Biotechnologia

to dynamicznie rozwijającą

się dyscyplina nauki, która znajduje

zastosowanie w :

Biotechnologia opiera się na zastosowaniu wielu
metod laboratoryjnych stosowanych również w innych
naukach biologicznych (w obszarach takich jak:
mikrobiologia, hodowla komórkowa, biologia
molekularna, biochemia, embriologia, biologia
komórkowa, genetyka) i metod z innych dziedzin nauki
(między innymi: inżynierii chemicznej, technologiach
informacyjnych itd.)

MEDYCYNIE

PRODUKCJI

PRZEMYSŁOWEJ

Zastosowanie:
biochemii,
mikrobiologii i
nauk
inżynieryjnych

technologiczne
wykorzystanie
zdolności
drobnoustrojów

Powstanie :
antybiotyków,
hormonów,
witamin,
enzymów,
białek paszowych,
aminokwasów,
czynników wzrostowych,
zwiększenia zmienności
genetycznej, poprawy wydajności
fotosyntezy i przyswajania przez
rośliny azotu atmosferycznego,
poprawy jakości wytwarzanych
produktów,
kontrolowania patogenów i
pozostałości środków ochrony roślin,
produkcji biopreparatów do
nawożenia gleby i ochrony roślin,
konserwantów,
szczepionek nawozowych,
preparatów diagnostycznych i
profilaktycznych

Osiągnięcia biotechnologii stosuje się

głównie w:

• rolnictwie

• przemyśle spożywczym,

• medycynie,

• chemii,

• farmakologii,

• energetyce.

Biotechnologia ma znaczenie dla ochrony środowiska,
m.in. znajduje zastosowanie w oczyszczaniu ścieków,
neutralizacji i bioutylizacji odpadów, a także w
produkcji biogazu.

Agrobiotechnologia – biotechnologia w rolnictwie

Typ rolnictwa wykorzystujący inżynierię
genetyczną i inne osiągnięcia współczesnej
biotechnologii. Ta forma uprawy jest
przyszłościowa i stanowi coraz bardziej liczącą
się konkurencję, o ile wręcz nie alternatywę, dla
pozostałych form rolnictwa ( ekologicznego i
tradycyjnego)

Cel działań
agrobiotechnologii :

-wdrożenie uprawy roślin
transgenicznych oraz
wyhodować zwierzęta bardziej
dorodne oraz odporne na
choroby i czynniki zewnętrzne

-poszukiwania nowych i
wartościowych gatunków, które
mogłyby po adaptacji wzbogacić
grupę roślin uprawnych

Genetycznie modyfikowane organizmy (GMO)

kraje produkujące więcej niż 95% żywności
modyfikowanej
kraje komercjalizujące GMO
kraje eksperymentujące

BIOTECHNOLOGIA W PRZEMYŚLE

SPOŻYWCZYM

Z punktu widzenia
nauki, rośliny
genetycznie
zmodyfikowane są tak
samo bezpieczne (lub
niebezpieczne), jak inne
rośliny czy też inne
produkty innowacyjnych
technologii

Organizmy transgeniczne to genetycznie zmienione
organizmy, do których wstawiono geny pochodzące od
innych gatunków. W organizmy takie wbudowano
fragmenty obcego dla nich DNA.

Pomidory z genami ryby,
ziemniaki z genami meduzy,
karpie i ryż z ludzkimi genami,
sałata z genami szczura,
soja i kukurydza z genami bakterii,
kozy z genami pająka,
świnie z krowią skórą itp.
Zmiany takie nigdy nie nastąpiłyby w warunkach
naturalnych. Tak zmienione organizmy są zdolne do
rozmnażania i przenoszenia swych zmienionych cech
na kolejne pokolenia.

 Konsekwencje zdrowotne powoduje

stosowanie GMO…

•DNA organizmów żywych często zawiera uśpione formy wirusów i
bakterii. Wprowadzanie do nich genów stosowanych przy produkcji
GMO może uaktywniać utajone formy mikroorganizmów oraz
powodować nieprzewidywalne rekombinacje i mutacje
drobnoustrojów. Prowadzić to może do rozwoju nowych generacji
chorobotwórczych mikroorganizmów groźniejszych od wirusów
SARS i H5N1.

•Zjadanie zmodyfikowanych organizmów może spowodować
przeniesienie ich antybiotykoodporności na ludzi oraz zwierzęta.
Jeśli ludzie i zwierzęta staną się odporni na antybiotyki, to i żyjące
wokół nich drobnoustroje także. W przypadku zakażenia nie będzie
czym leczyć ludzi i zwierząt.

•Bardzo często przy okazji wprowadzania obcych genów przez
przypadek wprowadzane są także zupełnie inne, niezamierzone
geny

•Niektóre zmiany w organizmach uwidaczniają się dopiero w
kolejnych pokoleniach. Jeżeli dzik będzie hodowany w niewoli, to w
trzecim pokoleniu zanikną mu kły (szable)

•Stosowanie odpornych na szkodniki roślin powoduje o wiele większe
straty niż zyski.

•Dotychczas gdy w uprawach wystąpiły szkodniki, stosowano
odpowiednie opryski. Umycie takiej rośliny pozbawiało ją
większości z tych chemicznych pestycydów. Przy uprawie roślin
modyfikowanych nie ma takiej możliwości. 

•Toksyny zawarte w genetycznie modyfikowanych roślinach zabijają
nie tylko szkodniki, ale także inne bardzo pożyteczne owady żyjące z
nimi w symbiozie, np. zapylające je pszczoły.

•Obce białka zawarte w spożywanych roślinach genetycznie
modyfikowanych wywołują alergie
przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt. Doprowadza to do
przewlekłych chorób, w tym nowotworowych

Biotechnologia medyczna:

•umożliwia nowe sposoby
leczenia pacjentów szczególnie
w krajach rozwiniętych,

•możliwość leczenia wielu
chorób stanowiących
zagrożenie życia pacjentów

Szczególnie szeroko badana jest przez naukowców:

polega na umieszczaniu
prawidłowych genów
bezpośrednio w dotkniętych
chorobą komórkach

•TERAPIA GENOWA

•TERAPIA KOMÓRKOWA

wykorzystuje komórki
ludzkie do regeneracji
zniszczonych lub
uszkodzonych narządów i
tkanek pacjenta

Najważniejsze zadania biotechnologii medycznej w
Polsce:

•wczesne wykrywanie wad genetycznych i rozwojowych,

•rozwój nowoczesnych metod i systemów analitycznych,

•rozwój metod i technik profilaktyki, diagnostyki i terapii chorób
zakaźnych i zakażeń ważnych z punktu widzenia zdrowia
publicznego,

•opracowanie materiałów biomedycznych nowej generacji,

•rozwój nowych technologii w wykrywaniu i zwalczaniu chorób
odzwierzęcych,

•rozwój genomiki, proteomiki, transkryptomiki i bioinformatyki –
jako nowych technik w medycynie,

•badania nad hodowlą komórek, tkanek i narządów do
transplantacji.

Środki chemiczne i biotechnologiczne

BIOTECHNOLOGIA W FARMAKOLOGII

Szczepionki:
- w medycynie
-w weterynarii

Przeciwciała stosowane w terapii chorób:

•Bezpośrednie podawanie przeciwciał zwalczających chorobę
(uodpornienie bierne),

•Zdolność roślin do wytwarzania funkcjonalnych przeciwciał
monoklonalnych.

Produkcja leków biotechnologicznych

W ten sposób można wytworzyć

skomplikowanych substancji występujących w
organizmie człowieka takich jak hormony, białka
czy przeciwciała.

3 fazy produkcji

Faza pierwsza – namnażanie komórek

Faza druga – oczyszczanie enzymu

Faza trzecia – procedura fill/finish

PROCESY BIOTECHNOLOGICZNE SĄ:

znacznie
mniej
energochłon
ne

bezodpadowe

lub

niskoodpadow

e

tańsze

wydajniejsze

powstające przy nich

zanieczyszczenia są na

ogół mało uciążliwe dla

środowiska

Laboratorium biotechnologiczne – jest to miejsce, w którym
przeprowadza się eksperymenty naukowe, czyli szereg doświadczeń
powtarzanych w zbliżonych warunkach.

 laboratoria  można podzielić na 4 grupy tzw. bio-
bezpieczeństwa (Biosafety Levels) uzależnione od
agresywności organizmów, z którymi pracuje
dane laboratorium biotechnologiczne:

BSL 1:  laboratorium pracuje z organizmami nie wywierającymi wpływu na
zdrowie ludzi i zwierząt. Takie laboratoria wymagają jedynie zachowania
podstawowych zasad higieny

BSL 2: laboratorium pracuje z organizmami wywierającymi niewielki
wpływ na organizm człowieka wywołując choroby o umiarkowanym
zagrożeniu, które jednak można leczyć

BSL 3: laboratoria pracujące z organizmami wywierającymi poważne
skutki dla organizmów, wywołując poważne schorzenia, nawet śmiertelne,
przenoszące się drogą powietrzną, które nie zawsze można wyleczyć

BSL 4: laboratoria biotechnologiczne pracujące z organizmami
oddziałujące w sposób bardzo poważny na organizm człowieka wywołujące
poważne choroby często śmiertelne dla których brak jest skutecznej
profilaktyki i leczenia.

Rynek biotechnologii należy
do najszybciej rozwijających
się w Polsce