Inligting

13.13: Inleiding tot Biotegnologie-toepassings - Biologie

13.13: Inleiding tot Biotegnologie-toepassings - Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wat jy sal leer om te doen: Identifiseer samelewingsgebruike van biotegnologie

Hierdie video bied 'n inleiding tot sommige van die nuutste deurbrake in biotegnologie: biobrandstof, gesondheid en landbou.

'n Skakel na 'n interaktiewe element kan onderaan hierdie bladsy gevind word.

In hierdie uitkoms sal ons die maniere bespreek waarop biotegnologie in ons samelewing gebruik word.


MCQ's van die bekendstelling van biotegnologie

A. Ribosome bevat RNA-nukleotiede en aminosure
B. 'n Boodskap-RNA-molekule het die vorm van 'n dubbelheliks
C. Die uracil-nukleotied bestaan ​​uit die uracil-stikstofbasis, 'n deoksiribose-suiker en 'n fosfaatgroep
D. In eukariote word DNA in die kern vervaardig en RNA word in die sitoplasma vervaardig
E. Nie een van die bogenoemde nie

10. Mould Penicillium is ontdek deur die wetenskaplike Alexander Fleming in watter jaar?

A. 1931
B. 1928
C. 1935
D. 1939
E. Nie een van die bogenoemde nie

11. Watter van die volgende is die voorbeeld van rooi biotegnologie?

A. Industriële katalisator
B. Plaagdoders
C. Antibiotika
D. Bt mielies
E. Nie een van die bogenoemde nie

12. Watter een van die volgende wetenskaplikes is Mould Penicillium ontdek?

A. Alexander Fleming
B. Louis Pasteur
C. Charles Darwin
D. Chaim Weizmann
E. Nie een van die bogenoemde nie


Vir die berekeningsoefeninge sal MATLAB® intensief gebruik word.

Aan die einde van die kursus moet die student in staat wees om:

  • Formuleer massabalanse van reaksienetwerke
  • Los massabalansvergelykings op deur lineêre programmeringsoplossers te gebruik
  • Ontleed referate oor modellering en ontleding van biologiese netwerke
  • Assesseer / Evalueer alternatiewe metodes vir die bestudering van biologiese netwerke
  • Konstrueer kinetiese modelle van biologiese reaksies

Biotegnologie: Verskeie toepassings van biotegnologie

Die rekombinante DNS-tegnologiese prosesse het groot impak gemaak op die gebied van gesondheidsorg deur massaproduksie van veilige en doeltreffender terapeutiese middels.

Verder veroorsaak die rekombinante terapeutika nie ongewenste immunologiese response nie. Nou is ongeveer 30 rekombinante terapeutiese middels oor die hele wêreld vir menslike gebruik goedgekeur. In Indië word 12 hiervan tans bemark.

Geneties gemanipuleerde insulien:

Rol van Sharpy-Shafer, Banting, Best en Macleod. Sharpy-Shafer (1916) het eers die mening uitgespreek dat diabetes veroorsaak word deur die versuim van die eilandjies van die pankreas om 'n stof af te skei wat deur hom as insulien genoem word. Insulien word afgeskei deur die Beta-selle van die eilandjies van Langerhans van die pankreas. In 1921 het Banting en Best daarin geslaag om met behulp van Macleod 'n suiwer uittreksel van insulien uit die pankreas-eilandjies van 'n hond voor te berei. Banting en Macleod het die 1923 Nobelprys vir Geneeskunde of Fisiologie gewen.

Hulle het getoon dat toediening van insulien diabetes by mense kan genees, vroeër is insulien vir die genesing van diabetes uit pankreas van geslagte varke en beeste onttrek. Hierdie insulien verskil effens van menslike insulien en bring 'n paar ongewenste newe-effekte soos allergie mee.

Struktuur van insulien:

Menslike insulien bestaan ​​uit 51 aminosure wat in twee polipeptiedkettings gerangskik is, A met 21 aminosure en В met 30 aminosure. Die twee polipeptiedkettings is onderling verbind deur twee disulfiedbrûe (Fig. 12.9) of S-S koppelings. 'n S-S-koppeling kom ook in A-ketting voor. Die hormoon ontwikkel uit 'n stoorproduk genaamd proinsulien.

Proinsulien het drie kettings, A, В en С. С -ketting met 33 aminosure word verwyder voor insulienvorming. Bakterieë kan nie gemaak word om insulien uit sy geen te sintetiseer nie as gevolg van die teenwoordigheid van introne. Bakterieë beskik nie oor ensieme vir die verwydering van intron-gemedieerde transkripsie nie.

Hoe word insulien gesintetiseer?

Soos vroeër genoem, word insulien geproduseer deur die Beta-selle van die eilandjies van Langerhans van die pankreas. Die geen vir hierdie proteïensintese is op chromosoom 11 geleë. By soogdiere, insluitend mense, word insulien gesintetiseer as 'n pro-hormoon (soos 'n pro-ensiem, die prohormoon moet ook verwerk word voordat dit 'n ten volle volwasse en funksionele hormoon word) wat bevat 'n ekstra stuk wat die С-peptied genoem word.

Hierdie peptied is nie teenwoordig in die volwasse insulien nie en word tydens rypwording in insulien verwyder. Die grootste uitdaging vir die produksie van insulien met behulp van rDNA-tegniek was om insulien in 'n volwasse vorm saam te stel. In 1983 het Eli Lilly, 'n Amerikaanse maatskappy, eers twee DNA-volgordes voorberei wat ooreenstem met A- en В-kettings van menslike insulien en dit in plasmiede van Escherichia coli ingebring om insulienkettings te vervaardig. Kettings A en В is afsonderlik vervaardig, onttrek en gekombineer deur disulfiedbindings te skep om menslike insulien (humulien) te vorm.

Molekulêre struktuur van insulien is deur Sanger uitgewerk. Tsan het die eerste keer menslike insulien gesintetiseer.

Produksie van menslike insulien:

Dit behels in wese die volgende fases:

(i) Isolasie van skenker of DNA-segment:

'n Nuttige DNA-segment word uit die skenker-organisme geïsoleer.

(ii) Vorming van rekombinante DNA (rDNA):

Beide die vektor- en skenker-DNS-segmente word gesny in die teenwoordigheid van restriksie-endonuklease. In die teenwoordigheid van ligase word DNA-segmente van beide verbind om rDNA te vorm.

(iii) Produksie van veelvuldige kopieë van rDNA:

Die volgende stap in die proses is die vervaardiging van veelvuldige kopieë van hierdie rekombinante DNA.

(iv) Bekendstelling van rDNA in die ontvanger organisme:

Hierdie rDNA word in 'n ontvanger-organisme ingevoeg.

(v) Sifting van die getransformeerde selle:

Die ontvanger (gasheer) selle word gekeur in die teenwoordigheid van rDNA en die produk van skenker geen.

Die getransformeerde selle word geskei en vermenigvuldig, 'n ekonomiese metode vir die massaproduksie daarvan. Die verskillende stappe en hul volgorde vir die produksie van menslike insulien word in Fig. 12.11 uitgebeeld.

Dr Saran Narang, 'n wetenskaplike van Indiese oorsprong, werksaam in Ottawa, Kanada, was betrokke by die kloning van insuliengene.

i. Die bekendste van die honde wat Banting en Best gebruik het, was een genaamd “Marjorie”.

ii. Die eerste pasiënt met diabetes wat insulien toegedien is, was die 14-jarige Leonhard Thompson.

iii. Insulien kan nie mondelings aan diabetiese pasiënte toegedien word nie omdat dit in die spysverteringskanaal afbreek.

iv. Banting is op 14 November 1891 gebore, en daarom word 14 November as "Diabeetdag" waargeneem.

v. In 1982 was insulien (Eli Lilly's Humulin) die eerste produk wat geneties gemanipuleerde bakterieë gemaak is wat goedgekeur is vir gebruik in Brittanje en die V.S.A.

Geenterapie:

Geenterapie is die tegniek van genetiese ingenieurswese om ''n foutiewe geen' deur 'n normale gesonde funksionele geen te vervang.

Tipes geenterapie:

(i) Kiemlyn-geenterapie:

In hierdie tipe geenterapie word kiemselle, dit wil sê, sperms of eiers (selfs sigote) gemodifiseer deur die bekendstelling van funksionele gene, wat gewoonlik in hul genome geïntegreer word.

(ii) Somatiese Selgeenterapie:

In hierdie tipe geenterapie word die geen slegs in somatiese selle ingevoer.

Slegs invoering van 'n nuwe geen in die somatiese selle word tans toegelaat. Genetiese modifikasie in die kiemselle van die nageslag is nie toelaatbaar nie.

Siektes en geenterapie:

Die siektes waarvoor wetenskaplikes ernstige pogings aanwend om deur geenterapie te beheer, is ernstige gekombineerde immuniteitsgebreksiekte (SCID), Duchenne-spierdistrofie en sistiese fibrose. Hierdie afwykings is hoofsaaklik as gevolg van enkelgeendefekte. Kanker, kardiovaskulêre siektes, diabetes, hipertensie, artritis, sekelselanemie, ens. is komplekse genetiese afwykings. Die dag is egter nie ver wanneer hierdie siektes deur geenterapie genees kan word nie.

Voorbeeld. Adenosien Deaminase (ADA) tekort:

Die eerste kliniese geenterapie is in 1990 aan 'n 4-jarige meisie met adenosien-deaminase (ADA)-tekort gegee. Hierdie ensiem is baie belangrik vir die immuunstelsel om te funksioneer. ADA-tekort kan lei tot ernstige gekombineerde immuungebrek (SCID). SCID word veroorsaak as gevolg van defek in die geen vir die ensiem adenosien deaminase.

By sommige kinders kan ADA-tekort genees word deur beenmurgoorplanting. In ander kan dit egter deur ensiemvervangingsterapie behandel word, waarin funksionele ADA deur inspuiting aan die pasiënt gegee word. Maar in beide benaderings word die pasiënte nie heeltemal genees nie.

Omdat hierdie pasiënte nie funksionele T-limfosiete het nie, kan hulle nie immuunresponse teen indringer patogene verskaf nie.

As 'n eerste stap na geenterapie (Fig. 12.12) word limfosiete, 'n soort witbloedselle, uit die beenmurg van die pasiënt onttrek en in 'n kultuur buite die liggaam gekweek. 'n Funksionele ADA cDNA (met behulp van 'n retrovirale vektor) word dan in hierdie limfosiete ingebring, wat weer in die pasiënt se beenmurg ingespuit word.

Maar aangesien hierdie selle nie altyd lewendig bly nie, benodig die pasiënt periodieke infusie van sulke geneties gemanipuleerde limfosiete. As die geïsoleerde geen van beenmurgselle wat ADA produseer egter in vroeë embrioniese stadiums in selle ingebring word, kan dit 'n permanente genesing wees.

Molekulêre diagnose (diagnose van siekte):

Dit is algemeen bekend dat 'n vroeë diagnose en begrip van die patofisiologie daarvan (simptome, ens.) baie belangrik is vir die effektiewe behandeling van die siekte. Deur gebruik te maak van konvensionele metodes van diagnose (serum- en urine-analise, ens.) is vroeë opsporing nie moontlik nie. Rekombinante DNA-tegnologie, Polimerase Kettingreaksie (PCR) en Ensiem Gekoppelde Immunosorbent Assay (ELISA) is van die tegnieke wat die doel van vroeë diagnose dien.

Die molekulêre probes is gewoonlik enkelstrengige stukke DNA's (soms RNA's) gemerk met radio-isotope soos 32p. Molekulêre probes is beskikbaar vir baie genetiese afwykings soos Duchenne-spierdistrofie sistiese fibrose, Tay-Sachs-siekte.

Die analitiese tegnieke wat gebruik word vir die identifisering van 'n spesifieke DNA, 'n RNA of 'n proteïen van duisende van elk word gesamentlik kladtegniek genoem. In Southern blotting vind ekstraksie van DNA uit die selle (sê leukosiete) plaas. Laasgenoemde op gemerkte DNA hibriede komplekse word gevorm wat geïdentifiseer kan word by blootstelling aan X-straalfilm.

In Northern blotting word RNA geïdentifiseer deur gemerkte DNA of RNA-sonde. In Western blotting word proteïen geïdentifiseer met behulp van gemerkte teenliggaampies. Die radioaktief gemerkte DNA-probes word gevorm.

Die teenwoordigheid van 'n patogeen (bakterieë, virusse, ens.) word gewoonlik slegs vermoed wanneer die patogeen 'n siek simptoom geproduseer het. Teen hierdie tyd is die aantal patogene reeds baie hoog in die liggaam, maar baie lae telling van 'n bakterie of virus (wanneer die simptome van die siekte nog nie sigbaar is nie) kan opgespoor word deur vermenigvuldiging van hul nukleïensuur deur PCR.

PCR kan baie lae hoeveelhede DNA opspoor. PCR word nou gewoonlik gebruik om MIV by vermeende vigspasiënte op te spoor. Dit word ook gebruik om mutasies in gene by vermeende kankerpasiënte op te spoor. Dit is 'n goeie tegniek om baie ander genetiese afwykings te identifiseer.

'n Enkelstrengs DNA of RNA wat met 'n radioaktiewe molekule (sonde) verbind is, word toegelaat om met sy komplementêre DNA in 'n kloon van selle te hibridiseer. Dit word gevolg deur opsporing met behulp van outoradiografie. Die kloon met die gemuteerde geen sal nie op die fotografiese film verskyn nie, omdat die sonde nie die komplementêr met die gemuteerde geen sal hê nie.

ELISA is gebaseer op die beginsel van antigeen-teenliggaam interaksie. Dit kan 'n baie klein hoeveelheid proteïen (teenliggaampies of antigeen) opspoor met behulp van ensiem (bv. peroksidase of alkaliese fosfatase). Infeksie deur patogeen kan opgespoor word deur die teenwoordigheid van antigene soos proteïene, glikoproteïene, ens. of deur die teenliggaampies wat teen die patogeen gesintetiseer word op te spoor.

Steroïede:

Steroïede is kristalliseerbare lipiede met 'n hoë molekulêre gewig. Hulle bestaan ​​uit een 8-koolstofring en drie 6-koolstofringe. Steroïede word in beide plante en diere aangetref. Murray en Peterson (1950) het opgemerk dat die swam Rhizopus stolonifer hidroksilasie van steroïede kan veroorsaak. Belangrike gebruike van steroïede is:

(i) Kortisoon en sy derivate (prednisoon en prednisoloon) is effektief in die behandeling van rumatoïede artritis.

(ii) Dit is bekend dat steroïedhormone reguleerders van metabolisme in die dier- of menslike liggaam is.

(iii) Steroïedbehandeling word gegee om immuunresponse te onderdruk by pasiënte met outo-immuun siektes of persone wat orgaanoorplantings gehad het.

(iv) Prednisoloon word as 'n anti-inflammatoriese middel gebruik.

(v) Oestrogenen en progesteroon’s word gebruik in die voorbereiding van orale voorbehoedmiddels (geboortebeperkingspille).

Entstowwe:

Entstowwe is óf verswakte (lewendige maar swak) óf dooie (inerte) siektemiddels wat, wanneer dit in 'n gesonde persoon toegedien word, tydelike of permanente immuniteit teen daardie spesifieke siekte bied. Die term entstof is bekendgestel deur Edward Jenner (1790) wat op pokke gewerk het.

Later is Jenner se bevindings deur Louis Pasteur (1879) uitgebrei na ander aansteeklike siektes soos miltsiekte, hondsdolheid en cholera. Pasteur het die wetenskaplike basis van inenting gevestig. Onlangs is 'n paar tweede generasie entstowwe voorberei met behulp van genetiese ingenieurstegnieke teen hepatitis-B en herpesvirus.

Hulle is meer eenvormig in kwaliteit en produseer minder newe-effekte in vergelyking met 'eerste generasie entstowwe'. Deesdae word die produksie van 'derde generasie entstowwe' genaamd sintetiese entstowwe probeer. Antifertiliteit-entstowwe is ook ontwikkel.

Die gene wat antigeniese proteïene kodeer, kan van die patogene geïsoleer word en in plante uitgedruk word. Sulke transgeniese plante of hul weefsels wat antigene produseer, kan vir inenting/immunisering geëet word. Dit word eetbare entstowwe genoem.

Die uitdrukking van sulke antigeniese proteïene in gewasse soos piesang en tamatie is nuttig vir immunisering van mense omdat piesang- en tamatievrugte rou geëet kan word. Die eetbare entstowwe wat in transgeniese plante geproduseer word, het groot voordele soos minder bergingsprobleme, maklike afleweringstelsel deur voeding en lae koste in vergelyking met die rekombinante entstof.

Menslike groeihormoon (hGH) - Somatotropien:

hGH word deur die anterior lob van die pituïtêre klier afgeskei. Afskeiding van hGH word gereguleer deur twee ander hormone wat deur hipotalamus afgeskei word. Hierdie hormone is:

(i) somatotropien vrystellende hormoon wat die anterior lob van pituïtêre klier stimuleer om somatotropien of groeihormoon vry te stel

(ii) Somatostatien of groei-inhiberende hormoon wat die afskeiding van groeihormoon vanaf die anterior lob van die pituïtêre klier inhibeer. Tekort aan somatotropien in ongeveer 3% gevalle is oorerflik. Dit is na raming ongeveer 1 kind uit 5 000. hGH is baie nuttig vir die kinders wat gebore is met hipopituitarisme wat 'n vorm van dwergisme is. Dit word veroorsaak deur minder afskeiding van hGH vanaf die anterior lob van die pituïtêre klier. hGH is ook nuttig in “genesing van beserings”.

Beesgroeihormoon (BGH):

Hierdie hormoon het veeartsenykundige gebruike. Byvoorbeeld, die inspuiting van 'n koei met beesgroeihormoon (BGH) kan melkproduksie met soveel as 25% verhoog. BGH verbeter ook beesvleisopbrengs by beeste (10-15% toename in liggaamsmassa).

Forensiese medisyne (identifikasie van moorde, verkragters, ens.):

Biotegnologie het bewys dat dit 'n seën is in die oplossing van misdade, regsgeskille, ens. Die vasstelling van die identiteit van slagoffers (bv. van moord, ongelukke, ens.), misdadigers (bv. in gevalle van verkragting, moord, ens.), vader ( in gevalle van vaderskapgeskil) ens. nie in staat is om die probleme van misdade/sake op te los nie. 'n Biotegnologiese prosedure, genaamd DNS-vingerafdruk of DNS-profilering, is 'n hoogs sensitiewe, dwaasvaste, absoluut akkurate en uiters veelsydige benadering tot hierdie probleem.

Monoklonale teenliggaampies:

Teenliggaampies afkomstig van 'n enkele kloon van selle wat slegs een soort antigeen herken, word monoklonale teenliggaampies genoem. Die tegniek om monoklonale teenliggaampies te produseer deur normale teenliggaamproduserende selle te smelt met selle van kankergewasse is in 1970 deur Georges Kohler en Cesar Milstein bekendgestel. Die belangrikste stappe in die produksie van monoklonale teenliggaampies met hibriede kulture word hieronder genoem:

(i) Eerstens word 'n muisrot of 'n ander dier met spesifieke antigeen ingespuit (waarteen die teenliggaampies benodig word).

(ii) Die dier begin teenliggaampies teen die antigeen in B-limfosietselle in die milt ontwikkel,

(iii) Die milt van die dier word verwyder en sy B-limfosietselle word geïsoleer

(iv) Net so word die selle wat beenmurgkanker (myeloomselle) produseer, geïsoleer. Hierdie selle behoort nie in staat te wees om hul eie voedingstowwe te sintetiseer nie,

(v) Die twee tipes selle (dws myeloomselle en teenliggaam-produserende selle) word gemaak om in kulture te versmelt. Die saamgesmelte selle word hybridomas genoem.

(vi) Die hele kultuur word verskuif na 'n medium wat tekort is aan die voedingstof wat deur die myeloomselle benodig word waar myeloomselle nie kan oorleef nie. In hierdie medium sterf al die ongefuseerde myeloomselle en slegs hibridoomselle oorleef, (vii) Die oorlewende hibridoomselle word toegelaat om afsonderlik te vermeerder en elke kloon word getoets vir sy vermoë om 'n gewenste teenliggaam te produseer.

(viii) Die klone wat positiewe resultate toon, word geïsoleer en gekweek vir grootskaalse produksie van die teenliggaam.

Monoklonale teenliggaampies is hoogs spesifiek vir spesifieke antigene en kan maklik buite die liggaam gekweek word. Hierdie teenliggaampies is dus meer effektief en ideaal vir die diagnose van sekere spesifieke siektes. Een van die doeltreffendste toepassings van monoklonale teenliggaampies is immuunonderdrukking vir nieroorplanting.

Interferone (IFNs):

Interferone is die antivirale glikoproteïene (genoem sitokiene) wat funksioneer as immuunreguleerders of limfokiene wat deur die besmette selle geproduseer word in reaksie op virusinfeksies (in 1957 ontdek deur Alec Issacs en Jean Lindenmann). Hierdie proteïene word deur die meeste liggaamselle geproduseer tydens blootstelling aan virusse.

Hulle diffundeer na naburige selle en veroorsaak 'n reaksie wat die spesifieke virusse neutraliseer. Sommige interferone neutraliseer ook ander virusse en voorkom dus virale infeksies. Hulle inhibeer ook sellulêre proliferasie en moduleer die immuunstelsel van die organisme.

Daar is drie hoofklasse interferone

Hierdie soort interferon word geproduseer wanneer leukosiete en limfosiete aan virus blootgestel word.

Dit word geproduseer deur fibroblaste, epiteelselle, makrofiete en leukosiete in reaksie op virale infeksie.

Dit word geproduseer deur T-limfosiete wat deur antigeniese stimulasie geïnduseer word.

Tot onlangs was die enigste bron van interferone menslike witbloedselle of virusbesmette menslike selle wat in weefselkultuur gekweek is. Produksie van menslike interferon deur die kloning van gene in kolonbasille is in 1980 deur twee Amerikaanse wetenskaplikes Gilbert en Weissmann begin.

Die werk het 'n golf van eksperimentering veroorsaak wat gelei het tot die produksie van interferone in groot hoeveelhede deur rekombinante DNA-tegnologie. Die interferone (veral IFN-a) word op 'n beduidende skaal gebruik vir die behandeling van hepatitis-B. Interferone word ook getoets vir die behandeling van kanker en sommige virussiektes, insluitend VIGS.

Gebruik van Polimerase Kettingreaksie (PCR):

PCR is 'n tegniek waardeur enige stuk DNA vinnig geamplifiseer (baie keer gekopieer) kan word sonder om selle te gebruik.Die DNS word in 'n proefbuis geïnkubeer met 'n spesiale soort DNS-polimerase-ensiem, 'n mengsel van deoksiribonuleotiede vir gebruik as grondstof, en kort stukkies sintetiese enkelstring DNS om as primers vir DNS-sintese te dien. PCR kan binne 'n paar uur miljarde kopieë van 'n DNS-segment maak.

Om 'n DNA-segment in bakterieë te kloneer neem dae. Wanneer die bron van DNS karig of onsuiwer is, kan dit deur PCR-tegniek versterk word. Amplifikasie kan die identifikasie van DNA makliker maak. Aangesien die volgorde van MIV-DNS bekend is, kan die amplifikasie daarvan deur PCR help om MIV-DNS in bloed- of weefselmonsters op te spoor.

Dit is dikwels die beste manier om infeksie op te spoor. DNS van enkel embrioniese sel word versterk deur PCR vir vinnige prenatale diagnose van genetiese afwykings. DNS van klein hoeveelhede bloed, weefsel of semen wat op die terrein van misdaad gevind word, kan versterk word om die identifikasie daarvan te vergemaklik.

DNA-tegnologie kan help om individue met genetiese afwykings te identifiseer voor die verskyning van simptome, selfs voor geboorte. Dit is ook moontlik om simptoomlose draers van potensieel skadelike resessiewe allele te identifiseer, soos van hemofilie, fenielketonurie (PKU). PCR is ook nuttig in DNA-vingerafdrukke.

Maak 'n keuse van baba se geslag:

Onlangs is tegnieke ook ontwikkel wat nie voorkeuraborsie sal vereis nie, maar voorkeurbevrugting sal toelaat deur manlike (dra Y-chromosoom) of vroulike (dra X-chromosoom) bepalende sperms. Daar is nou tegnieke beskikbaar, wat die skeiding van sperms wat Y-chromosome dra, van die ejakulaat van 'n man moontlik maak (deur Ericson se metode ontwikkel deur R. Ericson van V.S.A) om gebruik te word vir inseminasie van vroue wat ovuleer.

Hierdie tegniek (met behulp van quinacrine vlek) is met 80% sukses in 47 spermsentrums in die wêreld gebruik, insluitend een in Mumbai. Ericson het eintlik 'n maatskappy met die naam Gametrics Ltd, in Kalifornië, V.S.A. gestig wat spesialiseer in die skeiding van sperms met Y-chromosoom en honderde manlike kinders is met die hulp daarvan geproduseer.

Tegnieke is ook ontwikkel om sperms wat X-chromosoom dra te skei vir kunsmatige inseminasie wat lei tot die geboorte van vroulike kinders. Hierdie tegniek behels 'sephadex jelkolom' waarin sperms met Y, wat ligter is, in gel vasgevang word en dié met X wat swaarder is, bereik die onderkant van die kolom, en kan vir inseminasie gebruik word.

Produksie van vitamiene:

1. Vitamien B12 (Riboflavin):

Riboflavin word kommersieel vervaardig deur direkte fermentasie deur die swam Ashbya gossypii te gebruik. Fermentasietoestande -pH 6.0 tot 7.5, 4 tot 5 dae by 28-30°C, aërobies.

2. Vitamien B12 (Kobalamien):

Nou 'n dag se vitamien B12 word geproduseer deur 'n direkte fermentasie deur gebruik te maak van streptomyces spesies soos Streptomyces griseus. Fermentasietoestande -pH 6 tot 7.7, 2 dae by 26 – 28°C, aërobies.

3. Vitamien C (askorbiensuur):

Vitamien С is die eerste keer herken toe die Skotse vlootchirurg James Lind in 1747 ontdek het dat iets in Sitrusvoedsel skeurbuik voorkom. In 1928 was Albert Szent-Gyorgyi, 'n baie bewonderde biochemikus, die eerste wat vitamien С (askorbiensuur) geïsoleer het. Hy het later die 1937 Nobelprys in Fisiologie en Geneeskunde vir ander werk gewen.

Vitamien С was die eerste vitamien wat kunsmatig gesintetiseer is in 'n proses wat uitgevind is deur Dr. Tadeusz Reichstein, van die Switserse Instituut vir Tegnologie in Zürich in 1939. Vitamien С word geproduseer deur die gebruik van Gluconobacter oxydans. Fermentasietoestande -pH 7, 45 uur by 30°C, aërobies.

4. Vitamien A (Р-Karoteen):

P-karoteen word geproduseer deur lede van die choanephoraceae-familie van phycomycetes. Phycomyces blakesleeanus, Choanephora cucurbitarum en Blackeslea trispora is omvattend bestudeer vir hul vermoë om P-karoteen te produseer.

Toepassings van Rekombinante DNA Tegnologie/Genetiese:

1. Molekulêre ontleding van siektes:

DNS-navorsing het gehelp om die molekulêre basis van siektes soos sekelselanemie, talassemieë, ens.

2. Produksie van proteïene in oorvloed:

Met behulp van rekombinante DNA-tegniek is verskeie proteïene in oorvloed geproduseer om die siektes te genees. Dit is insulien, groeihormoon, interferon’s, entstowwe, eritroproteïene en bloedstollingsfaktore.

3. Laboratorium diagnostiese toepassing:

rDNA-tegnologie maak die diagnose van baie siektes (bv. VIGS) eenvoudig en vinnig.

Die genetiese siektes soos sekelselanemie kan deur geenterapie genees word.

5. Voorgeboortelike diagnose van siektes:

DNS wat versamel word uit die vrugwater wat die fetus omring, kan gebruik word om die genetiese siektes te voorspel.

6. Aansoek by Geregtelike Geneeskunde:

rDNA-tegnologie het grootliks gehelp om misdadigers deur DNS-vingerafdrukke te identifiseer en die geskille oor ouerskap van kinders te besleg.

7. Landboutoepassing:

rDNA-tegnologie word gebruik vir die ontwikkeling van transgeniese plante wat droogte en siektes weerstaan ​​en hul produktiwiteit verhoog. Dit verbeter die kwaliteit van voedsel.

8. Industriële toepassing:

Ensieme wat deur rDNA-tegnologie gesintetiseer word, word gebruik om suikers, kaas en skoonmaakmiddels te vervaardig.

9. Toepassing op Diere:

Dit word gebruik vir die ontwikkeling van proefbuisbabas om onvrugbaarheid en produksie van transgeniese diere te oorkom.

rDNA-tegniek is van groot nut om verskeie ontbrekende skakels in die evolusie aan te sluit. Dit word gedoen deur die DNS van uitgestorwe diere te versterk.

Eties Kwessies:

Etiek sluit gedragsreëls in waarvolgens 'n gemeenskap sy gedrag reguleer en besluit watter aktiwiteit wettig is en watter nie. Daarom sluit bio-etiek gedragsreëls in wat gebruik kan word om ons aktiwiteite met betrekking tot die biologiese wêreld te reguleer.

Die belangrikste bio-etiese bekommernisse met betrekking tot biotegnologie word kortliks soos volg genoem:

(i) Die inbring van 'n transgeen van een spesie in 'n ander spesie skend die 'integriteit van spesie',

(ii) Biotegnologie kan onvoorsiene risiko's vir die omgewing inhou, insluitend risiko's vir biodiversiteit,

(iii) Oordrag van menslike gene na diere (en omgekeerd) verwater die konsep van 'menslikheid',

(iv) Wanneer diere vir die vervaardiging van farmaseutiese proteïene gebruik word, word hulle feitlik gereduseer tot die status van 'n 'fabriek',

(v) Die gebruik van diere in biotegnologie veroorsaak groot lyding vir hulle,

(vi) Biotegnologie is oneerbiedig teenoor lewende wesens, en buit hulle slegs uit tot voordeel van mense.

Daarom het die Indiese regering organisasies soos GEAC (Genetic Engineering Approval Committee) op die been gebring wat besluite sal neem oor die geldigheid van GM-navorsing en die veiligheid van die bekendstelling van GM-organismes vir openbare dienste.

1. Sekere maatskappye kry patente vir produkte en tegnologieë wat gebruik maak van die genetiese materiale, plante en ander biologiese hulpbronne wat lank reeds geïdentifiseer, ontwikkel en gebruik is deur boere en gewone mense van 'n bepaalde streek/land. Daar is talle variëteite van rys in Indië alleen.

Die verskeidenheid rys in Indië is een van die rykstes ter wêreld. Basmati-rys is kenmerkend vir sy unieke aroma en geur en 27 gedokumenteerde variëteite van Basmati word in Indië gekweek. Daar is verwysing na Basmati in antieke boeke, aangesien dit al eeue lank gegroei het. In 1997 het 'n Amerikaanse maatskappy patentregte op Basmati-rys gekry deur die Amerikaanse Patent- en Handelsmerkkantoor.

Dit het die maatskappy in staat gestel om 'n 'nuwe' verskeidenheid Basmati in die VSA en in die buiteland te verkoop. Hierdie 'nuwe' variëteit van Basmati was eintlik afkomstig van Indiese boerevariëteite. Indiese Basmati is gekruis met semi-dwergvariëteite en geëis as 'n uitvinding of 'n nuwigheid. Die patent strek tot funksionele ekwivalente, wat impliseer dat ander mense wat Basmati-rys verkoop deur die patent beperk kan word.

2. Verskeie pogings is ook aangewend om gebruike, produkte en prosesse te patenteer gebaseer op tradisionele Indiese kruiemedisyne, bv. borrie neem. As ons nie waaksaam is nie, kan ander lande/individue op ons ryk nalatenskap gebruik maak.

Meestal is die ontwikkelde nasies finansieel ryk, maar arm aan biodiversiteit en tradisionele kennis. Daarteenoor is die ontwikkelende en die onderontwikkelde wêreld ryk aan biodiversiteit en tradisionele kennis wat met bio-hulpbronne verband hou. Tradisionele kennis wat verband hou met biohulpbronne kan ontgin word om moderne toepassings te ontwikkel.

Sommige nasies ontwikkel wette om sulke ongemagtigde uitbuiting van hul biohulpbronne en tradisionele kennis te voorkom.

3. Die GM-gewasse is vinnig besig om 'n deel van landbou regoor die wêreld te word vanweë hul bydrae tot die verhoogde gewasproduktiwiteit en tot globale voedsel-, voer- en veselsekerheid, benewens hul gebruik in gesondheidsorg en industrie.

4. Die effek van GM gewasse op nie-teiken en voordelige insekte/mikrobes.

5. Transgene kan deur stuifmeel na verwante plantspesies ontsnap (geenbesoedeling) en kan lei tot die ontwikkeling van superonkruide.

6. Die GM-gewasse kan die fundamentele plantaardige aard van plante verander namate die gene van diere (bv. vis of muis) in gewasplante ingebring word.

7. Die veiligheid van GM voedsel vir menslike en diereverbruik, (bv. GM voedsel kan allergenisiteit veroorsaak).

8. Die effek van GM gewasse op biodiversiteit en omgewing.

9. Die transgene kan van plante na dermmikroflora van mense en diere beweeg en antibiotiese weerstand veroorsaak.

10. Die GM-gewasse kan lei tot die verandering in die evolusionêre patroon.

11. Wetenskaplikes kan nie die moontlikheid van mutasie of ander biologiese skade uitsluit nie.

12. Die vrystelling van geneties gemanipuleerde plante en diere in die omgewing kan die bestaande ekologiese balans versteur.

13. Die gebruik van rekombinante mikroörganismes vir verskeie kommersiële doeleindes kan per ongeluk nuwe aansteeklike middels skep.

14. Die grootste vrees wat met die geneties gemanipuleerde mikroörganismes geassosieer word, is dat hulle uit die laboratorium in die omgewing kan ontsnap met onvoorspelbare noodlottige gevolge. VIGS-virus is veronderstel om die uitkoms van so 'n navorsing te wees.

Bio-patent:

'n Patent is die reg wat 'n regering aan 'n uitvinder verleen om ander te verhoed om kommersiële gebruik van sy uitvinding. Wanneer patente vir biologiese entiteite en vir produkte wat daaruit verkry word, toegestaan ​​word, word hierdie patente biopatente genoem. In die eerste plek ken geïndustrialiseerde lande, soos die VSA, Japan en lede van die Europese Unie, Bio-patente toe. Biopatente word toegeken vir (i) stamme van mikroörganismes, (ii) sellyne, (iii) geneties gemodifiseerde stamme van plante en diere, (iv) DNS-volgordes, (v) die proteïene wat deur DNS-volgordes gekodeer word, (vi) verskeie biotegnologiese prosedures, (vii) produksieprosesse, (viii) produkte en (ix) produktoepassings. Daar is 'n opposisie van sosiale groepe teen biopatente. Hierdie besware is hoofsaaklik eties en polities. Sommige biopatente is baie wyd in hul dekking. Byvoorbeeld, een patent dek "alle transgeniese plante van die Brassica-familie".

Gekanselleerde patente op natuurlike produk uitvindings:

Patente op natuurlike produk uitvindings is onderhewig aan aanvalle tensy alle publieke kennis oor die betrokke spesie en die gebruik daarvan volledig openbaar gemaak word. Byvoorbeeld, 'n 1995-patent, "Gebruik van borrie in wondgenesing", is in 1998 gekanselleer. Die nuwe bewyse het vasgestel dat die gebruik van borrie om wondgenesing te bevorder al geslagte lank in Indië bekend is.

Net so het die 1986-plant 'n oënskynlik nuwe, duidelike verskeidenheid van Banisteriopsis caapi, bekend in die Amasone as ayahuasca, geëis. Nuwe bewyse stel egter vas dat die beweerde plant eintlik die wilde ongekultiveerde tipe is, en nie nuut of kenmerkend is nie. COICA, 'n organisasie van inheemse mense, en die Amasone-koalisie het 'n herondersoek van die ayahuasca-patent versoek, met die doel om uit te skakel wat as 'n immorele onteiening van hul tradisionele en biologiese erfenis beskou word. Meer sulke uitdagings kan verwag word.

Belang van bio-patente:

Bio-patentstelsel laat private, monopolieregte oor selle, gene, diere en plante toe. Dit beteken dat mense nie belangrike navorsingsinligting sal deel nie omdat hulle bang is dat dit deur iemand anders gepatenteer sal word. Die mense sal nie navorsing doen in gebiede wat deur patente oorheers word nie.

Dit sal lei tot navorsingsprogramme wat oorheers word deur patenteerbaarheid en winsgewendheid eerder as behoefte. Dit gee die patenthouer monopoliebeheer oor hulpbronne vir voedsel en medisyne. Die belangrike voordele van bio-patente is dat dit 'n direkte aansporing vir genetiese ingenieurswese is. Die argumente ten gunste van bio-patente is hoofsaaklik verhoogde ekonomiese groei.

Gene, selle, mikroörganismes, plante en diere is nie 'n uitvinding nie en moet dus nie gepatenteer word nie.

Bio-roof:

Sommige organisasies en multinasionale maatskappye ontgin en/of patenteer biologiese hulpbronne of bio-hulpbronne van ander nasies sonder behoorlike magtiging van die betrokke lande, dit word bio-rooftog genoem.

Historiese aspekte:

Enkele voorbeelde van bekende versamelreise word hieronder gegee:

(a) Die opgetekende geskiedenis van internasionale plantversamelsendings gaan minstens 3500 jaar terug toe Egiptiese heersers plante begin huis toe bring ná militêre ekspedisies.

(b) In die vorige eeu het die Britse Ryk gereelde plantversamelings ingestel. Tydens die Voyage of the Beagle het Charles Darwin eenvoudig geneem wat hom geïnteresseerd het, van die Galapagos en elders, en dit huis toe gebring.

(c) Die Koninklike Botaniese Tuine het rubberbome uit Brasilië geneem en dit in Suidoos-Asië geplant. Hulle het cinchona-sade uit Bolivia geneem, in stryd met nasionale wetgewing, en dit in Indië geplant.

(d) Commodore Perry se vlootsending na Japan het 'n wye verskeidenheid plante versamel om na die Verenigde State terug te bring.

(e) Meer onlangs het die avonture van Richard Shultes gedurende die middel van die twintigste eeu 'n legende onder etnobotaniste geword. Hy kon bevriend raak met plaaslike sjamane, wat hom toegelaat het om duisende geskenkbewysmonsters van medisinale plante te versamel, waarvan honderde nooit voorheen taksonomies geïdentifiseer is nie.

Nie een van hierdie bekende versamelreise is op wettige gronde betwis nie. As dit vandag gedoen word, hoe sou hulle uitgedaag word?

Ontginning van bio-hulpbronne:

Instellings en maatskappye van geïndustrialiseerde lande versamel en ontgin die bio-hulpbronne, soos volg:

(i) Hulle versamel en patenteer self die genetiese hulpbronne. Byvoorbeeld, 'n patent wat in die VSA toegestaan ​​is, dek die hele 'basmati' rys kiemplasma inheems aan ons land,

(ii) Die bio-hulpbronne word ontleed vir die identifisering van waardevolle bio-molekules. 'n Biomolekule is 'n verbinding wat deur 'n lewende organisme geproduseer word. Die bio-molekules word dan gepatenteer en gebruik vir kommersiële aktiwiteite,

(iii) Nuttige gene word uit die bio-hulpbronne geïsoleer en gepatenteer. Hierdie gene word dan gebruik om kommersiële produkte te genereer,

(iv) Die tradisionele kennis wat verband hou met bio-hulpbronne word aangewend om bogenoemde doelwitte te bereik. In sommige gevalle kan die tradisionele kennis self die onderwerp van 'n patent wees.

Brazzein:

Brazzein is 'n proteïen wat deur 'n Wes-Afrikaanse plant, Pentadiplandra brazzeana, vervaardig word, wat ongeveer 2 000 keer so soet soos suiker is. Dit word gebruik as 'n lae-kalorie versoeter. Plaaslike mense gebruik al eeue lank die super-soet bessies van hierdie plant. Maar die proteïen brazzein is gepatenteer in V.S.A. Die geen wat brazzein kodeer, is ook geïsoleer volgens volgorde en gepatenteer in V.S.A. Daar word voorgestel om die brazzein-geen na mielies oor te dra en dit in mieliepitte uit te druk. Hierdie pitte sal dan gebruik word vir die onttrekking van brazzein. Hierdie ontwikkeling kan ernstige implikasies hê vir lande wat groot hoeveelhede suiker uitvoer.

Voorbeelde van bio-piracy:

Die Thai Ministerie van Wetenskap en sy Biotegnologie-instituut het die Britse Universiteit van Portsmouth van “bio-piracy” beskuldig, aangesien hulle geweier het om tot 200 stamme mariene swamme wat hulle in kuswaters en moerasse rondom Thailand versamel het, terug te gee. In plaas daarvan word berig dat die Universiteit van Portsmouth in die proses is om die regte op "hul" Thaise swamme aan 'n medisynemaatskappy te verkoop vir keuring, aangesien die swamme glo verbindings bevat vir die behandeling van alles van vigs tot kanker - ter waarde van miljoene ponde. Thailand dring daarop aan dat die aanhou van die swamme sonder toestemming in stryd is met internasionale ooreenkomste.

Indië is 'n land ryk aan tradisie, gemeenskaplike kennis en kundigheid in natuurlike medisyne, speserye, voedselpreparate, biologiese plaagdoders en diverse landbou. Dit is dus onder beleg van bio-seerowers. Deur middel van patentering sonder toestemming, het buitelandse maatskappye ten minste 22 aanlegte vir hul voordelige afgeleides gekraag. Patente is uitgeneem op plante soos swartpeper (Piper nigrum), basmatirys (Oryza sativa), Indiese mosterd (Brassica campestris), granaat (Punica granataum), borrie en neem. Amerikaanse, Japannese en Duitse maatskappye is die vernaamste seerowers wat patenteer.

Nestle Indië het 'n verwerkingspatent op gekookte graan, groentepulao en gekookte rys by die Indiese Patentkantoor opgestel, al maak Indiërs al vir eeue lank gekookte rys, dikwels as 'n stapeldieet.

Bio-oorlog:

Oorlog wat deur biowapens (biologiese wapens) geveg word teen mense, hul gewasse en diere word biooorlog (biologiese oorlog) genoem. Virusse, bakterieë, swamme, spore en gifstowwe kan as bio-wapens (BW) gebruik word. Biowapens wat gedurende die 20ste eeu gebruik is, is (i) 1942 Bntain ontwikkel strategiese hoeveelhede miltsiekte, (ii) 1940's Nazi-gevangenes wat met Rickettsia spp. hepatitis A, plasmodia spp. en behandel is met ondersoekende entstowwe en dwelms, (iii) 1940's Nazi geheime agent Reinhardt Heydrich vermoor met botulinum toksien, (iv) Duitsland het Bacillus anthracis (miltsiekte) gebruik om vee en veevoer wat na Geallieerdes uitgevoer is te besmet, (v) 1932-1945 Japan uitgevoer navorsing oor B. anthracis, Shigella spp. V. cholera en Y. pestis.

US Bio-wapenprogram kan soos volg genoem word (i) In 1942 is ongeveer 5000 bomme gevul met B. anthracis vervaardig, (ii) In die 1950's is die program uitgebrei tydens die Koreaanse Oorlog.

(iii) In 1955 eksperimenteer die mens met F. tularensis en C. burnetti. (iv) In 1949-1968 simulant organisme vrygestel aan die kus van San Francisco en in New York City metro, (v) In 1969 het die VSA aanstootlike bio-wapenprogram beëindig, (vi) In 1972 Bio-wapens Konvensie en Verdrag.

Siektes wat deur bio-wapenmiddels veroorsaak word, is (i) Miltsiekte (ii) Pokke (iii) Plaag (iv) Q-koors (koors, kouekoors, ens.) (v) Tularemie (dit kan in twee vorme by mense voorkom: ulceroglandulêr en tifus). (vi) Virale Enkefalitis, (vii) Virale hemorragiese koors, (viii) Botulinumtoksien (skeletspierverlamming).

Hoekom word bio-wapens gebruik? (i) Bio-wapens is goedkoop wapens, (ii) Dit veroorsaak baie meer ongevalle as chemiese of konvensionele wapens. Sodra bio-wapenmiddels vrygestel word, is hulle onsigbaar, reukloos en smaakloos.

Beskerming teen bio-wapens, (i) Gebruik van respirator of gasmasker, (ii) Beskermende skuiling, (iii) Dekontaminasie, (iv) Inenting, (v) Antibiotika.

Bioveiligheidskwessies:

Maatreëls wat getref word om enige risiko vir plante, diere en mikrobes van transgeniese organismes te voorkom, staan ​​bekend as bioveiligheid. Daar is gevrees dat geneties gemanipuleerde mikroörganismes (GEMS) die ekosisteem en sy prosesse, waarin hulle vrygestel kan word, kan versteur. Hulle kan vinnig vermeerder en die inheemse mikrobes uitkompeteer.Hulle kan ook gene wat verband hou met virulensie of patogenese na bakteriese bevolking oordra en sodoende hul virulensie verhoog. Net so kan geneties gemodifiseerde plante biologiese en ekologiese risiko's inhou.

Besprekings oor moontlike gevaar van kloning van rekombinante DNA-molekules het in die vroeë 1970's begin. Die belangrikste bekommernisse is in 1974 deur 'n komitee van die Nasionale Akademie van Wetenskappe (VSA) ondersoek. Die Nasionale Instituut vir Gesondheid (NIH), VSA het die Rekombinante Advieskomitee (RAC) in 1974 gestig. In Februarie 1975 is 'n geskiedkundige internasionale vergadering belê. by Asilomar, Kalifornië.

Die eerste NIH-riglyne is in 1975 opgestel, hulle was strenger as die aanbevelings van die Asilomar-konferensie teen 1981, die meeste kloningseksperimente in E. coli, K-12, sekere stamme van Bacillus subtilis en Saccharomyces cerevisiae is as vrygestel van ander vereistes van NIH beskou. riglyne. 'n Groot hersiening van die riglyne is in 1982 gedoen, is inperkingsvlakke verlaag en eksperimente wat voorheen verbied is, is verander en deur NIH goedgekeur.


Opstel #3. Bevordering van Biotegnologie:

Hierdie tak van biologie word sedert baie lank deur die mensdom gebruik. Talle belangrike prestasies en vooruitgang is gemaak deur baie vooraanstaande werkers vir hierdie dissipline.

'n Paar van sulke belangrike bydraes deur verskeie werkers op die gebied van biotegnologie word hieronder opgesom:

Biotegnologie as 'n multidissiplinêre aktiwiteit:

Biotegnologie is werklik multidissiplinêr (of interdissiplinêr) van aard en dit sluit verskeie dissiplines van basiese wetenskappe en ingenieurswese in. Die wetenskapdissiplines waaruit biotegnologie baie put is Mikrobiologie, Chemie, Biochemie, Genetika, Molekulêre Biologie, Immunologie, Weefselkultuur en Fisiologie.

Onlangse vooruitgang het gelei tot 'n multidissiplinêre’ toepaslikheid van biotegnologie. Verskeie areas waarin hierdie dissipline baie gereeld op groot skaal gebruik word, is: landbou, voedsel- en drankbedryf, omgewing, medisyne, energie en brandstof, ensiemtegnologie, afvalbenutting, biodiversiteitsbewaring, ens. (Fig. 1).

Biotegnologie het groot impak op gebiede soos omgewing, bioinformatika, genomika proteomika en menslike genoomprojek (HGP).


INHOUDSOPGAWE

1 Eenheid 1. Die Grondslae van Biotegnologie

  • Hoofstuk 1. Die studie van die lewe
  • Hoofstuk 2. Die boustene van die lewe
  • Hoofstuk 3. Wat is Biotegnologie?
  • Hoofstuk 4. Biotegnikus Gereedskap: Metings & Onsekerheid
  • Hoofstuk 5. Biotegnikusgereedskap: Voorbereiding van oplossings
  • Hoofstuk 6. Biotegnikusgereedskap: Basiese Laboratoriumtoerusting

2 Eenheid 2. Inleiding tot Biovervaardiging

  • Hoofstuk 7. Selstruktuur en -funksie
  • Hoofstuk 8. Mikrobes
  • Hoofstuk 9. Mikrobiese tegnieke
  • Hoofstuk 10. Mikrobiese groei
  • Hoofstuk 11. Beheer van mikrobiese groei

3 Eenheid 3. Molekulêre Biotegnologie

  • Hoofstuk 12. Nukleïensuurstruktuur en funksie
  • Hoofstuk 13. Proteïenstruktuur en -funksie
  • Hoofstuk 14. Laboratoriumtegnieke: Nukleïensure en proteïene
  • Hoofstuk 15. Virusse, entstowwe en die immuunstelsel
  • Hoofstuk 16. Immunochemie

Rol van biotegnologie in molekulêre diagnose

Om die siekte doeltreffend te behandel, is dit belangrik om die siekte in die vroeë stadium te diagnoseer en te verstaan. As ons deur die konvensionele diagnosemetode gaan, is ons nie in staat om die siekte vroegtydig te diagnoseer nie. Maar met die hulp van biotegnologiese tegnieke soos Polimerase Kettingreaksie (PCR), Rekombinante DNA-tegnologie en Ensiem Gekoppelde Immuno – Sorbent Assay (ELISA) is van die tegnieke wat help met vroeë diagnose van siektes. ELISA is gebaseer op die interaksie van antigeen-teenliggaam.


Omgewingsbiotegnologie: betekenis, toepassings en ander besonderhede

Omgewingsbiotegnologie is veral die toepassing van prosesse vir die beskerming en herstel van die kwaliteit van die omgewing.

Omgewingsbiotegnologie kan gebruik word om die vrystelling van besoedelingstowwe in die omgewing op 'n aantal maniere op te spoor, te voorkom en te herstel.

Vaste, vloeibare en gasvormige afvalstowwe kan verander word, óf deur herwinning om nuwe produkte te maak, óf deur te suiwer sodat die eindproduk minder skadelik vir die omgewing is. Die vervanging van chemiese materiale en prosesse met biologiese tegnologieë kan omgewingskade verminder.

Sodoende kan omgewingsbiotegnologie 'n beduidende bydrae tot volhoubare ontwikkeling lewer. Omgewingsbiotegnologie is een van vandag’s vinnigste groeiende en mees prakties bruikbare wetenskaplike velde. Navorsing oor die genetika, biochemie en fisiologie van ontginbare mikroörganismes word vinnig vertaal in kommersieel beskikbare tegnologieë om verdere agteruitgang van die aarde’ se omgewing om te keer en te voorkom.

Doelwitte van Omgewingsbiotegnologie (Volgens Agenda 21):

Die doel van omgewingsbiotegnologie is om omgewingsagteruitgang te voorkom, te stop en om te keer deur die toepaslike gebruik van biotegnologie in kombinasie met ander tegnologieë, terwyl veiligheidsprosedures as 'n primêre komponent van die program ondersteun word.

Spesifieke doelwitte is:

1. Om produksieprosesse aan te neem wat natuurlike hulpbronne optimaal benut, deur biomassa te herwin, energie te herwin en afvalgenerering te minimaliseer.

2. Om die gebruik van biotegnologiese tegnieke te bevorder met die klem op bioremediëring van grond en water, afvalbehandeling, grondbewaring, herbebossing, bebossing en grondrehabilitasie.

3. Om biotegnologiese prosesse en hul produkte toe te pas om omgewingsintegriteit te beskerm met die oog op langtermyn ekologiese sekuriteit.

Die gebruik van biotegnologie om besoedelingsprobleme te behandel is nie 'n nuwe idee nie. Gemeenskappe is vir meer as 'n eeu afhanklik van komplekse bevolkings van mikrobes wat natuurlik voorkom vir rioolbehandeling. Elke lewende organisme - diere, plante, bakterieë ensovoorts - neem voedingstowwe in om te lewe en produseer 'n afval as 'n neweproduk. Verskillende organismes benodig verskillende soorte voedingstowwe.

Sekere bakterieë floreer op die chemiese komponente van afvalprodukte. Sommige mikroörganismes voed op materiale wat giftig is vir ander. Navorsingsverwante omgewingsbiotegnologie is noodsaaklik in die ontwikkeling van effektiewe oplossings vir die versagting, voorkoming en omkeer van omgewingskade met behulp van hierdie lewende vorms. Toenemende kommer oor openbare gesondheid en die verswakkende kwaliteit van die omgewing het die ontwikkeling van 'n reeks nuwe, vinnige analitiese toestelle vir die opsporing van gevaarlike verbindings in lug, water en land aangespoor. Rekombinante DNS-tegnologie het die moontlikhede verskaf vir die voorkoming van besoedeling en hou 'n belofte in vir 'n verdere ontwikkeling van bioremediëring.

Toepassings van Omgewingsbiotegnologie:

Omgewingsbeskerming is 'n integrale komponent van volhoubare ontwikkeling. Die omgewing word elke dag deur die aktiwiteite van die mens bedreig. Met die voortdurende toename in die gebruik van chemikalieë, energie en nie-hernubare hulpbronne deur 'n groeiende wêreldbevolking, neem gepaardgaande omgewingsprobleme ook toe. Ten spyte van toenemende pogings om afvalophoping te voorkom en om herwinning te bevorder, blyk die hoeveelheid omgewingskade wat deur oorverbruik veroorsaak word, die hoeveelhede afval wat gegenereer word en die mate van onvolhoubare grondgebruik waarskynlik aan te hou groei.

Die middel kan tot 'n mate bereik word deur die toepassing van omgewingsbiotegnologietegnieke, wat lewende organismes gebruik in die behandeling van gevaarlike afval en besoedelingsbeheer. Omgewingsbiotegnologie sluit 'n wye reeks toepassings in soos bioremediëring, voorkoming, opsporing en monitering, genetiese ingenieurswese vir volhoubare ontwikkeling en beter lewensgehalte.

Bioremediëring verwys na die produktiewe gebruik van mikroörganismes om besoedelingstowwe te verwyder of te ontgift, gewoonlik as kontaminante van grond, water of sedimente wat andersins menslike gesondheid intimideer. Biobehandeling, bio-herwinning en bio-herstel is die ander terminologieë vir bioremediëring. Bioremediëring is nie 'n nuwe praktyk nie. Mikro-organismes word vir baie jare gebruik om organiese materiaal en giftige chemikalieë uit huishoudelike en vervaardigingsafval te verwyder.

Die fokus in omgewingsbiotegnologie vir die bekamping van verskillende besoedeling is egter op bioremediëring. Die oorgrote meerderheid bioremediëringstoepassings gebruik mikroörganismes wat natuurlik voorkom om giftige afval te identifiseer en te filtreer voordat dit in die omgewing ingebring word of om bestaande besoedelingsprobleme op te ruim.

Sommige meer gevorderde stelsels wat geneties gemodifiseerde mikroörganismes gebruik, word getoets in afvalbehandeling en besoedelingsbeheer om moeilik-afbreekbare materiale te verwyder. Bioremediëring kan in situ of in gespesialiseerde reaktore (ex situ) uitgevoer word. Bioremediëring deur mikroörganismes benodig geskikte omgewing vir die skoonmaak van die besoedelde terrein.

Byvoeging van voedingstowwe, terminale elektronontvangers (O2/GEEN2), temperatuur, vog om die groei van 'n spesifieke organisme te bevorder, kan nodig wees vir die mikrobiese aktiwiteit in die besoedelde terrein. Bioremediëringsoperasies kan óf ter plaatse óf buite terrein, in situ of ex situ gedoen word. Bioremediëring het 'n groot potensiaal om water en grond wat deur 'n verskeidenheid gevaarlike besoedelingstowwe, huishoudelike afval, radioaktiewe afval, ens.

Biologiese skoonmaakprosedures maak gebruik van die feit dat die meeste organiese chemikalieë aan ensiematiese aanval van lewende organismes onderwerp word. Die mees algemene benadering is die gebruik van ensieme as plaasvervangende chemiese katalisators. Beduidende vermindering of volledige uitskakeling van harde chemikalieë kan bereik word soos waargeneem word in leer, tekstielverwerking en pulp- en papierbedryf.

Slegs 1-2g hemisellulose word vir 10-15 kg chloor vervang om 1 ton pulp te behandel, waardeur die gechloreerde organiese uitvloeisel aansienlik verminder word. Omgewingsbeskerming en -remediëring kombineer tans biotegnologiese, chemiese, fisiese en ingenieursmetodes.

Die relatiewe belangrikheid van biotegnologie neem toe namate wetenskaplike kennis en metodes verbeter. Die laer vereistes vir energie en chemikalieë, gekombineer met laer produksie van geringe afval, maak dit 'n toenemend wenslike alternatief vir meer tradisionele chemiese en fisiese metodes van remediëring. Toepassings van bioremediëring vir instandhouding van die omgewing is verskeie. In hierdie hoofstuk word 'n paar behandel as hantering van afvalwater en industriële uitvloeisel, grond- en grondbehandeling, lug- en afvalgasbestuur.

Afvalwater en industriële uitvloeisels:

Waterbesoedeling is 'n ernstige probleem in baie lande van die wêreld. Vinnige industrialisasie en verstedeliking het groot hoeveelhede afvalwater gegenereer wat gelei het tot agteruitgang van oppervlakwaterbronne en grondwaterreserwes. Biologiese, organiese en anorganiese besoedelingstowwe besoedel die waterliggame.

In baie gevalle is hierdie bronne onveilig gemaak vir menslike gebruik sowel as vir ander aktiwiteite soos besproeiing en industriële behoeftes. Dit illustreer dat verswakte waterkwaliteit in werklikheid kan bydra tot waterskaarste, aangesien dit die beskikbaarheid daarvan vir beide menslike gebruik en die ekosisteem beperk. Die behandeling van die afvalwater voor wegdoening is wêreldwyd 'n dringende kommer.

In rioolsuiweringsaanlegte word mikroörganismes gebruik om die meer algemene besoedelingstowwe uit afvalwater te verwyder voordat dit in riviere of die see gestort word. Toenemende industriële en landboubesoedeling het gelei tot 'n groter behoefte aan prosesse wat spesifieke besoedelingstowwe soos stikstof- en fosforverbindings, swaar metale en gechloreerde verbindings verwyder.

Metodes sluit in aërobiese, anaërobiese en fisies-chemiese prosesse in vastebedfilters en in bioreaktore waarin die materiale en mikrobes in suspensie gehou word. Riool- en ander afvalwater sal, indien onbehandeld gelaat word, selfsuiwering ondergaan, maar die proses vereis lang blootstellingsperiodes. Om hierdie proses te bespoedig word bioremediëringsmaatreëls gebruik.

Vyf sleutelstadia word egter in afvalwaterbehandeling erken:

a) Voorbehandeling – gruis, swaar metale en drywende puin word verwyder.

b) Primêre behandeling – opgeskorte sake word verwyder.

c) Sekondêre behandeling – bio-oksideer organiese materiale deur aktiwiteite van aërobiese en anaërobiese mikroörganismes.

d) Tersiêre behandeling – spesifieke besoedelingstowwe word verwyder (ammoniak en fosfaat).

e) Slykbehandeling – vaste stowwe word verwyder (finale stadium).

Aërobiese biologiese behandeling:

Druppelfilters, roterende biologiese kontaktors of kontakbeddings bestaan ​​gewoonlik uit 'n inerte materiaal (rotse/as/hout/metaal) waarop die mikroörganismes in die vorm van 'n komplekse biofilm groei. Dit word al meer as 70 jaar vir riool- en afvalwaterbehandeling gebruik. In hierdie prosesse word die afbreekbare organiese materiaal deur die mikroörganismes tot CO geoksideer2 wat na die atmosfeer geventileer kan word.

Geaktiveerde slykproses:

Hierdie proses word gebruik vir die behandeling en verwydering van opgeloste en bioafbreekbare afval, soos organiese chemikalieë, petroleumraffineringsafval tekstielafval en munisipale riool. Die mikro-organismes in geaktiveerde slyk bestaan ​​gewoonlik uit 70-90% organiese en 10-30% anorganiese stowwe.

Die mikroörganismes wat in hierdie slyk voorkom, is gewoonlik bakterieë, swamme, protosoë en rotifers. Petroleumkoolwaterstowwe word afgebreek deur spesies bakterieë (Acinetobacter, Mycobacteria, Pseudomonas ens.), giste, Cladosporium en Scolecobasidium. Plaagdoders (aldrin, dieldrin, parathion, malathion) word ontgift deur die swam Xylaria xylestrix. Pseudomonas ('n oorheersende grondmikr-organisme) kan organiese verbindings soos koolwaterstowwe, fenole, organofosfate, polichlorineerde bifeniele en polisikliese aromaten ontgift.

Benutting van geïmmobiliseerde sianobakterie Phormidium laminosum in batch- en kontinuvloei-bioreaktors vir die verwydering van nitraat, nitriet en fosfaat uit water is deur Garbisu et al. (2003). Blanco et al. (2003) het die biosorpsie van swaarmetaal deur Phormidium laminosum geïmmobiliseer in mikro-poreuse polimeriese matrikse getoon. Foto-bioreaktors word tans gebruik om alge en sianobakterieë onder nougekontroleerde omgewingstoestande te kweek, met die oog op die maak van hoëwaarde produkte (soos beta-karoteen en gamma-linoleïensuur), die ontwerp van doeltreffende afvalwaterbehandelingsprosesse en die verskaffing van nuwe energiebronne .

Die koste van afvalwaterbehandeling kan verminder word deur die omskakeling van afval in nuttige produkte. Swaelmetaboliserende bakterieë kan swaar metale en swaelverbindings uit afvalstrome van die galvaniseringsbedryf verwyder en hergebruik. Die meeste anaërobiese afvalwaterbehandelingstelsels produseer nuttige biogas.

In sommige gevalle is die neweprodukte van die besoedelingbestrydende mikroörganismes self nuttig. Metaan kan byvoorbeeld verkry word uit 'n vorm van bakterieë wat swaweldrank, 'n afvalproduk van papiervervaardiging, afbreek.

Grond- en grondbehandeling:

Soos die menslike bevolking groei, neem die vraag na voedsel van gewasse toe, wat grondbewaring noodsaaklik maak. Ontbossing, oorontwikkeling en besoedeling deur mensgemaakte chemikalieë is net 'n paar van die gevolge van menslike aktiwiteite en sorgeloosheid. Die toenemende hoeveelhede kunsmis en ander landbouchemikalieë wat op grond toegedien is en industriële en huishoudelike afvalverwyderingspraktyke, het gelei tot die toenemende kommer oor grondbesoedeling. Besoedeling in grond word veroorsaak deur aanhoudende giftige verbindings, chemikalieë, soute, radioaktiewe materiale of siekteveroorsakende middels, wat nadelige uitwerking op plantgroei en dieregesondheid het.

Baie spesies swamme kan vir grondbioremediëring gebruik word. Lipomyces sp. kan onkruiddoder parakwat afbreek. Rhodotorula sp. kan bensaldehied na bensielalkohol omskakel. Candida sp. formaldehied in die grond afbreek. Aspergillus niger en Chaetomium cupreum word gebruik om tanniene (wat in looiery-uitvloeistowwe voorkom) in die grond af te breek en sodoende te help met plantgroei.

Phanerochaete chrysosporium is gebruik in bioremediëring van gronde wat met verskillende chemiese verbindings besoedel is, gewoonlik weerbarstig en as omgewingsbesoedelende stowwe beskou. Afname in PCP (Pentakloorfenol) tussen 88-91% binne ses weke is waargeneem in teenwoordigheid van Phanerochaete chrysosporium.

Bioremediëring van gekontamineerde grond is gebruik as 'n veilige, betroubare, koste-effektiewe en omgewingsvriendelike metode vir die afbraak van verskeie besoedelingstowwe. Dit kan op 'n aantal maniere bewerkstellig word, hetsy in situ of deur die grond meganies te verwyder vir behandeling elders.

In situ-behandelings sluit in die byvoeging van voedingsoplossings, die bekendstelling van mikroörganismes en ventilasie. Ex situ behandeling behels die uitgrawing van die grond en die behandeling daarvan bogronds, hetsy as kompos, in grondbanke, of in gespesialiseerde flodderbioreaktors. Bioremediëring van grond is dikwels goedkoper as fisiese metodes en die produkte daarvan is grootliks skadeloos.

Tydens biologiese behandeling verander grondmikro-organismes organiese besoedeling na CO2, water en biomassa. Degradasie kan onder aërobiese sowel as onder anaërobiese toestande plaasvind. Grondbioremediëring kan ook met behulp van bioreaktore bewerkstellig word. Degradasie kan onder aërobiese sowel as onder anaërobiese toestande plaasvind. Grondbioremediëring kan ook met behulp van bioreaktore bewerkstellig word. Vloeistowwe, dampe of vaste stowwe in 'n flodderfase word in 'n reaktor behandel. Mikrobes kan van natuurlike oorsprong wees, gekweek of selfs geneties gemanipuleer.

Navorsing op die gebied van omgewingsbiotegnologie het dit moontlik gemaak om grond wat met minerale olies besmet is, te behandel. Vastefase-tegnologieë word gebruik vir petroleum-besmette gronde wat uitgegrawe word, in 'n inperkingstelsel geplaas word waardeur water en voedingstowwe deursip. Biologiese afbraak van olies het kommersieel lewensvatbaar bewys, beide op groot en klein skaal, in situ en ex situ.

In situ grondbioremediëring behels die stimulering van inheemse mikrobiese populasies (bv. deur byvoeging van voedingstowwe of deurlugting). In hierdie proses word die omgewingstoestande vir die biologiese afbraak van organiese besoedeling so ver moontlik geoptimaliseer. Suurstof moet voorsien word deur kunsmatige beluchting of deur elektronaannemers soos nitrate of suurstofvrystellende verbindings by te voeg. Osoon opgelos in water en H2O2 word soms gebruik wat die organiese kontaminante afbreek.

Met die aanvang van die menslike beskawing is die lug een van die eerste en mees besoedelde komponente van die atmosfeer. Die meeste lugbesoedeling kom van een menslike aktiwiteit: die verbranding van fossielbrandstowwe—aardgas, steenkool en olie—om industriële prosesse en motorvoertuie aan te dryf. Wanneer brandstof onvolledig verbrand word, kom verskeie chemikalieë genaamd vlugtige organiese chemikalieë (VOC's) ook die lug binne. Besoedelingstowwe kom ook van ander bronne af.

Byvoorbeeld, ontbindende vullis in stortingsterreine en stortingsterreine vir vaste afval gee metaangas vry, en baie huishoudelike produkte gee VOC's af. Uitbreidende industriële aktiwiteite het meer kontaminante in die lug bygevoeg.

Die konsep van biologiese lugbehandeling het aanvanklik onmoontlik gelyk. Met die ontwikkeling van biologiese afvalgas-suiweringstegnologie met behulp van bioreaktors—wat biofilters, bio trickling filters, bioscrubbers en membraanbioreaktors insluit—word hierdie probleem versorg. Die werkswyse van al hierdie reaktore is soortgelyk.

Lug wat vlugtige verbindings bevat, word deur die bioreaktors gevoer, waar die vlugtige verbindings van die gasfase na die vloeistoffase oorgedra word.Mikrobiese gemeenskap (mengsel van verskillende bakterieë, swamme en protosoë) groei in hierdie vloeistoffase en verwyder die verbindings wat uit die lug verkry word.

In die biofilters word die lug deur 'n bedding gevoer wat gepak is met organiese materiaal wat die nodige voedingstowwe vir die groei van die mikro-organismes verskaf. Hierdie medium word klam gehou deur die humiditeit van die inkomende lug te handhaaf. Biologiese afgasbehandeling is oor die algemeen gebaseer op die absorpsie van die VOC in die afvalgasse in die waterfase gevolg deur direkte oksidasie deur 'n wye reeks vraatsugtige bakterieë, wat Nocardia sp. en Xanthomonas sp.

Volhoubare ontwikkeling en lewensgehalte hang af van die rasionele, eko-vriendelike gebruik van natuurlike hulpbronne met ekonomiese groei. Om aan hierdie neiging te voldoen, moet nywerheidsontwikkeling verander na volhoubare styl van afbrekende tipe en vir so 'n doel moet skoner tegnologieë aangeneem word.

Volgens die Verenigde Nasies Omgewingsprogram (1996) ‘ definieer die deurlopende toepassing van 'n geïntegreerde voorkomende omgewingstrategie op prosesse, produkte en dienste om eko-doeltreffendheid te verhoog en risiko's vir mense en die omgewing te verminder’ die eko-vriendelike konsep. Die toepassing van voorkomende en skoon konsep kan slegs bereik word deur die 5R-beleide (Olguin et al, 2003).

Vyf omgewingsgonswoorde is die 5R's vir doeltreffende gebruik van energie en beter beheer van afval, wat kan help met volhoubare ontwikkeling en lewensgehalte:

1. Verminder (Vermindering van afval)

2. Hergebruik (Doeltreffende gebruik van water, energie)

3. Herwin (Herwinning van afval)

4. Vervang (Vervanging van giftige/gevaarlike grondstowwe vir meer omgewingsvriendelike insette)

5. Herwin (nuttige nie-giftige fraksies uit afval)

Innovasie en aanvaarding van skoon tegnologie is die teiken van navorsing en ontwikkeling wêreldwyd. Industriële maatskappye ontwikkel prosesse met verminderde omgewingsimpak wat reageer op die internasionale oproep vir die ontwikkeling van 'n volhoubare samelewing. Daar is 'n deurdringende neiging na minder skadelike produkte en prosesse weg van “end-van-pyp” behandeling van afvalstrome. Omgewingsbiotegnologie, met sy toepaslike tegnologieë, is geskik om by te dra tot hierdie tendens.

Ensieme word vir baie jare wyd in nywerhede gebruik. Ensieme, nie-giftig en bioafbreekbaar, is biologiese katalisators wat hoogs bekwaam is en talle voordele bo nie-biologiese katalisators het. Die gebruik van ensiem deur die mens, beide direk en indirek, is al duisende jare lank.

In die afgelope jare het ensieme 'n belangrike rol gespeel in die vervaardiging van dwelms, fyn chemikalieë, aminosure, antibiotika en steroïede. Industriële prosesse kan eko-vriendelik gemaak word deur die gebruik van ensieme. Ensiemtoediening in die tekstiel-, leer-, voedsel-, pulp- en papierbedryf help om ernstige chemikalieë aansienlik te verminder of heeltemal uit te skakel en is ook meer ekonomies in energie- en hulpbronverbruik.

Biotegnologiese metodes kan voedselmateriaal produseer met verbeterde voedingswaarde, funksionele eienskappe, rakstabiliteit. Plantselle wat in fermenteerders gekweek word, kan geure soos vanielje produseer, wat die behoefte om die verbindings uit vanieljebone te onttrek, verminder. Voedselverwerking het baat gevind by biotegnologies vervaardigde chymosien wat gebruik word in kaasvervaardiging alfa-amilase, wat gebruik word in die produksie van hoë-fruktose mieliesiroop en droë bier en laktase, wat by melk gevoeg word om die laktose-inhoud vir persone met laktose-intoleransie te verminder .

Geneties gemanipuleerde ensieme is makliker om te produseer as ensieme wat uit oorspronklike bronne geïsoleer is en word bevoordeel bo chemies gesintetiseerde stowwe omdat hulle nie neweprodukte of ongeure in voedsel skep nie.

Omgewingsopsporing en -monitering:

'n Wye reeks biologiese metodes word gebruik om besoedeling op te spoor en vir die deurlopende monitering van besoedelingstowwe. Die tegnieke van biotegnologie het nuwe metodes om omgewingsprobleme te diagnoseer en normale omgewingstoestande te assesseer sodat mense beter ingelig kan wees oor die omgewing. Toepassings van hierdie metodes is goedkoper, vinniger en ook draagbaar.

Eerder as om grondmonsters te versamel en na 'n laboratorium te stuur vir ontleding, kan wetenskaplikes die vlak van besoedeling op die terrein meet en die resultate dadelik weet. Biologiese opsporingsmetodes met behulp van biosensors en immunotoetse is ontwikkel en is nou in die mark. Mikrobes word gebruik in biosensors besoedeling van metale of besoedelingstowwe. Saccharomyces cerevisiae (gis) word gebruik om sianied in rivierwater op te spoor terwyl Selenastrum capricornatum (groen alg) vir swaarmetaalopsporing gebruik word. Immunoassays gebruik gemerkte teenliggaampies (komplekse proteïene wat in biologiese reaksie op spesifieke middels geproduseer word) en ensieme om besoedelingsvlakke te meet. As 'n besoedelstof teenwoordig is, heg die teenliggaam homself daaraan, wat dit opspoorbaar maak deur kleurverandering, fluoressensie of radioaktiwiteit.

'n Biosensor is 'n analitiese toestel wat 'n biologiese reaksie in 'n fisiese, chemiese of elektriese sein omskakel. Die ontwikkeling van biosensors behels die integrasie van 'n spesifieke en sensitiewe biologies-afgeleide waarnemingselemente (geïmmobiliseerde selle, ensieme of teenliggaampies) word geïntegreer met fisies-chemiese transduktors (óf elektrochemies of opties). Geïmmobiliseer op 'n substraat, verander hul eienskappe in reaksie op een of ander omgewingseffek op 'n manier wat elektronies of opties waarneembaar is.

Dit is dan moontlik om kwantitatiewe metings van besoedelingstowwe te maak met uiterste akkuraatheid of tot baie hoë sensitiwiteite. Die biologiese reaksie van die biosensor word bepaal deur die bio-katalitiese membraan, wat die omskakeling van reaktant na produk bewerkstellig. Geïmmobiliseerde ensieme beskik oor 'n aantal voordelige eienskappe wat hulle veral toepaslik maak vir gebruik in sulke stelsels.

Hulle kan hergebruik word, wat verseker dat dieselfde katalitiese aktiwiteit teenwoordig is vir 'n reeks ontledings. Biosensors is kragtige instrumente wat staatmaak op biochemiese reaksies om spesifieke stowwe op te spoor, wat voordele ingehou het vir 'n wye reeks sektore, insluitend die vervaardiging, ingenieurswese, chemiese, water, voedsel en drank industrieë. Hulle is in staat om selfs klein hoeveelhede van hul spesifieke teiken chemikalieë vinnig, maklik en akkuraat op te spoor.

Vir hierdie karakter van biosensors is hulle ywerig aangeneem vir 'n verskeidenheid prosesmoniteringstoepassings, hoofsaaklik ten opsigte van besoedelingsevaluering en -beheer. Biosensors vir die opsporing van koolhidrate, organiese sure, glukosinolate, aromatiese koolwaterstowwe, plaagdoders, patogeniese bakterieë en ander is reeds ontwikkel.

Die biosensors kan ontwerp word om baie selektief te wees, of sensitief vir 'n wye reeks verbindings. Byvoorbeeld, 'n wye verskeidenheid van onkruiddoders kan opgespoor word in rivierwater met behulp van alg-gebaseerde biosensors die spanning toegedien op die organismes gemeet word as veranderinge in die optiese eienskappe van die plant’s chlorofil. Biosensors is van verskillende tipes soos kalorimetriese biosensors, immunosensors, optiese biosensors, BOD-biosensors, gasbiosensors.

Die merkwaardige vermoë van mikrobes om chemikalieë af te breek, blyk nuttig te wees, nie net in die remediëring van besoedeling nie, maar ook in die opsporing van besoedeling. 'n Groep wetenskaplikes by Los Alamos Nasionale Laboratorium werk met bakterieë wat 'n klas organiese chemikalieë genoem fenole afbreek. Wanneer die bakterieë fenoliese verbindings inneem, heg die fenole aan 'n reseptor.

Die fenol-reseptorkompleks bind dan aan DNS, wat die gene wat betrokke is by die afbreek van fenol aktiveer. Die Los Alamos-wetenskaplikes het 'n verslaggewergeen bygevoeg wat, wanneer dit deur 'n fenol-reseptorkompleks geaktiveer word, 'n maklik waarneembare proteïen produseer, wat dus die teenwoordigheid van fenoliese verbindings in die omgewing aandui. Biosensors wat asetielcholienesterase gebruik kan gebruik word vir die opsporing van organofosforverbindings in water.

Biotegnologie, wat na verwagting 'n groot bydrae tot die welsyn van die mensdom sal lewer, is 'n belangrike tegnologie wat voortdurend ontwikkel behoort te word. Die toepassing van DNS-tegnologie, onder die verskillende soorte biotegnologie, het die moontlikheid om nuwe geenkombinasies te skep wat nie voorheen in die natuur bestaan ​​het nie.

Sedert sy begin het genetiese ingenieurswese beweer dat hulle in staat is om pasgemaakte mikroörganismes met verbeterde afbrekende vermoëns vir giftige stowwe te konstrueer. Met die ontwikkeling van GEM (geneties gemanipuleerde mikroörganisme) en hul moontlike benutting in die behandeling van besmette grond en water, is stabiliteit van plasmiede uiters wenslik. Plasmiede is sirkelvormige DNA-stringe wat as aparte entiteite repliseer onafhanklik van die gasheerchromosoom. Plasmiede kan in grootte wissel van dié wat net 'n paar gene dra tot dié wat baie groter getalle dra. Klein plasmiede kan as veelvuldige kopieë teenwoordig wees. Uitruiling van genetiese inligting via plasmiede word verkry deur die proses van vervoeging.

Die gebruik van beperkingsensieme het die isolasie van spesifieke DNA-fragmente moontlik gemaak wat oorgedra kan word na 'n ander organisme wat nie dieselfde is nie. Gene wat kodeer vir die metabolisme van omgewingsbesoedelende stowwe soos PCB’s en ander xenobiotiese verbindings is dikwels, hoewel nie altyd nie, op plasmiede geleë.

Die moontlikheid van genetiese oordrag in nie-bioafbreekbare mikrobes het 'n nuwe vooruitsig op biobehandeling van afval geopen. Die rekombinante DNA het die vermoë om te vermenigvuldig en kan ook die spesifieke afgeleide kapasiteit verleen om omgewingsbesoedeling te detoksifiseer.

Geenoordrag tussen mikrobiese gemeenskappe het die afgeleide kapasiteit in vitro verbeter. Die eerste patent vir 'n geneties gemodifiseerde organisme (GMO) of GEM, wat deur professor A. M. Chakrabarty in die VSA ingedien is, was vir 'n bakterie Pseudomonas putida met koolwaterstofafbrekende vermoëns. Daaropvolgende verslae het kennis geneem van die rol van plasmiede in die afbraak van alkane, naftaleen, tolueen, m- en p-xilene.

Gegewe die oorweldigende diversiteit van spesies, biomolekules en metaboliese weë op hierdie planeet, kan genetiese ingenieurswese in beginsel 'n baie kragtige instrument wees om omgewingsvriendeliker alternatiewe te skep vir produkte en prosesse wat tans die omgewing besoedel of sy nie-hernubare hulpbronne uitput.

Deesdae kan organismes aangevul word met bykomende genetiese eienskappe vir die biodegradasie van spesifieke besoedelende stowwe as organismes wat natuurlik voorkom nie daardie werk behoorlik of nie vinnig genoeg kan doen nie. Deur verskillende metaboliese vermoëns in dieselfde mikro-organisme te kombineer, kan blokkasie in omgewingsopruiming omseil word.

In die VSA is sommige geneties gemodifiseerde bakterieë vir bioremediëring goedgekeur, maar grootskaalse toepassings is nog nie aangemeld nie. In Europa is slegs gekontroleerde veldtoetse gemagtig. Net soos lig, hitte en vog baie materiale kan afbreek, maak biotegnologie staat op natuurlike, lewende bakterieë om 'n soortgelyke funksie te verrig, maar die aksie is vinniger.

Sommige bakterieë voed natuurlik op chemikalieë en ander afval, insluitend sommige gevaarlike materiale. Hulle verbruik daardie materiale, verteer dit en skei onskadelike stowwe in hul plek uit. Bioremediëring gebruik natuurlike sowel as rekombinante mikroörganismes om giftige en gevaarlike stowwe wat reeds in die omgewing teenwoordig is, af te breek. Bio-behandeling kan gebruik word om afvalstrome by die bron te detoksifiseer voordat hulle die omgewing besoedel – eerder as by die punt van wegdoening. Hierdie benadering behels die versigtige seleksie van organismes, bekend as biokatalisators, wat ensieme is wat spesifieke verbindings afbreek en die afbraakproses versnel.

Die toepassing van GMO's/GEM's in die omgewing vir bioremediëring kan egter probleme in die ekosisteem skep. Hierdie uitsluitlik ontwerpte organismes kry nie 'n kans om die verskillende wisselende omgewingstoestande te ervaar wat deur natuurlik voorkomende organismes in die gesig gestaar word tydens die evolusionêre prosesse wat oor miljoene jare strek nie.

Gevolglik is laasgenoemde goed aangepas by die veranderende omgewingstoestande soos veranderinge in temperatuur, substraat of afvalkonsentrasies. Maar wanneer dit aan die besmette terrein blootgestel word, toon GMO's 'n hoër lewensvatbaarheid as natuurlike bakterieë, as gevolg van hul pasgemaakte ensiematiese toerusting.

Daar is kommer oor die negatiewe effek van hierdie GMO's op die komplekse en delikate mikrobiese ekosisteme deur mededinging of die uitruil van genetiese materiaal in die gronde waarop dit toegedien word. Selfs meer kommerwekkend is hul potensiële effek buite die behandelingsarea. Alhoewel rekombinante stamme skadeloos in die laboratorium kan voorkom, is dit feitlik onmoontlik om hul impak in die veld te bepaal.

Biotegniese metodes word nou gebruik om baie proteïene vir farmaseutiese en ander gespesialiseerde doeleindes te produseer. Menslike insulien, die eerste geneties gemanipuleerde produk wat kommersieel geproduseer word (1982), word gemaak deur nie-virulente stam van Escherichia coli bakterieë, deur die bekendstelling van 'n kopie van die geen vir menslike insulien.

Wanneer die geen “amplifiseer” word, produseer die bakteriële selle groot hoeveelhede menslike insulien wat gesuiwer word en gebruik word om diabetes by mense te behandel. ’n Aantal ander geneties gemanipuleerde produkte is sedertdien goedgekeur, insluitend menslike groeihormoon, alfa-interferon, rekombinante eritropoïetien en weefselplasminogeenaktiveerder.

Biotegnologietegnieke word op plante toegepas om plantmateriaal met verbeterde samestelling, funksionele eienskappe te produseer. Van die eerste kommersieel beskikbare volvoedselprodukte was die tamatie wat stadig ryp word, die geen vir polygalakturonase, die ensiem wat verantwoordelik is vir versagting, word in hierdie tamatie afgeskakel. Plante wat bestand is teen siektes, plae, omgewingstoestande, of geselekteerde onkruiddoders of plaagdoders word ook ontwikkel.

In 1995 het die Environmental Protection Agency (EPA) goedkeuring gegee vir die ontwikkeling van transgeniese mieliesaad, katoensaad en aartappelmoere wat die genetiese materiaal bevat om sekere insekte te weerstaan. Die voordeel van sulke produkte is dat dit die gebruik van minder giftige en meer omgewingsvriendelike onkruiddoders en plaagdoders toelaat.

Die eerste goedgekeurde toepassing van biotegnologie op diereproduksie was die gebruik van rekombinante beessomatotropien (BST) in melkkoeie. Beessomatotropien, 'n proteïenhormoon wat natuurlik in koeie voorkom, is nodig vir melkproduksie. Wanneer die rekombinante BST onder ideale bestuurstoestande aan melkkoeie toegedien word, is getoon dat melkproduksie met 10% tot 25% toeneem.

Ander gebruike van biotegnologie in diereproduksie sluit in die ontwikkeling van entstowwe om diere teen siektes te beskerm, die produksie van verskeie kalwers vanaf een embrio (kloning), kunsmatige inseminasie, verbetering van groeitempo en/of voerdoeltreffendheid, en vinnige siekteopsporing.

Natuurlike bio-plaagdoders is nog 'n ontwikkeling van biotegnologie wat boere help om chemiese gebruik te verminder. Hulle word vinnig afgebreek, laat geen oorblyfsels agter nie en is slegs giftig vir insekte. Bacillus thuringiensis (B.t.), produseer 'n proteïen wat natuurlik giftig is vir sekere insekte. Wetenskaplikes het die B.t. geen wat die insekdoder uitdruk en dit in gewone bakterieë ingevoeg het wat in groot hoeveelhede gekweek kan word deur dieselfde fermentasietegnieke wat gebruik word om alledaagse produkte soos bier en antibiotika te produseer. Versprei op katoen en ander gewasse, beheer hierdie skadelose bakterieë insekte natuurlik.

Boonop is 'n wye reeks gewasplante geneties gemanipuleer om die huilgene (wat in B. t. gevind word) in hul weefsels uit te druk, sodat die insekte doodgemaak word terwyl hulle op hierdie gewasse voed. Besoedelingsbeheer deur genetiese ingenieurswese sal waarskynlik die beste werk wanneer besoedelingstowwe 'n bekende mengsel is van relatief gekonsentreerde organiese verbindings wat in struktuur aan mekaar verwant is, waar konvensionele alternatiewe organiese voedingstowwe afwesig is, en wanneer daar geen mededinging van inheemse mikroörganismes is nie.

Die skouspelagtige metaboliese veelsydigheid van bakterieë en swamme word ontgin in die omgewingsbioremediëring soos in riool- en afvalwaterbehandeling, afbreek van xenobiotika en metaalbeperking. Genetiese manipulasie bied 'n manier om mikroörganismes te manipuleer om 'n besoedelende stof, of 'n familie van naverwante besoedelingstowwe, wat in die afvalstroom van 'n industriële proses teenwoordig kan wees, te hanteer.

Die eenvoudigste benadering is om die degradatiewe vermoëns van bestaande metaboliese weë binne 'n organisme uit te brei, hetsy deur bykomende ensieme van ander organismes in te voer of deur die spesifisiteit of katalitiese meganismes van ensieme wat reeds teenwoordig is, te wysig.

’n Suiweringsaanleg by die Homestake-myn in Lead, Suid-Dakota, suiwer 4 miljoen liter sianiedbevattende afvalwater per dag deur sianied heeltemal na nitraat om te skakel. Pseudomonas sp. skakel sianied en tiosianaat om na ammoniak en bikarbonaat en die nitrifiserende bakterieë Nitrosomonas en Nitrobacter werk saam om ammoniak na nitraat om te skakel. Rekombinante DNS-tegnologie het die afgelope paar jaar ongelooflike gevolge gehad in omgewingsbeskerming en ook op ander terreine vir beter lewensgehalte.

Verskillende areas van omgewingsbiotegnologie:

Omgewingsbiotegnologie en Metagenomika:

Omgewingsbiotegnologie is verdeeld in verskillende areas:

(i) Direkte studies van die omgewing,

(ii) Navorsing met 'n fokus op toepassings op die omgewing en

(iii) Navorsing wat inligting uit die omgewing op ander lokale toepas.

Hier word kortliks 'n besondere aspek van direkte ontleding van omgewing gegee.

Benewens DNS in lewende organismes, is daar baie vry DNS in die omgewing wat ook 'n bron van nuwe gene kan wees. Die veld van omgewingsbiotegnologie het die studie van die lewensvorme wat nie vroeër bestudeer is nie en DNS omskep.

Hierdie benadering is direkte ontledings van die omgewing en die natuurlike biochemiese prosesse wat teenwoordig is. 'n Beduidende studie in hierdie aspek is metagenomika. Metagenomics is die studie van die genome van hele gemeenskappe van mikroskopiese lewensvorme en dit handel oor 'n mengsel van DNS van verskeie organismes, virusse, viroïede, plasmiede en vry DNS.

Met ander woorde, metagenomika, die genomiese analise van 'n populasie van mikroörganismes, is die metode om toegang te verkry tot die fisiologie en genetika van ongekultiveerde organismes.

Deur metagenomika te gebruik, ondersoek navorsers, katalogiseer die huidige mikrobiese diversiteit. Nuwe proteïene, ensieme en biochemiese weë word geïdentifiseer. Die kennis wat uit metagenomika verkry word, het die potensiaal om die maniere waarop ons die omgewing gebruik, te beïnvloed. Metagenomiese ontledings behels die isolering van DNS uit 'n omgewingsmonster, die kloning van die DNS in 'n geskikte vektor, die transformasie van die klone in 'n gasheerbakterie en die sifting van die resulterende transformante.

Die klone kan gekeur word vir filogenetiese merkers soos 16S rRNA en rec A of vir ander bewaarde gene deur hibridisasie of multipleks PCR of vir uitdrukking van spesifieke eienskappe soos ensiemaktiwiteit of antibiotika produksie of hulle kan ewekansig gerangskik word.

Een baie belangrike metode vir metagenomiese studie is stabiele isotoopondersoek (SIP).'n Omgewingsmonster van water of grond word eers gemeng met 'n voorloper soos metanol, fenol, karbonaat of ammoniak wat gemerk is met 'n stabiele isotoop soos 15 N, 13 C of 18 O. As die organismes in die monster die voorloper metaboliseer. substraat, word die stabiele isotoop in hul genoom geïnkorporeer.

Wanneer die DNA van die monster geïsoleer en geskei word deur sentrifugering, sal die genome wat die gemerkte substraat ingesluit het, swaarder wees en kan dit van die ander DNA in die monster geskei word. Die swaarder DNA sal verder migreer in 'n sesiumchloriedgradiënt tydens sentrifugering. Die DNA kan direk gebruik word of in vektore gekloneer word om 'n metagenomiese biblioteek te maak. Hierdie tegniek is nuttig om nuwe organismes te vind wat kontaminante soos fenol kan afbreek.

Mikroörganismes is deurslaggewende deelnemers aan die skoonmaak van 'n groot verskeidenheid gevaarlike stowwe/chemikalieë deur dit te omskep in vorms wat skadeloos is vir mense en omgewing. Een baie belangrike voorbeeld word hier gegee. Petrol word in die grond in elke vulstasie in die Verenigde State gelek.

Daar is alle moontlikheid dat petrol gemeng sal word met grondwater wat die hoofbron van drinkwater is. Die dormante lede van die grondmikrobiese gemeenskap word egter aangespoor om aktief te word en die skadelike chemikalieë in petrol af te breek.

Aangesien petrol uit honderde chemikalieë bestaan, verg dit 'n verskeidenheid mikrobes wat saamwerk om hulle almal af te breek. Wanneer sommige bakterieë 'n uitputting van O veroorsaak2 in grondwater naby 'n petrolstorting, begin ander soorte bakterieë wat nitraat vir energie kan gebruik, die petrol biodegradeer. Bakterieë wat yster, mangaan en sulfaat gebruik volg.

Al hierdie mikrobiese gemeenskappe werk saam in 'n patroon om lekkende petrol in CO te omskep2 en water. Metagenomiese analise kan ons help om die spesifieke lid van die gemeenskap en funksie te identifiseer wat nodig is om die volle chemiese transformasie te bereik wat ons planeet leefbaar sal hou.


Medisinale Biotegnologie

Dit is maklik om te sien hoe biotegnologie vir medisinale doeleindes gebruik kan word. Kennis van die genetiese samestelling van ons spesie, die genetiese basis van oorerflike siektes, en die uitvinding van tegnologie om mutante gene te manipuleer en reg te maak, bied metodes om die siekte te behandel.

Genetiese diagnose en geenterapie

Figuur 1. Geenterapie wat 'n adenovirusvektor gebruik kan gebruik word om sekere genetiese siektes te genees waarin 'n persoon 'n defekte geen het. (krediet: NIH)

Die proses om vir vermoedelike genetiese defekte te toets voordat behandeling toegedien word, word genoem genetiese diagnose deur genetiese toetsing. Afhangende van die oorerwingspatrone van 'n siekte-veroorsakende geen, word familielede aangeraai om genetiese toetse te ondergaan. Byvoorbeeld, vroue wat met borskanker gediagnoseer word, word gewoonlik aangeraai om 'n biopsie te hê sodat die mediese span die genetiese basis van kankerontwikkeling kan bepaal. Behandelingsplanne is gebaseer op die bevindinge van genetiese toetse wat die tipe kanker bepaal. As die kanker deur oorgeërfde geenmutasies veroorsaak word, word ander vroulike familielede ook aangeraai om genetiese toetse en periodieke sifting vir borskanker te ondergaan. Genetiese toetse word ook aangebied vir fetusse (of embrio's met in vitro bevrugting) om die teenwoordigheid of afwesigheid van siekteveroorsakende gene in gesinne met spesifieke aftakelende siektes te bepaal.

Geenterapie is 'n genetiese ingenieurstegniek wat gebruik word om siektes te genees. In sy eenvoudigste vorm behels dit die bekendstelling van 'n goeie geen op 'n ewekansige plek in die genoom om die genesing van 'n siekte te help wat deur 'n gemuteerde geen veroorsaak word. Die goeie geen word gewoonlik in siek selle ingebring as deel van 'n vektor wat deur 'n virus oorgedra word wat die gasheersel kan infekteer en die vreemde DNS kan lewer (Figuur 1). Meer gevorderde vorme van geenterapie probeer om die mutasie op die oorspronklike plek in die genoom reg te stel, soos wat die geval is met behandeling van ernstige gekombineerde immuniteitsgebrek (SCID).

Produksie van entstowwe, antibiotika en hormone

Tradisionele inentingstrategieë gebruik verswakte of onaktiewe vorms van mikroörganismes om die aanvanklike immuunreaksie te bewerkstellig. Moderne tegnieke gebruik die gene van mikroörganismes wat in vektore gekloneer is om die verlangde antigeen in massa te produseer. Die antigeen word dan in die liggaam ingebring om die primêre immuunrespons te stimuleer en immuungeheue te aktiveer. Gene wat van die griepvirus gekloon is, is gebruik om die voortdurend veranderende stamme van hierdie virus te bestry.

Antibiotika is 'n biotegnologiese produk. Hulle word natuurlik deur mikroörganismes, soos swamme, geproduseer om 'n voordeel bo bakteriese populasies te verkry. Antibiotika word op groot skaal vervaardig deur swamselle te kweek en te manipuleer.

Rekombinante DNA-tegnologie is gebruik om grootskaalse hoeveelhede menslike insulien in te produseer E coli so vroeg as 1978. Voorheen was dit net moontlik om diabetes met varkinsulien te behandel, wat allergiese reaksies by mense veroorsaak het as gevolg van verskille in die geenproduk. Daarbenewens word menslike groeihormoon (HGH) gebruik om groeiversteurings by kinders te behandel. Die HGH-geen is uit 'n cDNA-biblioteek gekloon en ingevoeg E coli selle deur dit in 'n bakteriese vektor te kloneer.

Opsommend: Medisinale Biotegnologie

Transgeniese organismes besit DNA van 'n ander spesie, gewoonlik gegenereer deur molekulêre kloningstegnieke. Entstowwe, antibiotika en hormone is voorbeelde van produkte wat deur rekombinante DNA-tegnologie verkry word. Transgeniese plante word gewoonlik geskep om die eienskappe van gewasplante te verbeter.


Omgewingsbiotegnologie vir volhoubare toekoms

  • Skrywer: Ranbir Chander Sobti
  • Uitgewer: Springer
  • Vrystellingsdatum: 2018-09-10
  • Genre: Tegnologie en Ingenieurswese
  • Bladsye:
  • ISBN 10: 9811072833

Omgewingsvolhoubaarheid is een van die grootste kwessies waarmee die mensdom te kampe het. Vinnige en ongebreidelde industrialisasie het groot druk op die natuurlike hulpbronne geplaas. Om ons planeet 'n volhoubare ekosisteem te maak, bewoonbaar vir toekomstige geslagte en gelyke geleenthede vir al die lewende wesens te bied, moet ons nie net regstellings maak nie, maar ook die besoedelde natuurlike hulpbronne herstel. Die lae-insette biotegnologiese tegnieke wat mikrobes en plante betrek, kan die oplossing bied vir die herlewing van die ekosisteme. Bioremediëring en biodegradasie kan gebruik word om die toestande van besoedelde grond en waterliggame te verbeter. Groen energie wat biobrandstof behels, moet die fossielbrandstowwe vervang om besoedeling en aardverwarming te bekamp. Biologiese alternatiewe (bioinokulante) moet skadelike chemikalieë vervang om die volhoubaarheid van agro-ekosisteme te handhaaf. Die boek sal die jongste ontwikkelings in omgewingsbiotegnologie dek om te gebruik in die skoonmaak en instandhouding van die ekosisteme vir 'n volhoubare toekoms.


Afdeling Opsomming

Genoomkartering is soortgelyk aan die oplossing van 'n groot, ingewikkelde legkaart met stukkies inligting wat van laboratoriums regoor die wêreld kom. Genetiese kaarte verskaf 'n uiteensetting vir die ligging van gene binne 'n genoom, en hulle skat die afstand tussen gene en genetiese merkers op grond van die rekombinasiefrekwensie tydens meiose. Fisiese kaarte verskaf gedetailleerde inligting oor die fisiese afstand tussen die gene. Die mees gedetailleerde inligting is beskikbaar deur volgorde kartering. Inligting van alle kartering- en volgordebepalingsbronne word gekombineer om 'n hele genoom te bestudeer.

Heelgenoomvolgordebepaling is die nuutste beskikbare hulpbron om genetiese siektes te behandel. Sommige dokters gebruik heelgenoomvolgordebepaling om lewens te red. Genomika het baie industriële toepassings, insluitend biobrandstofontwikkeling, landbou, farmaseutiese produkte en besoedelingsbeheer.

Verbeelding is die enigste hindernis vir die toepaslikheid van genomika. Genomika word toegepas op die meeste velde van biologie dit kan gebruik word vir persoonlike medisyne, voorspelling van siekterisiko's op 'n individuele vlak, die studie van geneesmiddelinteraksies voor die uitvoer van kliniese proewe, en die studie van mikroörganismes in die omgewing in teenstelling met die laboratorium. Dit word ook toegepas op die generering van nuwe biobrandstof, genealogiese assessering met behulp van mitochondria, vooruitgang in forensiese wetenskap, en verbeterings in landbou.

Proteomika is die studie van die hele stel proteïene wat deur 'n gegewe tipe sel onder sekere omgewingstoestande uitgedruk word. In 'n meersellige organisme sal verskillende seltipes verskillende proteome hê, en dit sal verskil met veranderinge in die omgewing. Anders as 'n genoom, is 'n proteoom dinamies en onder konstante vloed, wat dit meer ingewikkeld en nuttiger maak as die kennis van genome alleen.

Oefeninge

Woordelys

biomerker: 'n individuele proteïen wat uniek in 'n siek toestand geproduseer word

genetiese kaart: 'n uiteensetting van gene en hul ligging op 'n chromosoom wat gebaseer is op rekombinasiefrekwensies tussen merkers

genomika: die studie van hele genome, insluitend die volledige stel gene, hul nukleotiedvolgorde en organisasie, en hul interaksies binne 'n spesie en met ander spesies

metagenomika: die studie van die kollektiewe genome van veelvuldige spesies wat in 'n omgewingsnis groei en interaksie het

model organisme: 'n spesie wat bestudeer en as 'n model gebruik word om die biologiese prosesse in ander spesies wat deur die model-organisme verteenwoordig word, te verstaan

farmakogenomika: die studie van geneesmiddelinteraksies met die genoom of proteoom ook genoem toksikogenomika

fisiese kaart: 'n voorstelling van die fisiese afstand tussen gene of genetiese merkers

proteïen handtekening: 'n stel oor- of onderuitgedrukte proteïene kenmerkend van selle in 'n spesifieke siek weefsel

proteomika: studie van die funksie van proteome

hele genoom volgordebepaling: 'n proses wat die nukleotiedvolgorde van 'n hele genoom bepaal


Kyk die video: Ingénieur en biotechnologie. Ingénieure en biotechnologie (Oktober 2022).