Rodzaje biotechnologii
Rodzaje biotechnologii:
Postęp, który zauważalny jest w biotechnologii spowodował podział na biotechnologię tradycyjną oraz biotechnologię nowoczesną.
- Biotechnologia tradycyjna:
Skupia się głównie na zastosowaniu biokatalizatorów naturalnych. Są to
dzike szczepy, które nie są zmodyfikowane i pochodzą ze środowiska naturalnego.
Biotechnologia tradycyjna skupia się na
metabolitach pierwszorzędowych czyli małych cząsteczkach chemicznych, które
mogą być zarówno pośrednimi produktami jak i końcowymi produktami podstawowych procesów metabolicznych. Przykładem metabolitów pierwszorzędowych ważnych z punktu widzenia przemysłu są alkohol etylowy i wielowodorotlenowy, aminokwasy,
kwasy organiczne, cukry, polisacharydy, witaminy B2 i B12.
Alkohol to pośredni produkt w procesie fermentacji cukru lub polisacharydu. Natomiast alkohol etylowy powstaje przy użyciu drożdży, również na drodze fermentacji. Aminokwasy też otrzymywane są metodą fermentacji. Jest to kwas glutaminowy, treonina, fenyloalanina, tryptofan i lizyna. Ważne jest dostarczanie aminokwasów z pokarmem. Z racji, że są to metabolity pośrednie, nie są one w stanie nagromadzić się w organizmie. W biotechnologii tradycyjnej mamy do czynienia także z metabolitami wtórnymi. Dotyczą roślin i są to wszystkie procesy przemiany materii o nieznanej lub drugorzędowej funkcji biologicznej. Posiadają one wielokierunkową aktywność biologiczną.
Metabolity wtórne powstają w momencie, gdy podczas zmiany środowiska należy walczyć o przeżycie. Przykładem metabolitów wtórnych są alkaloidy i garbniki. W biotechnologii tradycyjnej wykorzystuje się także całe komórki. Są one stosowane jako biokatalizatory. Proces biokonwersji stosowany jest do użycia tych mikroorganizmów. Czołowym jej zastosowaniem jest produkcja sterydów. Gdy odpowiednio dobierzemy komórki możemy przeprowadzić każdy typ reakcji chemicznych, które przebiegają stereospecyficznie.
W procesie fermentacji proces rozwojowy obejmuje testowanie wielkich ilości dodatków do podłoża. Dzięki temu możemy doprowadzić do tego, że metabolizm będzie przebiegał w kierunku jaki nas interesuje. Jest to tzw. ukierunkowana biosynteza. W takiej manipulacji podłożem bada się mutagenezę, dzięki której otrzymujemy serię mutantów, które następnie są izolowane i badane. Ukierunkowana biosynteza bada także prekursory oraz induktory, które powodują rozpoczęcie syntezy metabolitu wtórnego.
- Biotechnologia nowoczesna:
Na nią składają się wszystkie technologie wykorzystujące biokatalizatory,
enzymy oraz komórki wytwarzające te enzymy. Omawiane komórki są zmodyfikowane
za pomocą inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Jest to czynione w danym kierunki, dzięki czemu możliwe jest ulepszenie właściwości
biokatalizatorów. Produktami inżynierii
genetycznej są: epidermalny czynnik wzrostu, interleukina-2, ludzka insulina i hormon wzrostu, somatotropina wołowa, erytropoetyna
oraz interferon
α- β- γ-.
Zasięg działania biotechnologii nowoczesnej jest
mniejszy, skupia się na przygotowaniu materiału do produkcji przemysłowej. Za pomocą technologii rekombinowanego DNA
możliwe jest otrzymywanie rekombinowanych białek. Tę metodę stosuje się w produkcji immunoszczepionek, które gwarantują brak rewersji
oraz problemu zakażenia. Z punktu
widzenia biotechnologii nowoczesnej istotne są także enzymy przemysłowe, wykorzystywane
są jako katalizator. Spośród nich
najważniejsze to enzymy hydrolityczne, a mianowicie proteazy oraz lipazy, które
po rekombinowaniu dodawane są do detergentów. Zastosowanie rekombinowanych
enzymów jest duże. Między innymi zastosowanie terapeutyczne oraz zastosowanie w rolnictwie. W tym ostatnim stosuje się rekombinacje dla wytworzenia
specyficznych biopestycydów. Biotechnologia nowoczesna stosuje także
nowoczesne biopreparaty do zwalczania szkodników. Są to tak zwane
bioinsektycydy, które w procesie biosyntezy kombinatoryjnej mają rekombinowane
DNA. Proces ten polega na tym, że
sprawdza się układ klasteronowy i wprowadza dodatkowy gen. Następnie przyczynia
się do tego żeby komórka, która produkowała
określony związek produkowała nowy związek. Możliwy jest też przypadek aby
komórka, która nie jest komórką producenta nabywała zdolności produkowania
związku o aktywności biologicznej. W
biotechnologii ważna jest technika naturalnego wzbogacania polegająca na
wzbogacaniu mikroorganizmów, za pomocą poszukiwania właściwego środowiska. Poszukiwane mikroorganizmu, który będzie miał
właściwość wytwarzania się w drastycznych warunkach powinno się odbywać właśnie
w drastycznych warunkach. Technika naturalnego wzbogacania obejmuje także
oddziaływanie na środowisko. W tym przypadku należy wiedzieć jakie grupy
mikroorganizmów szukamy. Przykładem na to jest możliwość poddania próbki
obróbce mechanicznej lub fizycznej w 100 stopniach C, kiedy to przeżywają bakterie
zdolne do przetrwalnikowania.
Tagi: biotechnologia tradycyjna, biotechnologia nowoczesna
wstecz Podziel się ze znajomymi