Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

PARTICULARITATI ALE BIOTEHNOLOGIEI

in Biologie

Particularităţile biotehnologiei ca ştiinţă

Analiza particularităţilor biotehnologiei ca ştiinţă scoate în evidenţă câteva caracteristici esenţiale:

1.În primul rând activitatea biotehnologică necesită convergenţa unui număr mare de cunoştinţe disciplinare în care graniţele dintre cercetarea fundamentală, aplicativă şi industrială se şterg. Stâlpii de rezistenţă sunt reprezentaţi de microbiologie, genetica microorganismelor, inginerie genetică, biochimie şi bioinginerie industrială.

2.Posibilităţile foarte mari de aplicare a realizărilor proprii în producţia industrială. În acest sens este de menţionat că nu există o ramură industrială de biotehnologie, ci întreprinderi care utilizează biotehnologiile în sectoare diferite.

3.Cercetarea biotehnologică este întotdeauna de lungă durată şi necesită o succesiune de competenţe, începând cu cercetarea fundamentală până la experienţa industrială, respectiv valorificarea cunoştinţelor.

4.Condiţiile succesului în biotehnologii sunt determinate de următorii factori: o cercetare fundamentală avansată, investiţii adecvate, spirit întreprinzător, existenţa unor cadre specializate cu o pregătire de bază solidă, interdisciplinară.

Biotehnologiile şi mediul

Biotehnologiile, implicându-se în ciclurile biologice şi geochimice naturale, ajută la intensificarea unor fenomene naturale, la controlul lor fiind uneori instrumente pentru repararea unor intervenţii umane sau uneori de obţinere a unor avantaje pentru om.

Biotehnologiile încearcă să exploateze anumite microorganisme în lupta împotriva altor agenţi patogeni pentru om şi pentru mediul încojurător. Se ştie că bacteriile sunt artizanii ciclurilor biologice ale carbonului, azotului, oxigenului, sulfului.

Efectele modificărilor acestor cicluri acţionează în primul rând asupra metabolismelor naturale, iar secundar, dacă observăm numai efectul de seră, conduce la o izolare şi încălzire a globului, la topirea gheţarilor, la modificarea climei. Bacteriile din ocean asigură fixarea a peste 50% din acest ciclu. Dacă acest proces de mineralizare se întrerupe, se poate ajunge la dispariţia planetei.

Bacteriile degradează materia organică, produc gaz carbonic pe care organismele vegetale superioare îl fixează la lumina solară, obţinându-se proteine ce constituie hrana omului şi a animalelor. Mai departe, bacteriile descompun deşeurile organice produse de acestea.

Azotul inhalat odată cu aerul este eliminat prin procesul de expiraţie, fiind apoi fixat şi utilizat sub formă de compuşi ca NH3, nitrat de către bacterii, furnizând o mare parte din proteinele necesare pentru creşterea bacteriilor. Şi de această dată, 50% din azotul atmosferic, din sol sau apă este adus la stadiul de compuşi asimilabili pentru plante, proces realizat cu ajutorul bacteriilor.

Ecologia microbiană a solului ne arată că diferite microorganisme din sol realizează un echilibru şi fiecare specie este importantă în lupta împotriva paraziţilor şi a insectelor dăunătoare.

Biotehnologiile furnizează o nouă şansă pentru modificarea statutului omului prin cunoaşterea şi intervenţia în mecanismele naturale pe care natura le propune. Una dintre marile sarcini ale biologiei în natură este stăpânirea ciclului azotului fără de care n-ar exista proteine, acizi nucleici, clorofilă, pigmenţi respiratori etc.

Prin biotehnologii s-a realizat până acum o mai rapidă fixare directă a azotului de către unele bacterii datorită enzimei nitrogenaza. Această enzimă converteşte azotul în NH3, făcându-l astfel asimilabil de către plante. Enzimele fixatoare de azot au beneficiat de ingineria genetică, deschizându-se un domeniu de importanţă deosebită de interes economic.

Un rol important îl prezintă micorizele, cu rol în fixarea fosforului esenţial pentru sănătatea pădurilor şi a altor culturi. Biopesticidele, substanţe obţinute prin procese de sinteză, au o importanţă deosebită în combaterea dăunătorilor.

Domeniul farmacologiei celulare este în plină dezvoltare. Este nevoie de vaccinuri, deci se pot implica biotehnologiile în numeroase procese. Până nu demult, obţinerea de vaccinuri se făcea prin procedee îndelungate, vaccinuri care aplicate omului duc la apariţia anticorpilor protectori. Astăzi numeroase vaccinuri se obţin prin inginerie genetică.

Substanţe utile produse prin biotehnologii

Aplicaţiile biotehnologiilor moderne în industria alimentară şi a furajelor sunt considerabile. Este vorba în primul rând de proteinele monocelulare neconvenţionale produse cu ajutorul levurilor, utilizându-se o gamă variată de substraturi: parafine, grăsimi reziduale, zerul din industria laptelui, melasa din industria zahărului, metanolul etc.

S-au dezvoltat de asemenea biotehnologiile pentru sinteza de AA esenţiali (lizina şi acidul glutamic) cu ajutorul unor bacterii. Aceşti AA sunt utilizaţi în hrana animalelor şi a omului pentru îmbogăţirea alimentaţiei în substanţe nutritive valoroase.

Tot în industria alimentară se folosesc cu multă eficienţă enzimele produse prin biotehnologii, cum sunt amilazele, proteazele, pectinazele, celulazele. Unele dintre aceste enzime sunt utilizate şi în alte domenii de activitate. De ex, utilizarea enzimelor în hidroliza enzimatică a amidonului cu ajutorul unei tulpini de Bacillus licheniformis. Acest bacil poate acţiona şi la temperaturi de peste 100 ºC. Ca urmare, hidroliza amidonului se realizează atât sub acţiunea temperaturii ridicate, cât şi a enzimei α-amilaza. Pe plan mondial se produc în acest mod câteva milioane de tone de zahăr din porumb.

O categorie aparte de proteine monocelulare neconvenţionale (single-cell-proteins) se obţin din cultivarea drojdiilor, procedeu biotehnologic foarte important. În vederea realizării unor astfel de culturi de drojdii pe scară industrială se folosesc diverse substraturi ca sursă de C necesară producerii de proteine.

Primele cercetări în această direcţie s-au realizat prin cultivarea drojdiilor pe parafine în bioreactoare în care se introduc parafinele, amoniac (care reprezintă sursa de N şi care menţine pH-ul mediului) şi apoi drojdiile (fie Candida, fie Saccharomyces). Drojdiile oxidează hidrocarburile în acizi graşi cu ajutorul unor enzime de tipul hidroxilazelor, după care acizii graşi sunt degradaţi cu acetil-CoA şi transformaţi în proteine celulare. Cantitatea de proteine din substanţa uscată a acestor drojdii reprezintă cca. 50%.

Pentru prepararea unor mari cantităţi de astfel de proteine monocelulare s-au construit uzine speciale cu bioreactoare uriaşe în care în mod automat sunt controlate condiţiile de mediu pentru a se obţine o creştere rapidă a masei celulare.

Pentru obţinerea de proteine monocelulare cu ajutorul drojdiilor se pot utiliza şi alte substraturi ca zerul din industria laptelui, grăsimile reziduale din abatoare etc. Unul din marii producători de proteine monocelulare este Rusia. În multe alte ţări s-au dezvoltat procedee de obţinere de proteine monocelulare din cauza creşterii nevoilor de proteine pentru nutriţia animalelor. Drojdiile reprezintă din acest punct de vedere organisme ideale deoarece au un ciclu de viaţă scurt şi dau o productivitate foarte mare.

S-au căutat şi alte substraturi mai ieftine care să poată suplini hidrocarburile. S-a folosit astfel metanolul, un alcool simplu obţinut prin oxidarea gazului metan sau derivat din cărbune. S-a constatat că valoarea nutritivă a proteinelor monocelulare este ridicată. De aceea se preconizează pentru dezvoltarea producţiei de proteine construirea unor instalaţii relativ mici care să poată valorifica la nivelul unor localităţi mici diferite substraturi reprezentate în primul rând de deşeurile producţiei agricole.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem.

Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web