Trong số các khối ngành hiện tại được học sinh lựa chọn, thì ngành công nghệ snh học khá phổ biến. Thế nhưng bản chất thật sự của công nghệ sinh học là gì? Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu nhé. Công nghệ sinh học là gì? Công nghệ sinh học là việc sử dụng các hệ thống sinh học có trong sinh vật hoặc việc sử dụng chính cơ thể sống để tạo ra những tiến bộ công nghệ và điều chỉnh những công nghệ đó vào các lĩnh vực khác nhau. Chúng bao gồm các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ thực hành nông nghiệp đến lĩnh vực y tế. Nó không chỉ bao gồm các ứng dụng trong các lĩnh vực liên quan đến cuộc sống mà còn bất kỳ lĩnh vực nào khác mà thông tin thu được từ khía cạnh sinh học của một sinh vật có thể được áp dụng. Công nghệ sinh học đặc biệt quan trọng khi nói đến sự phát triển của các công cụ hóa học và cực nhỏ, vì nhiều công cụ mà công nghệ sinh học sử dụng tồn tại ở cấp độ tế bào. Để hiểu thêm về công nghệ sinh học, đây là các loại, ví dụ và ứng dụng của nó. Theo Tổ chức Đổi mới Công nghệ Sinh học, "Công nghệ sinh học là công nghệ dựa trên sinh học - công nghệ sinh học khai thác các quá trình tế bào và phân tử sinh học để phát triển các công nghệ và sản phẩm giúp cải thiện cuộc sống và sức khỏe của hành tinh chúng ta. Chúng tôi đã sử dụng các quá trình sinh học của vi sinh vật trong hơn 6.000 năm để tạo ra các sản phẩm thực phẩm hữu ích, chẳng hạn như bánh mì và pho mát, và để bảo quản các sản phẩm từ sữa". Các loại công nghệ sinh học 1. Công nghệ sinh học y tế Công nghệ sinh học y tế là việc sử dụng các tế bào sống và các vật liệu tế bào khác để cải thiện sức khỏe của con người. Chủ yếu, nó được sử dụng để tìm phương pháp chữa trị cũng như loại bỏ và ngăn ngừa bệnh tật. Khoa học liên quan bao gồm việc sử dụng các công cụ này để nghiên cứu nhằm tìm ra các cách khác nhau hoặc hiệu quả hơn để duy trì sức khỏe con người, hiểu các mầm bệnh và hiểu sinh học tế bào của con người. Ở đây, kỹ thuật được sử dụng để sản xuất thuốc dược phẩm cũng như các hóa chất khác để chống lại bệnh tật. Nó liên quan đến việc nghiên cứu vi khuẩn, tế bào thực vật và động vật, để đầu tiên hiểu cách chúng hoạt động ở cấp độ cơ bản. Nó chủ yếu liên quan đến việc nghiên cứu DNA (axit Deoxyribonucleic) để biết cách điều khiển cấu trúc di truyền của tế bào để tăng sản xuất các đặc điểm có lợi mà con người có thể thấy hữu ích, chẳng hạn như sản xuất insulin. Lĩnh vực này thường dẫn đến việc phát triển các loại thuốc và phương pháp điều trị mới, mới lạ đối với lĩnh vực này. Ví dụ về Công nghệ sinh học y tế Vắc-xin Vắc xin là các hóa chất kích thích hệ thống miễn dịch của cơ thể để chống lại các tác nhân gây bệnh tốt hơn khi chúng tấn công cơ thể. Họ đạt được điều này bằng cách đưa các phiên bản giảm độc lực (suy yếu) của bệnh vào máu của cơ thể. Nó khiến cơ thể phản ứng như thể đang bị tấn công từ phiên bản không giảm độc lực của bệnh. Cơ thể chống lại các mầm bệnh suy yếu và thông qua quá trình này, sẽ ghi nhận cấu trúc tế bào của mầm bệnh và có một số tế bào "ghi nhớ" bệnh và lưu trữ thông tin trong cơ thể. Khi một cá nhân tiếp xúc với căn bệnh thực sự, cơ thể của cá nhân đó ngay lập tức nhận ra nó và nhanh chóng hình thành một phòng thủ chống lại nó vì nó đã có một số thông tin về nó. Điều này có nghĩa là chữa lành nhanh hơn và ít thời gian để có triệu chứng hơn. Các mầm bệnh giảm độc lực được chiết xuất bằng các kỹ thuật công nghệ sinh học như nuôi cấy các protein kháng nguyên trong cây trồng biến đổi gen. Một ví dụ là sự phát triển của vắc-xin chống ung thư hạch bằng cách sử dụng cây thuốc lá biến đổi gen được tạo ra để biểu hiện RNA (một hóa chất tương tự như DNA) từ các tế bào B ác tính (ung thư tích cực). Thuốc kháng sinh Đã có những bước tiến trong việc phát triển các loại thuốc kháng sinh chống lại các tác nhân gây bệnh cho con người. Nhiều loại cây được trồng và biến đổi gen để tạo ra các kháng thể. Phương pháp này tiết kiệm chi phí hơn so với sử dụng tế bào hoặc chiết xuất các kháng thể này từ động vật vì thực vật có thể sản xuất các kháng thể này với số lượng lớn hơn. 2. Công nghệ sinh học nông nghiệp Công nghệ sinh học nông nghiệp tập trung vào việc phát triển cây trồng biến đổi gen để tăng năng suất cây trồng hoặc giới thiệu các đặc tính của những cây trồng mang lại lợi thế cho chúng khi trồng ở những vùng có một số yếu tố gây căng thẳng cho cây trồng, cụ thể là thời tiết và sâu bệnh. Trong một số trường hợp, thực hành liên quan đến việc các nhà khoa học xác định một đặc tính, tìm ra gen gây ra nó, sau đó đưa gen đó vào một cây khác để nó có được đặc tính mong muốn đó, làm cho nó bền hơn hoặc tạo ra sản lượng lớn hơn trước đây. Đã làm. Ví dụ về Công nghệ sinh học nông nghiệp Cây trồng kháng sâu bệnh Công nghệ sinh học đã cung cấp các kỹ thuật để tạo ra các loại cây trồng biểu hiện các đặc tính chống sâu bệnh một cách tự nhiên, khiến chúng có khả năng chống chịu sâu bệnh rất tốt, thay vì phải tiếp tục phủi bụi và phun thuốc trừ sâu. Một ví dụ về điều này là gen Bacillus thuringiensis của nấm được chuyển sang cây trồng. Nguyên nhân là do nấm tạo ra một loại protein (Bt), rất hiệu quả để chống lại các loài gây hại như sâu đục thân ở châu Âu. Protein Bt là đặc tính mong muốn mà các nhà khoa học muốn thực vật có được, và vì lý do này, họ đã xác định được gen khiến protein Bt biểu hiện trong nấm và chuyển nó vào ngô. Sau đó, ngô tạo ra độc tố protein một cách tự nhiên, giảm chi phí sản xuất bằng cách loại bỏ chi phí phun thuốc trừ sâu cho cây trồng. Giống cây trồng và vật nuôi Nhân giống có chọn lọc đã là một thực hành mà con người đã tham gia kể từ khi bắt đầu trồng trọt. Thực hành liên quan đến việc chọn những con vật có những đặc điểm mong muốn nhất để lai tạo với nhau để con cái kết quả cũng sẽ biểu hiện những đặc điểm này. Các đặc điểm mong muốn bao gồm động vật lớn hơn, động vật có khả năng chống lại bệnh tật tốt hơn và động vật sống ở nơi cư trú nhiều hơn, tất cả đều hướng đến việc làm cho quá trình nuôi có lợi nhất có thể. Thực hành này đã được chuyển sang cấp độ phân tử với cùng mục đích. Các tính trạng khác nhau được chọn giữa các động vật, và khi đã chỉ ra dấu hiệu di truyền, động vật và thực vật có những đặc điểm đó sẽ được chọn và lai tạo để chuyển những tính trạng đó. Sự hiểu biết về bộ gen về những đặc điểm đó là thông tin cung cấp những quyết định về việc liệu những đặc điểm mong muốn sẽ biểu hiện hay bị mất đi như những đặc điểm lặn không biểu hiện. Những thông tin này cung cấp cơ sở để đưa ra các quyết định sáng suốt, nâng cao khả năng dự đoán sự biểu hiện của các gen đó của các nhà khoa học. Một ví dụ là việc sử dụng nó trong sản xuất hoa, nơi các đặc điểm như màu sắc và mùi được nâng cao. 3. Công nghệ sinh học công nghiệp Công nghệ sinh học công nghiệp là ứng dụng của công nghệ sinh học cho các mục đích công nghiệp cũng bao gồm quá trình lên men công nghiệp. Áp dụng các kỹ thuật của sinh học phân tử hiện đại, nó cải thiện hiệu quả và giảm các tác động môi trường nhiều mặt của các quy trình công nghiệp bao gồm giấy và bột giấy, sản xuất hóa chất và dệt may. Nó bao gồm việc thực hành sử dụng các tế bào như vi sinh vật hoặc các thành phần của tế bào như enzym, để tạo ra các sản phẩm trong các lĩnh vực có ích về mặt công nghiệp, chẳng hạn như thực phẩm và thức ăn chăn nuôi, hóa chất, chất tẩy rửa, giấy và bột giấy, dệt may, nhiên liệu sinh học và khí sinh học. Trong thập kỷ hiện nay, đã có nhiều tiến bộ đáng kể trong việc tạo ra các sinh vật biến đổi gen (GMO) nhằm nâng cao tính đa dạng của các ứng dụng và khả năng kinh tế của công nghệ sinh học công nghiệp. Nó cũng đang tích cực tiến tới giảm phát thải khí nhà kính bằng cách sử dụng các nguyên liệu thô tái tạo để sản xuất nhiều loại hóa chất và nhiên liệu, đồng thời chuyển khỏi nền kinh tế dựa vào hóa dầu. Ví dụ về Công nghệ sinh học công nghiệp Chất xúc tác sinh học Các chất xúc tác sinh học đã được phát triển bởi các công ty công nghệ sinh học công nghiệp như enzym, để tổng hợp hóa chất. Enzyme là protein được tạo ra bởi tất cả các sinh vật. Enzyme mong muốn có thể được sản xuất với số lượng thương mại bằng công nghệ sinh học. Lên men Đường của cây trồng có thể được lên men thành axit, sau đó có thể được sử dụng làm chất trung gian để sản xuất các nguyên liệu hóa học khác cho các sản phẩm khác nhau. Một số thực vật, chẳng hạn như ngô, có thể được sử dụng thay cho dầu mỏ để sản xuất hóa chất. Vi sinh vật Các vi sinh vật được sử dụng trong sản xuất hóa chất để thiết kế và sản xuất chất dẻo / hàng dệt mới và phát triển các nguồn năng lượng bền vững mới như nhiên liệu sinh học. 4. Công nghệ sinh học môi trường Công nghệ sinh học môi trường là công nghệ được sử dụng trong xử lý chất thải và ngăn ngừa ô nhiễm có thể làm sạch hiệu quả hơn nhiều chất thải so với các phương pháp thông thường và giảm đáng kể sự phụ thuộc của chúng ta vào các phương pháp xử lý trên đất liền. Mọi sinh vật đều ăn chất dinh dưỡng để sống và tạo ra các sản phẩm phụ. Tuy nhiên, các sinh vật khác nhau cần các loại chất dinh dưỡng khác nhau. Một số vi khuẩn cũng phát triển mạnh trên các thành phần hóa học của chất thải. Các kỹ sư môi trường đưa chất dinh dưỡng vào để kích thích hoạt động của vi khuẩn đã tồn tại trong đất tại vị trí chất thải hoặc bổ sung vi khuẩn mới vào đất. Vi khuẩn giúp tiêu hóa chất thải ngay tại vị trí, từ đó biến chúng thành các sản phẩm phụ vô hại. Sau khi tiêu thụ các vật liệu phế thải, vi khuẩn sẽ chết đi hoặc trở lại mức độ dân số bình thường của chúng trong môi trường. Có những trường hợp bản thân các sản phẩm phụ của vi sinh vật chống ô nhiễm lại có ích. Ví dụ về Công nghệ sinh học môi trường Xử lý sinh học Xử lý sinh học đề cập đến việc áp dụng các phương pháp công nghệ sinh học giúp phát triển các lò phản ứng sinh học enzyme không chỉ xử lý trước một số thành phần chất thải công nghiệp và thực phẩm mà còn cho phép loại bỏ chúng một cách hiệu quả thông qua hệ thống nước thải mà không cần sử dụng cơ chế xử lý chất thải rắn. Phân loại màu sắc của các nhánh công nghệ sinh học Công nghệ sinh học vàng hoặc Tin sinh học được gọi là sinh học tính toán và có thể được định nghĩa là "sinh học khái niệm hóa" để giải quyết các vấn đề sinh học bằng cách sử dụng các kỹ thuật tính toán và giúp tổ chức nhanh chóng cũng như phân tích dữ liệu sinh học. Công nghệ sinh học đỏ (Biopharma) liên quan đến thuốc và các sản phẩm thú y. Nó có thể giúp phát triển các loại thuốc mới, liệu pháp tái tạo, sản xuất vắc xin và thuốc kháng sinh, kỹ thuật chẩn đoán phân tử và kỹ thuật di truyền để chữa các bệnh áp dụng thao tác di truyền. Công nghệ sinh học trắng lấy cảm hứng từ công nghệ sinh học công nghiệp để thiết kế các quy trình và sản phẩm tiết kiệm năng lượng hơn, ít ô nhiễm hơn và tiêu tốn ít tài nguyên hơn có thể đánh bại các quy trình và sản phẩm truyền thống. Công nghệ sinh học màu vàng liên quan đến việc sử dụng công nghệ sinh học trong sản xuất thực phẩm, ví dụ, trong sản xuất rượu vang, pho mát và bia bằng cách lên men. Công nghệ sinh học Grey đề cập đến các ứng dụng môi trường để duy trì đa dạng sinh học và loại bỏ các chất ô nhiễm hoặc chất gây ô nhiễm bằng cách sử dụng vi sinh vật và thực vật để phân lập và xử lý nhiều loại chất như kim loại nặng và hydrocacbon. Công nghệ sinh học xanh nhấn mạnh vào nông nghiệp liên quan đến việc tạo ra các giống cây trồng mới được quan tâm trong nông nghiệp, thuốc trừ sâu sinh học và phân bón sinh học. Lĩnh vực công nghệ sinh học này hoàn toàn dựa trên phương pháp chuyển gen (chỉnh sửa gen), tức là một gen bổ sung hoặc các gen được chèn vào DNA của chúng. Gen bổ sung có thể đến từ cùng một loài hoặc một loài khác nhau. Công nghệ Sinh học Xanh dựa trên việc sử dụng các nguồn tài nguyên biển để tạo ra các sản phẩm và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực có khả năng hưởng lợi từ việc sử dụng loại công nghệ sinh học này. Violet Biotechnology giải quyết các vấn đề pháp luật, đạo đức và triết học xung quanh công nghệ sinh học. Công nghệ sinh học tối có liên quan đến khủng bố sinh học hoặc vũ khí sinh học và chiến tranh sinh học sử dụng vi sinh vật và chất độc để gây bệnh và tử vong cho con người, vật nuôi và cây trồng. Các ứng dụng của công nghệ sinh học 1. Bổ sung chất dinh dưỡng Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của công nghệ sinh học là truyền chất dinh dưỡng vào thực phẩm trong các tình huống như viện trợ. Do đó, nó cung cấp thực phẩm với các chất dinh dưỡng nặng cần thiết cho những trường hợp như vậy. Một ví dụ của ứng dụng này là sản xuất Gạo vàng trong đó gạo được truyền beta-carotene. Gạo có Vitamin A, mà cơ thể có thể tổng hợp một cách nhanh chóng. 2. Chống căng thẳng phi sinh học Thực tế có rất ít đất trên trái đất có thể trồng trọt được, với một số ước tính cho rằng nó vào khoảng 20%. Với sự gia tăng dân số thế giới, nhu cầu về các nguồn thực phẩm có sẵn càng hiệu quả càng tốt để sản xuất càng nhiều thực phẩm trong càng ít không gian càng tốt. Cũng cần phải trồng các loại cây trồng để có thể tận dụng các khu vực ít canh tác trên thế giới. Có nghĩa là cần phải phát triển các loại cây trồng có thể xử lý các áp lực phi sinh học như nhiễm mặn, hạn hán và sương giá do lạnh. Ví dụ, ở châu Phi và Trung Đông, nơi khí hậu có thể không tốt, thực hành đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của các loại cây trồng có thể chịu được khí hậu khắc nghiệt phổ biến. 3. Công nghệ sinh học công nghiệp Công nghệ sinh học công nghiệp là ứng dụng của công nghệ sinh học bao gồm sản xuất các cấu trúc tế bào đến sản xuất các yếu tố sinh học cho nhiều mục đích sử dụng. Ví dụ bao gồm việc tạo ra các vật liệu mới trong ngành xây dựng và sản xuất bia và rượu, chất tẩy rửa và các sản phẩm chăm sóc cá nhân. 4. Sợi sức mạnh Một trong những vật liệu có độ bền kéo mạnh nhất là mạng nhện. Trong số các vật liệu khác có cùng chiều rộng mặt cắt ngang, mạng nhện có thể chịu lực căng trước khi đứt hơn cả thép. Loại lụa này đã tạo ra nhiều hứng thú trong việc sản xuất các vật liệu làm từ lụa, bao gồm cả áo giáp như áo khoác chống đạn. Tơ được sử dụng vì nó bền hơn Kevlar (vật liệu thường được sử dụng để làm áo giáp). Các kỹ thuật công nghệ sinh học đã được sử dụng để chọn các gen có trong nhện và truyền chúng vào dê để tạo ra các protein tơ trong sữa của chúng. Với sáng kiến này, việc chăn nuôi trở nên dễ dàng hơn vì dê dễ xử lý hơn nhiều so với nhện, việc tạo tơ qua sữa cũng giúp việc xử lý và xử lý thuận tiện hơn rất nhiều so với xử lý sợi tơ thực tế. 5. Nhiên liệu sinh học Một trong những ứng dụng lớn nhất của công nghệ sinh học là trong lĩnh vực sản xuất năng lượng. Với nỗi lo về nguồn dầu mỏ trên thế giới đang ngày càng cạn kiệt và các tác động môi trường liên quan của chúng, nhu cầu ngày càng tăng để bảo vệ tương lai toàn cầu bằng cách tìm các nguồn nhiên liệu thay thế thân thiện với môi trường. Công nghệ sinh học đang cho phép điều này xảy ra với những tiến bộ như sử dụng ngô để sản xuất nhiên liệu dễ cháy cho động cơ ô tô. Những nhiên liệu này rất tốt cho môi trường vì chúng không tạo ra khí nhà kính. 6. Chăm sóc sức khỏe Công nghệ sinh học được áp dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe trong việc phát triển dược phẩm đã được chứng minh là có vấn đề để sản xuất thông qua các phương tiện thông thường khác vì lo ngại về độ tinh khiết. 7. Chế biến thực phẩm Phương pháp lên men bằng cách sử dụng các vi sinh vật và các dẫn xuất của chúng được áp dụng trong đó các nguyên liệu thô không ngon và dễ hỏng sẽ được chuyển thành các loại thực phẩm và đồ uống có thể ăn được và có thể uống được, có thời hạn sử dụng lâu hơn. 8. Nhiên liệu từ chất thải Áp dụng xử lý sinh học chất thải có thể được chuyển đổi thành nhiên liệu sinh học để chạy máy phát điện. Các vi sinh vật có thể được tạo ra để sản xuất các enzym cần thiết để biến các vật liệu thực vật và rau thành các khối xây dựng cho nhựa phân hủy sinh học. Khí mêtan có thể được tạo ra từ một loại vi khuẩn phân hủy chất lỏng lưu huỳnh, là phế phẩm của ngành công nghiệp sản xuất giấy. Khí mêtan thu được có thể được sử dụng trong các quy trình công nghiệp khác hoặc làm nhiên liệu. 9. Hóa chất hàng hóa và hóa chất chuyên dụng Chúng có thể được sản xuất bằng các ứng dụng công nghệ sinh học. Tổng hợp hóa học truyền thống sử dụng các sản phẩm thường không mong muốn, chẳng hạn như HCl, và liên quan đến một lượng lớn năng lượng. Việc sản xuất cùng một loại hóa chất có thể được thực hiện kinh tế hơn và thân thiện hơn với môi trường bằng cách sử dụng chất xúc tác sinh học. Ví dụ: Acrylamide cấp polyme. 10. Vải hoàn thiện công nghệ cao Công nghệ sinh học được sử dụng trong ngành dệt may để hoàn thiện vải và hàng may mặc. Nó sản xuất bông có nguồn gốc từ công nghệ sinh học, ấm hơn, bền hơn, chống nhăn và co rút, đồng thời cải thiện khả năng hấp thụ và giữ thuốc nhuộm, tăng cường khả năng thấm hút. 11. Chất tẩy rửa Proteases Đây là những thành phần thiết yếu của chất tẩy rửa hiện đại giúp loại bỏ tạp chất protein và được sử dụng để phá vỡ tinh bột, protein và axit béo có trên đồ được giặt. Việc sản xuất protease dẫn đến sinh khối, do đó, tạo ra một sản phẩm phụ hữu ích, một loại phân bón hữu cơ. 12. Băng vết thương Nó cũng được áp dụng để sử dụng băng vết thương có phủ Chitosan, một loại đường thường thu được từ vỏ tôm và cua.
