بیوتکنولوزی

در حال حاظر ۶ میلیارد نفر در کره زمین زندگی میکنند و بنا به پیش بینی های سازمانهای جهانی ، این جمعیت در ۴۰ سال آینده به دو برابر فعلی خواهد رسید.<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

حال این سوال مطرح میشود که چگونه باید سلامتی ، بهداشت و غذای جمعیت فوق را تاُمین کرد؟

بیوتکنولوژی بخشی از این پاسخ است. علمی که عامل بسیاری از اکتشافات اخیر در طیف وسیعی از صنایع شامل مواد غذایی ، مواد سوختی ، کودها ، صنایع شیمیایی ، دارویی ، پزشکی ، کشاورزی و کنترل آفات بوده است.

سازمان توسعه و همکاری اقتصادی جهانی در معرفی این علم می گوید:

بیوتکنولوژی به کار بردن روشهای علمی و فنی در تبدیل برخی از مواد است که در این روش از عوامل زیستی برای تولید کالا و خدمات استفاده میشود.

در این میان منظور از عوامل زیستی به طور عمده میکروارگانیسم ها ، سلولهای گیاهی یا حیوانی و آنزیمها است و کالا و خدمات نیز به کشاورزی ، ماهیگیری ،صنایع غذایی و دارویی مربوط می شود.

انجمن بیوتکنولوژی صنعتی یا IBA نیز به طور ساده بیوتکنولوژی را استفاده از ارگانیسم های زنده برای ساخت فرآورده های تجاری معرفی می کند.

تاریخچه بیوتکنولوژی به دورانهای بسیار قدیم که شراب سازی ، پنیرسازی و پخت نان توسط بابلی ها و مصریها کشف شد برمی گردد اما بیوتکنولوژی به معنای امروزی آن علم جدیدی است که از سال ۱۹۵۳ با کشف ساختار DNA آغاز شد و همچون پلی بین علوم پایه و کاربرد آنها در صنعت ، کشاورزی و پزشکی قرار گرفت.

این علم با آنکه در ابتدای راه تکامل خود است اما اثرات برجسته ای بر جنبه های تئوری و عملی زندگی بشر برجای نهاده بطوری که هیچ یک از انواع دیگر پژوهشهای علمی را نمی توان یافت که در مدت زمانی بدین کوتاهی ، چنین رشد قابل توجهی داشته و پیشرفتهای بسیاری در عرصه های اکولوژی ، ژنتیک ، میکروب شناسی ، زیست شناسی مولکولی و تکنولوژی کشت سلولهای گیاهی و جانوری ایجاد کرده باشد و در ضمن دارای ویژگیهای صرفه جویی در منابع تجدد ناپذیر ، حداقل تاثیر منفی بر محیط زیست و تضمین کننده هماهنگی بین رفاه بشر و اقتصاد باشد.

بیوتکنولوژی جدید به فنونی مربوط می شود که می توان به طور خلاصه در مورد آنها چنین گفت:

الف) توانایی برش و اتصال مولکولی DNA ، که با استفاده از آنزیمهای خاص ، DNA را به قطعات کوچکی در حد ژن تقسیم کرده و آنها را به مولکولهای وراثتی باکتریها متصل می کنند. حال این باکتریهای جدید را که حامل صفات تازه ای میباشند ، تکثیر کرده و از آنها برای تهیه ترکیبات خاصی چون پروتئین ها ، ویتامین ها و … استفاده می کنند.

ب) قابلیت اصلاح پروتئین ها توسط فرایندی که آن را مهندسی ژنتیک می نامند و به یاری آن ویژگیهای یک ترکیب پروتئینی را تغییر می دهند. مثلا در این باره می توان از آنزیمهایی نام برد که در پودرهای لباسشویی جدید به کار رفته و دارای قدرت پاک کنندگی منحصر به فردی هستند.

در واقع اساس و پایه بیوتکنولوژی جدید را می توان انتقال ژنهای یک موجود به موجود دیگر و فعال ساختن آنها در موجود جدید دانست. فن آوری رو به گسترشی که امروزه به سرعت در صنایع دارویی ، غذایی ، پزشکی ، شیمیایی و کشاورزی وارد شده است. برای مثال ممکن است این ژنها وارد یک باکتری شوند و پس از فعال شدن ، ترکیبات کم مقدار ولی با ارزشی چون هورمون رشد یا انسولین ایجاد کنند یا ممکن است این ژنها به گیاهان منتقل شده و گونه هایی را ایجاد کنند که در مقابل آفت کشها مقاوم هستند و یا این که بازدهی بالایی دارند. به این ترتیب استفاده از انسولین برای بیماران دیابتی محدودیت خاصی نخواهد داشت همچنین کشاورزان می توانند در پرورش گیاهانی چون سویا از سموم و آفت کشهای کمتری استفاده کنند و با استفاده از نژادهای جدید ، با همان سرمایه گذاری قبلی ، محصولی تا چند برابر به دست آورند.

مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی نیز در برنامه تفصیلی طراحی و برنامه ریزی رشته بیوتکنولوژی در معرفی قلمروهای این علم آورده است که: قلمروهای عمده بیوتکنولوژی را به طور گسترده در زمینه های زیر میتوان فهرست کرد:

۱- صنایع تخمیری و غذایی (دارویی) برای تولید انواع اسیدهای آمینه ، پپتیدها ، آنزیمها (طبی و صنعتی) ، مواد تشخیص طبی ، انواع پروتءین ها ، آنتی بیوتیکها ،انواع واکسنها ، هورمون ها ، آنتی بادی های منوکلونال و

ویتامین ها و … همچنین تولید مواد غذایی جدید و مواد لبنی فاقد لاکتوز و استفاده از راکتورهای زیستی برای افزایش بهره وری فراورش مواد غذایی.

۲- پزشکی – ژن درمانی ، انواع تشخیص طبی ، مبارزه بیولوژیکی علیه حشرات ناقل بیماریها .

۳- محیط زیست ، در این زمینه بیوتکنولوژی دارای کاربردهای بیشماری است که از بازیابی زباله و فاظلابها تا عمل آوری و انهدام آلاینده های خطرناک و پاک سازی دریا را شامل می شود. بیوتکنولوژی در این زمینه می تواند به حفظ کلی CO2 و حرارت در جو و کاهش آلودگی زمین و آب یاری رساند.

4- معادن – بازیابی بیوتکنولوژیکی فلزات سنگین و افزایش بهره وری معادن نفت و گوگردزدایی آن و ...

5- کشاورزی و امور دامی ، در این زمینه کاربرد بیوتکنولوژی در موارد بسیار متنوعی گزارش شده است که به شرح زیر خلاصه می شود:

- تهیه نقشه ژنتیکی ، کشت سلول و بافت. برای کوتاه کردن فرایند اصلاح نباتات و تولید نباتات مقاوم در برابر

شرایط محیط و حشرات و آفات و ...

- استفاده از پادتن های منووکنونال و اسیدهای نوکلئوتید در اصلاح نژاد و فعالیت قرنطینه و تبادل مواد ژنتیکی ، تشخیص بیماریها ، تشخیص میزان سموم در مواد غذایی ، شناسایی میزان مقاومت حشرات و آفات به سموم.

- تولید واکسن های دامی به شیوه های جدید که به حفاظت کمتری در برابر شرایط محیط نیاز داند و نیز کشت

جنین ، تشخیص بیماریهای دامی و تدوین نقشه ژنتیکی.

- بهبود شرایط خاک برای جذب رطوبت ، جذب و تثبیت ازت و فسفر و سایر مواد غذایی مورد نیاز گیاه در خاک.

6- انرژی ، استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید انواع سوختهای مایع و گازی از ضایعات و دورریختهای سلولزی

و نیمه سلولزی و نشاسته ای.

معرفی رشته بیوتکنولوژی

همانطور که دانش بیوتکنولوژِی با علوم مختلف اعم از بیولوژی مولکولی ، مهندسی فرایندها ، شیمی ، مکانیک ، کامپیوتر ، و علم پزشکی در ارتباط است ، رشته بیوتکنولوژی نیز یک رشته کاربردی و میان رشته ای مهندسی علوم است که قلمرو آن حداقل ۳۳ حوزه تخصصی علوم را در بر می گیرد. این رشته در کشور ما از سال ۱۳۷۸ در دانشکده علوم دانشگاه تهران در مقطع دکترای پیوسته ارائه می شود.

دکتر مقاری رئیس دانشکده علوم دانشگاه تهران در معرفی این رشته می گوید:

رشته بیوتکنولوژی از سه مرحله کارشناسی ، کارشناسی ارشد و دکتری تشکیل شده است که دانشجویان در مرحله کارشناسی پس از گذراندن موفقیت آمیز ۱۳۲ واحد دروس مشترک معرفتی – نظری ، علوم پایه ، پزشکی ، مهندسی و مبانی بیوتکنولوژی به اضافه آموختن زبان انگلیسی در حد ۵۵۰ نمره تافل و آشنایی کامل با یک زبان برنامه نویسی کامپیوتر در صورتی که معدل آنها در هر نیمسال تحصیلی ۱۵ باشد ، می توانند وارد مرحله دوم یعنی مقطع کارشناسی ارشد شوند که در این مقطع یکی از ۶ گرایش بیوتکنولوژی میکروبی ، بیوتکنولوژی پزشکی ، بیوتکنولوژی محیطی و دریایی ، بیوتکنولوژی مولکولی ، فرآورش زیستی و بیوتکنولوژی کشاورزی (گیاهی) را انتخاب کرده و بعد از گذراندن ۴۸ واحد در یکی از گرایشهای تخصصی ، و انجام معادل ۶ واحد پژوهشهای انفرادی و ارائه 2 واحد سمینار از مقطع کارشناسی ارشد فارغ التحصیل می شوند. در این مرحله در صورتی که میانگین نمرات دروس مقطع کارشناسی ارشد آنها حداقل ۱۶ باشد ، میتوانند در امتحان جامع شرکت کنند و در صورت موفقیت در این امتحان ، وارد مرحله دکترای تخصصی خواهند شد و رسماً برای ثبت پایان نامه دکتری اقدام کنند.

به عبارت دیگر دانشجویان این رشته نیز برای ورود به مقطع کارشناسی ارشد و دکتری باید شرایط لازم را داشته باشند. یعنی باید میانگین معدل بالایی داشته و در آزمون جامع موفق شوند اما در یک آزمون رقابتی شرکت نمی کنند.

مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی نیز در برنامه تفصیلی رشته بیوتکنولوژی گرایشهای بیوتکنولوژی به شرح زیر معرفی کرده است:

دانشجویان گرایش بیوتکنولوژی میکروبی در زمینه بیوتکنولوژی غذایی و دارویی ، تولید آنزیم ها ، پروتئین ها ، پلی ساکاریدها ، قارچ ها و مخمرها اطلاعات لازم را به دست می آورند.

بیوتکنولوژی پزشکی نیز در زمینه ژنتیک پزشکی ، تشخیص بیماریهای عفونی ، ارثی و سرطانی ، تعیین نقشه ژنی و درمانهای مولکولی ، کاربرد بیوتکنولوژی در پزشکی قانونی ، تولید فرآورده های نوترکیب و واکسن ها و مواد تشخیصی می باشد و بیوتکنولوژی محیطی و دریایی به استخراج معادن از طریق بیولوژیک ، تصفیه فاضلابها و آلاینده های خطرناک و جامد. رفع آلودگی دریاها و بازسازی بیولوژیکی محیط می پردازد.

بیوتکنولوژی مولکولی شامل مهندسی ژنتیک ، مهندسی پروتئین ، تولید آنتی بادیهای منوکلونال ، غشاء و سنسورهای بیولوژیک و انجام تحقیقات بنیادی بیوتکنولوژی می شود و فرآورش زیستی (مهندسی فرایندهای زیستی) به طراحی راکتورهای بیوشیمیایی ، تکنولوژی فراورش مواد غذایی ، آنزیمها و داروها می پردازد. و بالاخره بیوتکنولوژی گیاهی (کشاورزی) شامل کشت سلول و بافت گیاهی ، تعیین نقشه ژنی گیاهی ، مهندسی ژنتیک گیاهی ، تولید بذر و نهال مقاوم به شرایط نامناسب محیط ، بیماریهای متداول و حشرات و آفات عمده ، تولید کودهای زیستی و آنزیمها و هورمونها با منشاء گیاهی می پردازد.

بیوتکنولوزی

مطالب مشابه :

معرفی رشته ی بیوتکنولوژی پزشکی(زیست فناوری پزشکی)

معرفی کامل رشته بیوتکنولوژی.موقعیت شغلی وبازار کار

آشنایی با رشته بیوتکنولوژی و گرایش های آن در کارشناسی ارشد:

رشته های زیرگروه 1 گروه آزمایشی ریاضی و فنی

معرفی رشته بیوتکنولوژی (کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا)

معرفی رشته بیوتکنولوژی (کارشناسی، کارشناسی ارشد، دکترا):

آشنایی با رشته ی بیوتکنولوژی

بیوتکنولوزی

منابع دکترای مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی,منابع دکتری مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی سال ۱۳۹۰، جزوه‌های بیوتکنول

منابع دکترای مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی،منابع دکتری مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی سال ۱۳۹۰، جزوه‌های بیوتکنول