Кіріспе

Биотехнология – тірі организмдер мен олардың жүйелерін қолдана отырып, өнімдер мен процестерді жетілдіру мен өндіруді зерттейтін ғылым мен технология саласы. Бұл сала табиғаттағы тіршілік процестерін зерттеумен қатар, оларды өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, медицинада және қоршаған ортаны қорғауда қолдану жолдарын дамытады. Биотехнологияның дамуы адамзаттың көптеген мәселелерін шешуге, жаңа өнімдер мен технологияларды жасауға ықпал етті.

1. Биотехнологияның негізгі бағыттары

Биотехнологияның бірнеше негізгі бағыттары бар, олар өзара тығыз байланысты және әртүрлі салаларда қолданылады.

1.1 Медициналық биотехнология

Медициналық биотехнология адам денсаулығына тікелей әсер етеді. Ол ауруларды диагностикалау, емдеу және алдын алу үшін жаңа әдістер мен дәрілер жасаумен айналысады.

Гендік терапия – генетикалық ауруларды емдеу мақсатында бұзылған гендерді түзету.
Вакциналар – инфекциялық аурулардан қорғану үшін микробтардан немесе олардың компоненттерінен алынған өнімдер.
Биофармацевтика – дәрі-дәрмектер мен терапевтік өнімдер өндіру (инсулин, гормондар, вакцина және т.б.).
Диагностика – биотехнологияның көмегімен ауруларды ерте кезеңде анықтауға мүмкіндік беретін әдістер (ДНҚ талдаулары, ПТР технологиясы).

1.2 Ауыл шаруашылық биотехнологиясы

Ауыл шаруашылығында биотехнология өсімдіктер мен жануарларды генетикалық өзгерту арқылы олардың өнімділігін арттыруға, ауруларға төзімділігін жақсартуға және қоршаған ортаға бейімделуін қамтамасыз етуге бағытталған.

Генетикалық модификацияланған организмдер (ГМО) – жоғары өнімді, ауруға төзімді дақылдар мен жануарлар шығару.
Өсімдіктерді қоректендіру – топырақтың құнарлылығын арттыру үшін микроорганизмдер мен биологиялық тыңайтқыштарды қолдану.
Жануарлар биотехнологиясы – жануарлардың репродуктивті қабілетін жақсарту, жаңа тұқымдарды алу.

1.3 Экологиялық биотехнология

Экологиялық биотехнология қоршаған ортаны қорғау және қалпына келтіру үшін микробиологиялық процестерді пайдаланады.

Ластанған ортаға әсер ету – ауаның, судың және топырақтың ластануын тазарту үшін микроорганизмдер қолдану (биоремедиация).
Қалдықтарды қайта өңдеу – органикалық қалдықтарды биотехнология арқылы өңдеп, қайта қолдану.

1.4 Өнеркәсіптік биотехнология

Өнеркәсіптік биотехнология табиғи ресурстарды тиімді пайдалану арқылы өнеркәсіптік өнімдер өндірумен айналысады.

Биокатализ – химиялық реакцияларды тездету үшін микроорганизмдер мен ферменттерді қолдану.
Биоотындар – биологиялық шикізаттан энергия алу (биоэтанол, биогаз).
Тамақ өнеркәсібі – ашыту процестерін пайдаланып, тағам өнімдерін жасау (құрт, айран, сүт, сыра және т.б.).

2. Биотехнологияның қолданылуы

2.1 Медицинадағы биотехнология

Антибиотиктер мен вакциналар – биотехнологияның көмегімен антибиотиктер мен вакциналар өндіріледі. Мысалы, пенициллин, гепатит В вакцинасын алу.
Генетикалық тестілеу – тұқым қуалайтын ауруларды анықтау үшін генетикалық сынақтар жүргізіледі.
Иммунотерапия – ісіктерді емдеуде қолданылатын әдіс, онда ағзаның иммундық жүйесі қатерлі жасушаларды жоюға бағытталады.

2.2 Ауыл шаруашылығында қолданылуы

Генетикалық модификацияланған дақылдар (ГМО) – тыңайтқыштарды аз пайдалану, зиянкестерге қарсы төзімді дақылдарды өсіру. Мысалы, Bt-мақта, гербицидтерге төзімді соя.
Өсімдіктердің ауруларға қарсы тұруын арттыру – молекулалық биотехнология арқылы өсімдіктердің қорғаныш қасиеттерін жақсарту.
Жануарлар селекциясы – өнімділігі жоғары жануарларды шығару үшін генетикалық әдістерді қолдану.

2.3 Экологиядағы биотехнология

Топырақтың деградациясын болдырмау – микроорганизмдерді қолдана отырып, ластанған топырақты тазарту.
Қалдықтарды өңдеу – микроорганизмдер арқылы биологиялық қалдықтарды қайта өңдеу және энергия өндіру.
Судың ластануы – ауыр металдар мен химиялық қосылыстарды микроорганизмдер арқылы тазарту.

2.4 Өнеркәсіптегі биотехнология

Биоотындар – биомассадан немесе қалдықтардан биоотын (бастапқыда этанол немесе биогаз) өндіру.
Ферменттерді қолдану – биотехнологияның көмегімен ферменттер өндіріледі, олар азық-түлік өнімдерін өңдеу және химиялық өндіріс салаларында қолданылады.

3. Биотехнологияның дамуындағы мәселелер мен болашағы

3.1 Мәселелер

Этика мәселелері – генетикалық модификациялау мен клонирлеу әдістеріне қатысты этикалық сұрақтар туындауда.
Қоршаған ортаға әсері – ГМО өсімдіктерінің экожүйеге әсері, олардың табиғи түрлерге ықпалы.
Қауіпсіздік мәселелері – биотехнологиялық өнімдер мен процестердің қауіпсіздігіне байланысты күмәндер.

3.2 Болашақтағы мүмкіндіктер

Жаңа дәрі-дәрмектер мен терапиялар – гендік инженерия мен биоинформатика саласындағы жетістіктер жаңа дәрілер мен емдеу әдістерін жасауға мүмкіндік береді.
Экологиялық таза энергия көздері – биоотындар мен биогазды кеңінен қолдану арқылы табиғи ресурстарды сақтау.
Ауыл шаруашылығында өнімділікті арттыру – жаңа технологиялар арқылы жоғары өнімді, ауруға төзімді дақылдар мен жануарларды шығару.

Қорытынды

Биотехнология – бүгінгі күнде адамзаттың көптеген салаларында, әсіресе медицина, ауыл шаруашылығы және экология салаларында маңызды рөл атқаратын ғылым. Ол адамның өмір сапасын жақсартуға, экологиялық мәселелерді шешуге, азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуге бағытталған. Дегенмен, биотехнологияның дамуы барысында туындайтын этикалық, экологиялық және қауіпсіздік мәселелерін шешу қажет. Биотехнологияның болашағы кең, ол адамның дамуында маңызды орын алады.

Биотехнология және оның қолданылуы