lượng ( Biotechnology in Energy Production ) …
Một số tác giả cho rằng loài người đã vận dụng công nghệ sinh học từ rất lâu vào những hoạt động giải trí sản xuất, ví dụ : công nghệ sản xuất đồ uống ( rượu, bia … ) hoặc công nghệ sản xuất thực phẩm ( men bánh mì, nước mắm, tương, chao … ). Do đó, việc định nghĩa và phân loại công nghệ sinh học trong quá trình tăng trưởng khởi đầu có một ý nghĩa rất quan trọng để có những chủ trương góp vốn đầu tư hài hòa và hợp lý và ưu tiên cho công nghệ sinh học. Dưới đây là những nghành nghề dịch vụ ứng dụng công nghệ sinh học lúc bấy giờ đang được chăm sóc số 1 .
3. Các nghành nghề dịch vụ ứng dụng của công nghệ sinh học
3.1. Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Lĩnh vực nông nghiệp tuy không phải là tiềm năng tăng trưởng số 1 của công nghệ sinh học ở nhiều nước công nghiệp trên quốc tế, nhưng trên trong thực tiễn những hoạt động giải trí điều tra và nghiên cứu và tăng trưởng, sản xuất và kinh doanh thương mại hóa ở nghành nghề dịch vụ này cũng được nhiều tập đoàn lớn lớn. Có thể nêu ba nghành nghề dịch vụ chính là :
– Giống cây xanh và vật nuôi nhân vô tính và chuyển gen mang những đặc thù nông-sinh quý giá mà những chiêu thức truyền thống cuội nguồn không tạo ra được, đồng thời lại được bảo vệ trải qua bản quyền tác giả .
– Các chế phẩm sinh học dùng trong bảo vệ cây xanh vật nuôi, như : vaccine, thuốc trừ sâu bệnh và phân bón vi sinh .
– Công nghệ dữ gìn và bảo vệ và chế biến nông-hải sản bằng những chế phẩm vi sinh và enzyme. Giá trị nông sản được nâng lên nhiều lần và tiến trình công nghệ đi kèm trang thiết bị là một dạng sản phẩm & hàng hóa trong kinh doanh thương mại chuyển giao công nghệ .
Ngoài ra hoàn toàn có thể liệt kê thêm 1 số ít nghành nghề dịch vụ khác :
– CNSH chế biến thực phẩm : Các enzyme ( amylase, rennin, β-galactosidase, invertase, gluco-isomerase, pectinase ), những chất phụ gia thực phẩm ( những chất tạo ngọt, mùi vị, tạo màu, bột nở và làm không thay đổi, những vitamine, những amino acid, những chất chống oxy hóa, những chất dữ gìn và bảo vệ, những chất hoạt hóa mặt phẳng … ) .
– Các loại thức ăn bổ trợ cho chăn nuôi ( kháng sinh mới … ) .
– Các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ với tính đặc hiệu tăng lên ( những loại sản phẩm Bt, những baculovirus, tuyến trùng ký sinh … ) .
– Các hormone sinh trưởng thực vật ( những cytokinin … ) .
– Các hóa chất chẩn đoán bệnh cho động-thực vật .
3.2. Công nghệ sinh học trong y dược
Có lẽ thành tựu công nghệ sinh học được bộc lộ rõ nét nhất là ở nghành y học. Hiện nay, hầu hết những mẫu sản phẩm quan trọng sau đây đều được sản xuất trên cơ sở CNSH, gồm có những ứng dụng sau :
– Các loại kháng sinh và những chất diệt khuẩn, những loại vitamine và chất bổ dưỡng, những loại amino acid và hỗn hợp của chúng trong dịch truyền, những loại vaccine và những loại hormone chữa bệnh .
– Các bộ kit chuẩn dùng trong chẩn đoán bệnh và chẩn đoán hóa sinh trong y dược .
– Cây trồng và vật nuôi được cấy chuyển những gen sản sinh ra những loại protein trị liệu đang là tiềm năng góp vốn đầu tư của khá nhiều công ty y dược số 1 quốc tế lúc bấy giờ .
Cụ thể là nghiên cứu và điều tra và sản xuất những dược phẩm, những kháng thể đơn dòng, interferon, những hormone ( hormone sinh trưởng, insulin, erythropooietin, thrombopoietin … ), những enzyme ( urokinase, heparinase, alcohol dehydrogenase ), những protein khác ( những kháng nguyên đặc hiệu, albumin, antithrombin, fibronectin … ), những kháng sinh, thuốc và vitamine mới, những dược phẩm có thực chất protein, những loại vaccine viêm gan B, HIV, cúm, sốt rét, viêm não, tả và những tác nhân gây bệnh tiêu chảy, những kit chẩn đoán : chẩn đoán sự xuất hiện HIV, virus viêm gan B trong máu, một số ít chẩn đoán thai … Điều trị gen : điều trị những gen gây bệnh di truyền .
Hiện nay, những công ty CNSH y dược số 1 quốc tế đang tập trung chuyên sâu vào nghiên cứu và điều tra tạo ra loại sản phẩm chống lại những căn bệnh như : HIV / AIDS, những loại bệnh ung thư, đái tháo đường, những bệnh tim mạch, những bệnh truyền nhiễm …
3.3. CNSH công nghiệp và chế biến thực phẩm
CNSH công nghiệp gồm có những nghành sản xuất những loại enzyme như amylase, cellulase và protease dùng trong công nghiệp dệt, công nghiệp xà phòng và mỹ phẩm, công nghiệp bánh kẹo, rượu bia và nước giải khát
Sau đây là những loại loại sản phẩm của CNSH công nghiệp :
– Công nghiệp hóa chất : Các hóa chất thông dụng ( ví dụ : acrylamide ) đều hoàn toàn có thể sản xuất bằng CNSH. Công nghiệp hóa học sẽ có hiệu suất cao hơn nếu dùng những chất xúc tác sinh học ( enzyme ), tái sinh và giải quyết và xử lý những dung môi bằng con đường sinh học .
– Quá trình chế biến tinh bột : Dùng những enzyme do CNSH tạo ra để dịch hóa và đường hóa tinh bột thành glucose và chuyển hóa thành fructose .
– Công nghiệp làm sạch : Các chất giặt tẩy văn minh đuợc bổ trợ protease và những enzyme khác làm sạch những vết bẩn protein, tinh bột và chất béo .
– Công nghiệp bột gỗ và giấy : Nhu cầu của thị trường và bảo vệ môi trường tự nhiên ngày càng lớn so với giấy ít chứa những hợp chất chlorine gây ô nhiễm. Quá trình sản xuất bột giấy lúc bấy giờ gây ô nhiễm rất nặng. CNSH đưa ra giải pháp sinh học để sản xuất bột giấy không gây ô nhiễm bằng cách sử dụng những loại nấm phân hủy lignin-cellulose để tạo bột. Các enzyme cũng được dùng nâng cao chất lượng sợi và chất lượng giấy .
– Công nghiệp khai khoáng và phát hiện tài nguyên. Có 2 công nghệ : lọc sinh học / oxy hóa sinh học những sắt kẽm kim loại ; giải quyết và xử lý ô nhiễm sắt kẽm kim loại và tái sinh. Công nghệ lọc sắt kẽm kim loại dùng những vi sinh vật hoàn toàn có thể thu được những sắt kẽm kim loại quí như đồng, kẽm và cobalt. Công nghệ giải quyết và xử lý sinh học ô nhiễm hoàn toàn có thể vận dụng so với những sắt kẽm kim loại nặng .
3.4. Công nghệ sinh học môi trường tự nhiên
Tuy là nghành nghề dịch vụ khá mới nhưng sự tăng trưởng và ứng dụng của CNSH môi trường tự nhiên rất đáng kể. Mọi quy trình giải quyết và xử lý chất thải nếu không khép kín bằng giải quyết và xử lý sinh học thì khó hoàn toàn có thể thành công xuất sắc toàn vẹn .
Các hoạt động giải trí chính của CNSH môi trường tự nhiên đang được chú trọng là :

– Công nghệ phân hủy sinh học: Dùng các cơ thể sống phân hủy các chất thải độc tạo nên các chất không độc như nước, khí CO2 và các vật liệu khác. Bao gồm, công nghệ kích thích sinh học: bổ sung chất dinh dưỡng để kích thích sự sinh trưởng của các vi sinh vật phân hủy chất thải có sẵn trong môi trường, công nghệ bổ sung vi sinh vật vào môi trường để phân hủy chất ô nhiễm, công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại và các chất ô nhiễm khác bằng thực vật và nấm.

– Dự phòng thiên nhiên và môi trường : Phát triển những thiết bị dò và theo dõi ô nhiễm môi truờng, đặc biệt quan trọng trong việc dò nước và khí thải công nghiệp trước khi giải phóng ra thiên nhiên và môi trường
Theo nhập môn công nghệ sinh học của
Nguyễn Hoàng Lộc

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay