जैव प्रौद्योगिकी जीवों और जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग करने वाले व्यक्ति के लिए आवश्यक उत्पादों और सामग्रियों का सचेत उत्पादन है.
पुराने समय से, जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग मुख्य रूप से खाद्य और प्रकाश उद्योगों में किया गया है: सूक्ष्मजीवों के उपयोग के आधार पर सन और चमड़े के प्रसंस्करण में, वाइनमेकिंग, बेकरी, डेयरी उत्पादों के किण्वन में। हाल के दशकों में, जैव प्रौद्योगिकी की संभावनाओं में काफी विस्तार हुआ है। यह इस तथ्य के कारण है कि इसकी विधियां पारंपरिक लोगों की तुलना में अधिक सरल कारण से लाभप्रद हैं कि जीवित जीवों में, एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं इष्टतम स्थितियों (तापमान और दबाव) के तहत होती हैं, अधिक उत्पादक, पर्यावरण के अनुकूल हैं और रासायनिक नहीं हैं। अभिकर्मकों कि पर्यावरण को जहर।
जैव प्रौद्योगिकी सुविधाएं जीवित जीवों के समूहों के कई प्रतिनिधि हैं - सूक्ष्मजीव (वायरस, बैक्टीरिया, प्रोटोजोआ, यीस्ट), पौधे, जानवर, साथ ही साथ उन्हें कोशिकाओं और उप-कोशिकीय घटकों (ऑर्गेनेल) और यहां तक \u200b\u200bकि एंजाइमों से भी अलग किया जाता है। जैव प्रौद्योगिकी जीवित प्रणालियों में होने वाली शारीरिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा जारी की जाती है, चयापचय उत्पादों के संश्लेषण और टूटने, कोशिका के रासायनिक और संरचनात्मक घटकों का निर्माण होता है।
मुख्यधारा की जैव प्रौद्योगिकी जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों (एंजाइम, विटामिन, हार्मोन), ड्रग्स (एंटीबायोटिक्स, वैक्सीन, सीरम, अत्यधिक विशिष्ट एंटीबॉडी, आदि), साथ ही मूल्यवान यौगिकों (फ़ीड योजक) के सूक्ष्मजीवों और सुसंस्कृत यूकेरियोटिक कोशिकाओं का उपयोग कर उत्पादन होता है, उदाहरण के लिए, आवश्यक अमीनो एसिड, प्रोटीन फ़ीड, आदि)।
जेनेटिक इंजीनियरिंग के तरीकों ने औद्योगिक मात्रा में ऐसे इंसुलिन और वृद्धि हार्मोन (वृद्धि हार्मोन) के रूप में हार्मोन को संश्लेषित करना संभव बना दिया है, जो मानव आनुवंशिक रोगों के उपचार के लिए आवश्यक हैं।
आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक पर्यावरण प्रदूषण (अपशिष्ट जल, दूषित मिट्टी, आदि का जैविक उपचार) का मुकाबला करने के लिए जैविक तरीकों का उपयोग भी है।
इस प्रकार, अपशिष्ट जल यूरेनियम, तांबा और कोबाल्ट को जमा करने में सक्षम बैक्टीरिया का उपयोग व्यापक रूप से अपशिष्ट जल से धातुओं को निकालने के लिए किया जा सकता है। जेनेरा रोडोकोकस और नोकार्डिया के अन्य बैक्टीरिया जलीय पर्यावरण से पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के पायसीकरण और सोखने के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं। वे पानी और तेल के चरणों को अलग करने, तेल को केंद्रित करने और तेल की अशुद्धियों से अपशिष्ट जल को शुद्ध करने में सक्षम हैं। तेल हाइड्रोकार्बन को आत्मसात करते हुए, ये सूक्ष्मजीव उन्हें प्रोटीन, बी विटामिन और कैरोटीन में बदल देते हैं।
रेतीले समुद्र तटों से ईंधन के तेल को हटाने के लिए कुछ हेल्लोबैक्टीरियल उपभेदों का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है। इसके अलावा प्राप्त किए गए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर उपभेदों में ओक्टेन, कपूर, नेफ़थलीन, ज़ाइलीन को विभाजित करने और कच्चे तेल का कुशलतापूर्वक उपयोग करने में सक्षम हैं।
पौधों को कीटों और बीमारियों से बचाने के लिए जैव-तकनीकी तरीकों का उपयोग बहुत महत्व रखता है।
जैव प्रौद्योगिकी भारी उद्योग में अपना रास्ता बना रही है, जहां सूक्ष्मजीवों का उपयोग प्राकृतिक संसाधनों को निकालने, बदलने और संसाधित करने के लिए किया जाता है। पहले से ही प्राचीन समय में, पहले धातुविदों ने लोहे के बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित दलदल अयस्कों से लोहा प्राप्त किया, जो लोहे को केंद्रित करने में सक्षम हैं। अब कई अन्य मूल्यवान धातुओं के जीवाणु एकाग्रता के लिए तरीके विकसित किए गए हैं: मैंगनीज, जस्ता, तांबा, क्रोमियम, आदि। इन विधियों का उपयोग पुरानी खानों और खराब जमा के अपशिष्ट डंप को विकसित करने के लिए किया जाता है, जहां पारंपरिक खनन विधियां आर्थिक रूप से लाभहीन हैं।
जैव प्रौद्योगिकी न केवल विज्ञान और उत्पादन की विशिष्ट समस्याओं को हल करती है। इसका एक और अधिक वैश्विक कार्यप्रणाली कार्य है - यह वन्यजीवों पर मानव प्रभाव के पैमाने को बढ़ाता है और तेज करता है और मानव अस्तित्व की स्थितियों के लिए जीवित प्रणालियों के अनुकूलन में योगदान देता है, अर्थात् नोमोस्फियर के लिए। इस प्रकार जैव प्रौद्योगिकी मानवजन्य अनुकूली विकास में एक शक्तिशाली कारक के रूप में कार्य करता है।
जैव प्रौद्योगिकी, आनुवंशिक और सेलुलर इंजीनियरिंग में आशाजनक संभावनाएं हैं। जब अधिक से अधिक नए वैक्टर दिखाई देते हैं, तो लोग पौधों, जानवरों और मनुष्यों की कोशिकाओं में आवश्यक जीनों को पेश करने के लिए उनका उपयोग करेंगे। यह धीरे-धीरे कई वंशानुगत मानव रोगों से छुटकारा दिलाएगा, कोशिकाओं को आवश्यक दवाओं और जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए मजबूर करेगा, और फिर सीधे प्रोटीन और भोजन में उपयोग किए जाने वाले आवश्यक अमीनो एसिड। पहले से ही प्रकृति द्वारा महारत हासिल करने वाले तरीकों का उपयोग करते हुए, बायोटेक्नोलॉजिस्ट प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से हाइड्रोजन प्राप्त करने की उम्मीद करते हैं - भविष्य की सबसे अधिक पर्यावरण के अनुकूल ईंधन, सामान्य परिस्थितियों में अमोनिया में वायुमंडलीय नाइट्रोजन को परिवर्तित करने के लिए।
स्कोलोकोवो में पिछले सप्ताह आयोजित स्टार्टअप विलेज सम्मेलन के आगंतुकों को निकट भविष्य में झलकने का एक अनूठा अवसर मिला, जब मानव जाति को अपने आहार को संशोधित करने के लिए मजबूर किया गया, तो कीटों से प्रोटीन का एक महत्वपूर्ण अनुपात प्राप्त करना शुरू हो जाएगा।
स्टार्ट-अप प्रदर्शनी में बूथों में से एक पर, फ्लाई लार्वा से फ़ीड प्रोटीन के निर्माता, लिपेत्स्क कंपनी न्यू बायोटेक्नोलोजी का प्रतिनिधित्व करते थे, स्थित थे। अब तक, भोजन जानवरों के लिए अभिप्रेत है, लेकिन भविष्य में, कीट व्यंजन, जैसा कि कई पूर्वानुमानों से होता है, अब मानव मेनू में विदेशी नहीं होगा। पांच बहादुर आत्माओं ने स्टार्टअप विलेज में असाधारण पोषण गुणों के साथ एक उत्पाद का प्रयास करने का साहस किया। साइट के संवाददाता ने उनके उदाहरण का पालन करने की हिम्मत नहीं की, बल्कि भविष्य में भोजन के स्वाद का स्वाद क्या था, इसके बारे में विस्तार से पूछे जाने पर, और साथ ही यह भी सीखा कि ब्रीडर्स की गर्मी और देखभाल से घिरा हुआ है, मक्खियों से लिपेत्स्क अपने रिश्तेदारों की तुलना में बहुत अधिक उपजाऊ हो रहे हैं।
स्टार्टअप गांव में "नई जैव प्रौद्योगिकी" के उत्पादों के साथ एलेक्सी इस्तोमिन। फोटो: वेबसाइट
न्यू बायोटेक्नोलोजीज ने हरी ब्लोफ्लियों के सूखे और कुचले लार्वा से उच्च-प्रोटीन फीड के उत्पादन में विशेषज्ञता हासिल की है, जो कि प्रकृति ने लाखों वर्षों से विकसित करने के लिए काम किया है। "पशु, मछली, पक्षी प्रजनन करते हैं, भोजन करते हैं, खाद और बूंदों को पीछे छोड़ देते हैं, मर जाते हैं, और प्रकृति यह सब थकाऊ काम करती है .. - मक्खियाँ कचरे पर अंडे देती हैं, जिसमें से लार्वा दिखाई देते हैं, जो एंजाइमों को स्रावित करते हैं जो क्षय और खनिज की प्रक्रिया को तेज करते हैं बेकार। इस मामले में, लार्वा खुद जानवरों, मछली और पक्षियों का भोजन बन जाता है। और वर्षा के प्रभाव के तहत शेष सब्सट्रेट और जैविक उर्वरक के रूप में सूरज मिट्टी में प्रवेश करता है और फाइटोमास के तेजी से विकास में योगदान देता है, जो सभी जीवित चीजों के लिए भोजन भी है। दूसरे शब्दों में, पोषक तत्वों का पुनरुत्पादन किया जाता है, और बिना किसी कीटनाशक या जहर के। केवल जैविक। "
इस प्राकृतिक प्रक्रिया को न्यू बायोटेक्नोलॉजी कंपनी से उधार लिया गया था। परिणामस्वरूप बायोमास, फ्लाई लार्वा, एक उच्च पोषक तत्व सामग्री है। बायोमास के 50-70% में क्रूड प्रोटीन होता है, 20-30% क्रूड फैट होता है, 5-7% क्रूड फाइबर होता है।
कृषि की विभिन्न शाखाओं में फ़ीड प्रोटीन (वाणिज्यिक नाम - "ज़ूपरोटिन") के उपयोग के सकारात्मक प्रभाव का वर्णन करते समय एलेक्सी इस्टोमिन बहुत आश्वस्त थे। "सुअर प्रजनन में, पिगलेट, सूअर के आहार के लिए एक योजक के रूप में माइक्रोड्स में प्रोटीन-लिपिड ध्यान का उपयोग, भोजन की पाचनशक्ति और रोगों और वायरस के लिए शरीर के प्राकृतिक प्रतिरोध को बढ़ाने, वजन बढ़ाने, गतिविधि और संतान, "श्री इस्तोमिन ने फ्लाई लार्वा से फ़ीड के फायदे सूचीबद्ध किए ... - यह बड़ी संख्या में एंजाइमों, चिटिन, मेलेनिन, इम्युनोमोड्यूलेटर्स के "ज़ोप्रोटीन" में सामग्री के कारण है। पोल्ट्री उद्योग में, ब्रॉयलर, टर्की, बतख और अन्य पोल्ट्री के लिए आहार में हमारे फ़ीड प्रोटीन का समावेश दैनिक वजन बढ़ाने और फ़ीड अनुपात को कम कर सकता है। मुर्गियाँ बिछाने में, अंडे के उत्पादन में वृद्धि देखी जाती है, शरीर की बीमारियों और वायरस के प्रति प्रतिरोध बढ़ जाता है, और मृत्यु दर कम हो जाती है। " फर खेती में, मिंक, आर्कटिक लोमड़ियों के भोजन के लिए "ज़ोप्रोटीन" के अलावा, लोमड़ियों फर की गुणवत्ता में सुधार और अस्वीकारों के प्रतिशत में कमी की ओर जाता है। जानवरों की एक बड़ी शरीर की लंबाई और छाती होती है, इसलिए, उनसे अधिक खाल प्राप्त की जा सकती है।
बाएं से दाएं: तैयार भोजन, सूखे और जीवित लार्वा। फोटो: वेबसाइट
मक्खियों से भोजन का उद्भव पालतू मालिकों को प्रसन्न करेगा। अलेक्सई इस्टोमिन के अनुसार, “बिल्लियों और कुत्तों में, एस्ट्रस और शेडिंग अधिक आसानी से गुजरती हैं, मांसपेशियों की टोन और गतिविधि में वृद्धि होती है, कोट घनीभूत हो जाता है; जानवर कम बीमार पड़ते हैं। " पोल्ट्री भी स्वस्थ हो जाते हैं जब फ्लाई लार्वा से प्रोटीन को फ़ीड में जोड़ा जाता है, तो उनका रंग उज्जवल हो जाता है। एक्वैरियम मछली तलना दो बार तेजी से विकसित होता है, और तलना की जीवित रहने की दर 100% के करीब है।
चमत्कारी तकनीक कहीं से भी उत्पन्न नहीं हुई - इसकी सैद्धांतिक नींव पशु-प्रजनन के अखिल-केंद्रीय वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थान, साथ ही नोवोसिबिर्स्क राज्य कृषि संस्थान में आधी सदी पहले रखी गई थी। वहां, प्रयोगशाला स्थितियों में, फ्लाई लार्वा से फ़ीड योजक व्यापक रूप से अध्ययन किए गए थे। अब नोवोसिबिर्स्क राज्य कृषि विश्वविद्यालय, VNIIZh के नाम पर इस दिशा में काम जारी है एल.के. अर्न्स्ट, इंस्टीट्यूट ऑफ इकोलॉजी एंड इवोल्यूशन। ए.एन. सेवर्त्सोव। अलेक्सी इस्टोमिन के अनुसार, फ्लाई लार्वा द्वारा अपशिष्ट प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप प्राप्त प्रोटीन फ़ीड का उपयोग करने की दक्षता अन्य पशु प्रोटीन (मछली भोजन और मांस और हड्डी भोजन) की तुलना में, अखिल रूसी में किए गए अध्ययनों से पुष्टि की गई है। पशुपालन के अनुसंधान संस्थान और पोल्ट्री के अखिल रूसी वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रौद्योगिकी संस्थान। यह उल्लेखनीय है कि समय के साथ, इस तकनीक की प्रासंगिकता केवल बढ़ती है, क्योंकि दुनिया को पशु प्रोटीन की तीव्र कमी का सामना करना पड़ता है।
"हमें क्या बाधा है, बुरी गंध आती है और महंगा है, घरेलू कृषि की भलाई के लिए मदद और काम कर सकता है, अतिरिक्त लाभ ला सकता है और पर्यावरण पर बोझ को कम कर सकता है"
कंपनी "न्यू बायोटेक्नोलॉजीज़" 25 मिलियन टन पर अनुमान लगाती है; रूस में एक ही संकेतक 1 मिलियन टन है। 1961 के बाद से, दुनिया की आबादी दोगुनी से अधिक हो गई है, और विश्व मांस की खपत चौगुनी हो गई है। पशु प्रोटीन की वैश्विक खपत 2030 तक 50% तक बढ़ने का अनुमान है। अब तक, कृषि में, इसके मुख्य स्रोत मछली (मछली का भोजन) और मांस और हड्डी का भोजन हैं। “उच्चतम गुणवत्ता वाले मछुआरों का उत्पादन मोरक्को, मॉरिटानिया और चिली में किया जाता है, और इसकी लागत रसद लागत के अनुपात में बढ़ जाती है। अलेक्सई इस्तोमिन कहते हैं, पिछले 15 वर्षों में मछुआरों की कीमत 8 गुना बढ़ गई है। - कृषि उत्पादों के कई निर्माता सस्ते और निम्न-गुणवत्ता वाले एनालॉग्स के पक्ष में उच्च-गुणवत्ता वाले आयातित मत्स्य पालन से इनकार करते हैं, और विशेष रूप से सोया में मांस और हड्डी के भोजन या वनस्पति प्रोटीन पर स्विच करते हैं। पादप प्रोटीन का उपयोग वांछित परिणाम प्राप्त करने की अनुमति नहीं देता है - इस तरह के प्रोटीन को बड़ी मात्रा में भूमि संसाधनों की आवश्यकता होती है और यह पूरी तरह से पशु प्रोटीन को संरचना में बदल नहीं सकता है।
न्यू बायोटेक्नोलोजीज परियोजना ने उप प्रधान मंत्री अर्कडी ड्वोर्कोविच और रोस्तोव क्षेत्र के गवर्नर वसीली गोलूबेव के हित को बढ़ावा दिया। फोटो: वेबसाइट
आर्थिक के अलावा, खिला प्रतिमान में बदलाव के लिए पर्यावरणीय पूर्वापेक्षाएँ हैं। तो, 1 टन आटे के उत्पादन के लिए, 5 टन वाणिज्यिक मछली पकड़ना आवश्यक है। यह देखते हुए कि पशु प्रोटीन की मांग अधिक है, मछली पकड़ महत्वपूर्ण संकेतक (2015 में 170 मिलियन टन) तक पहुंच गई। पारिस्थितिकी तंत्र के पास समुद्रों में मछली के भंडार को पुन: उत्पन्न करने का समय नहीं है। एक टन मत्स्य उत्पादन में, लगभग 11 टन कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में छोड़ा जाता है। इस मामले में, पर्यावरण के लिए अतिरिक्त लागत 3.5 हजार डॉलर अनुमानित है। फ्लाई लार्वा से एक टन आटे का उत्पादन करते समय वातावरण में 5 गुना कम CO2 छोड़ा जाता है। यह है, प्रत्येक लार्वा से 5 टन प्रोटीन का उत्पादन करता है जो समुद्र में 5 टन मछली संग्रहीत करता है।
“स्वाद असामान्य है, और कुछ नहीं। लेकिन यह प्रोटीन प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है और मांसपेशियों के विकास को बढ़ावा देता है "
पशु प्रोटीन के वैकल्पिक स्रोतों के बारे में सोचकर, शोधकर्ताओं ने उनका ध्यान कीटों की ओर लगाया। ग्रह पर मक्खियों की 90 हजार से अधिक प्रजातियां हैं, और उनमें से प्रत्येक निश्चित कचरे पर फ़ीड करता है: पौधे पदार्थ, खाद / गोबर, भोजन अपशिष्ट, आदि। एलेक्सी इस्तोमिन कहते हैं, "जो चीज हमें बुरी लगती है, उसमें बदबू आती है और उच्च लागत - पर्यावरण, वित्तीय, ऊर्जा - और घरेलू कृषि के लाभ के लिए काम करना और अतिरिक्त लाभ लाना और पर्यावरण पर बोझ को कम करना है।" कम से कम, लिपेत्स्क में "न्यू बायोटेक्नोलॉजीज़" कंपनी का पायलट उत्पादन औद्योगिक वातावरण में प्रौद्योगिकी का उपयोग करने का वादा साबित करता है।
छोटी लुसी
कई के लिए जाना जाता है, धात्विक हरी चमकदार मक्खियाँ लूसिलिया सीज़र (कंपनी में, इस प्रजाति को स्नेह से एक कीट लुसी के रूप में संदर्भित किया जाता है) को लिपेत्स्क में उत्पादन स्थल पर विशेष कीट-पतंगों में रखा जाता है। कई दसियों लाख मक्खियाँ वहाँ रहती हैं। कई मायनों में, ये अद्वितीय कीड़े हैं। अपनी प्रजनन क्षमताओं को बेहतर बनाने के लिए, वैज्ञानिक एक निश्चित विधि का उपयोग करके कीड़े को पार करते हुए दो साल से अधिक समय से प्रजनन कार्य कर रहे हैं। यदि प्रकृति में एक मक्खी 60 अंडों का एक क्लच बनाती है, तो लिपसेटक में क्लच (और इसलिए, लार्वा की संख्या और उनसे उत्पन्न होने वाले भोजन) कीड़ों को काटती है, औसतन, तीन गुना अधिक। नोवे बायोटेक्नोलोजी के विशेषज्ञ मक्खियों पर कोई आनुवांशिक हेरफेर नहीं करते हैं, हम "पारंपरिक" चयन के बारे में बात कर रहे हैं, श्री इस्तोमिन ने आश्वासन दिया कि एक ठीक जाल के साथ कवर किए गए स्टैंड पर कीड़ों के झुंड के साथ एक पिंजरे-पिंजरे की ओर इशारा करते हुए, वह जारी है: "केवल।" कल 6 मक्खियाँ; सिर्फ एक दिन में, उनकी संख्या कई सौ तक पहुँच गई। यह गुड़िया के विकास चक्र के सही चयन के कारण संभव हुआ, जिसे प्यूपरिया भी कहा जाता है। हमने चक्र को इस तरह से फिट किया है कि आज उनमें से कई और हैं। कल उनकी संख्या और भी बढ़ जाएगी। ” भाग में, इस प्रक्रिया को बहुत उपयुक्त मौसम द्वारा नियंत्रित नहीं किया गया था: एक प्यूपा को एक मक्खी में बदलने के लिए इष्टतम तापमान लगभग 30 डिग्री है। इस तथ्य के बावजूद कि स्टार्टअप विलेज में, रात में कमरे में कीड़े लाए गए थे, वहां तापमान कम था।
लिपेत्स्क में उत्पादन स्थल पर, मक्खियाँ स्वतंत्रता से भरी हैं। फोटो: "नई जैव प्रौद्योगिकी"।
लिपेत्स्क में उत्पादन स्थल पर, मक्खियों को पूर्ण स्वतंत्रता का आनंद मिलता है, जहां वे प्रतिकूल परिस्थितियों और तनाव से सुरक्षित रहते हैं। मक्खियों को विशेष पिंजरे के पिंजरों में रखा जाता है, जिसमें पानी, चीनी, दूध पाउडर और कीमा बनाया हुआ मांस के साथ बक्से होते हैं, जहां मक्खियाँ अंडे देती हैं। चिनाई प्रतिदिन निकाली जाती है। जनसंख्या की गुणवत्ता और शुद्धता पर नियंत्रण मुख्य प्रौद्योगिकीविद् द्वारा किया जाता है। इसके लिए, लार्वा का चयन किया जाता है, जो विशेष परिस्थितियों में प्यूरीटेट करते हैं और रेफ्रिजरेटर में प्यूपे के रूप में संग्रहीत होते हैं। यदि आवश्यक हो, तो प्यूपा को कीड़े के पिंजरे में रखा जाता है, और थोड़ी देर के बाद उनसे मक्खियों दिखाई देती हैं।
जैसे ही अंडे से लार्वा निकलता है, उन्हें हैचरी में स्थानांतरित किया जाता है। चूरा के कूड़े पर विशेष ट्रे में, चारा सब्सट्रेट और अंडे रखे जाते हैं। लार्वा बहुत प्रचंड होते हैं और तेजी से बढ़ते हैं, प्रति दिन 350 गुना तक बढ़ते हैं। मेद और सक्रिय वृद्धि की अवधि 3-4 दिन है। फिर बड़े हुए लार्वा आसुत होते हैं। यह कार्बनिक सब्सट्रेट से लार्वा को अलग करने की प्रक्रिया का नाम है। उसके बाद, बायोमास को सुखाया जाता है और भंडारण के लिए भेजा जाता है।
मांस एक पोल्ट्री फार्म से मांस पर बढ़ता है, जो न्यू बायोटेक्नोलॉजी की पायलट उत्पादन सुविधा के पास स्थित है। पोल्ट्री पर पाले गए लार्वा में खाद और गोबर पर पाले जाने वाले पोषक तत्वों की मात्रा अधिक होती है। इसी समय, बहुत सारे मांस का भंडार होना चाहिए - 1 किलो "ज़ूपरोटीन" का उत्पादन करने के लिए, 3.5 किलोग्राम जीवित लार्वा विकसित करना आवश्यक है, जिसके लिए 10 किलो मांस कचरे की आवश्यकता होती है।
1961 के बाद से, दुनिया की आबादी दोगुनी से अधिक हो गई है, और विश्व मांस की खपत चौगुनी हो गई है। वैश्विक पशु प्रोटीन की खपत 2030 तक 50% तक बढ़ने का अनुमान है
“पोल्ट्री फार्मों में औसत मृत्यु दर कुल पशुधन का 5% है। इस प्रकार के कचरे से पोल्ट्री फार्मों के लिए बहुत परेशानी होती है। ये पर्यावरणीय मुद्दे हैं (आपको निपटाने की आवश्यकता है), और वित्तीय (आपको निपटान के लिए भुगतान करना होगा), और संगठनात्मक (इकट्ठा, संग्रह, वितरित करें, ध्यान रखें)। इसलिए, पोल्ट्री फार्म में हमारी पद्धति का आवेदन सबसे प्रभावी है, जो पोल्ट्री उत्पादन को बेकार-मुक्त बनाना संभव बनाता है, - अलेक्सी इस्तोमिन द्वारा समझाया गया। - सामान्य तौर पर, कृषि उत्पादन की वृद्धि अनिवार्य रूप से पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव में वृद्धि दर्ज करेगी। कृषि मंत्रालय के अनुसार, रूस में कृषि अपशिष्ट से दूषित भूमि का कुल क्षेत्रफल 2.4 मिलियन हेक्टेयर से अधिक है। 2015 में, इस तरह के कचरे की कुल मात्रा 380 मिलियन टन से अधिक थी। देश में कृषि अपशिष्टों के प्रसंस्करण की व्यावहारिक रूप से कोई संस्कृति नहीं है। ऐसे उद्योगों का खाता इकाइयों में जाता है ”।
लिपेत्स्क में पायलट उत्पादन। फोटो: "नई जैव प्रौद्योगिकी"
प्रौद्योगिकी के औद्योगिक कार्यान्वयन की जटिलता मुख्य रूप से प्रशासनिक और पर्यावरणीय कारकों के कारण है। "विदेश में, विशेष रूप से चीन और इंडोनेशिया में, बेसिन (" खुला ") विधि का उपयोग किया जाता है, इस्तोमिन बताते हैं। - यह हमारी स्थितियों में अस्वीकार्य है, क्योंकि लार्वा अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में अमोनिया का उत्पादन करते हैं। हमारी परियोजना में, हमने स्थानीय निकास वेंटिलेशन से लैस मक्खियों, वायु शोधन के लिए एक सूक्ष्मजीवविज्ञानी फिल्टर, कच्चे माल तैयार करने के लिए विशेष सिस्टम और अवरक्त सुखाने के लिए नेस्टिंग अलमारियाँ का उपयोग करके एक "बंद" विधि प्रस्तावित की है। यह सब पर्यावरणीय सुरक्षा के लिए आवश्यकताओं को अधिकतम करने की अनुमति देता है।
लार्वा बहुत प्रचंड होते हैं और तेजी से बढ़ते हैं, प्रति दिन 350 गुना तक बढ़ते हैं। फोटो: "नई जैव प्रौद्योगिकी"
अब न्यू बायोटेक्नोलोजी कंपनी स्कोल्कोवो निवासी का दर्जा प्राप्त करने की प्रक्रिया में है। टीम मुख्य रूप से उत्पाद प्रमाणन में फाउंडेशन की सहायता पर भरोसा करती है। रूस में, मक्खियों के लार्वा द्वारा अपशिष्ट प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के उपयोग के विनियमन से संबंधित कोई नियामक ढांचा नहीं है, इसलिए, अलेक्सी इस्तोमिन कहते हैं, "हमें और अधिक परिष्कृत होना होगा।" इसी समय, नियंत्रित करने वाले अधिकारी उत्पादों की सुरक्षा के बारे में बताते हैं: "लिपेत्स्क क्षेत्रीय पशु चिकित्सा प्रयोगशाला" साल्मोनेला, पक्षी और अंडे और हेल्मिंथ लार्वा में इन्फ्लूएंजा और इन्फ्लूएंजा रोगजनकों की उपस्थिति के लिए जीवित बायोमास का अध्ययन करता है। फ्लाई लार्वा के सूखे बायोमास में, क्रूड प्रोटीन का द्रव्यमान अंश, क्रूड वसा का सामूहिक अंश, नमी और विषाक्तता निर्धारित की जाती है। "तुला इंटरगेंशनल वेटनरी लेबोरेटरी" रोगजनक वनस्पतियों की उपस्थिति के लिए ज़ोहोमस के जैविक निषेचन का अध्ययन करता है। प्रत्येक अध्ययन के परिणाम एक प्रोटोकॉल में दर्ज़ किए गए हैं ”।
साइट के वार्ताकार आश्वस्त हैं: भविष्य के भविष्य में, केवल जानवर, बल्कि लोग भी कीट प्रोटीन के स्वाद से परिचित होंगे। अधिक से अधिक विशेषज्ञ इस दृष्टिकोण को साझा करते हैं। इसलिए, तीन साल पहले, संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन ने एक अध्ययन जारी किया, जिसमें कहा गया था कि कीड़े पहले से ही 2 बिलियन लोगों के आहार में एक डिग्री या दूसरे तक मौजूद हैं। भूख और पर्यावरण प्रदूषण से निपटने के लिए, मानवता को अधिक कीड़े खाने चाहिए, रिपोर्ट के लेखकों ने आग्रह किया।
इसके अलावा, जैसा कि एलेक्सी इस्तोमिन के व्यक्तिगत अनुभव की गवाही है, यह इतना डरावना नहीं है। अब महीनों से, वह दूध, केला और अन्य पारंपरिक सामग्रियों से बने मॉर्निंग शेक में एक बड़ा चम्मच प्रोटीन प्रोटीन मिला रही है। “स्वाद असामान्य है, और कुछ नहीं। लेकिन यह प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करता है और मांसपेशियों के विकास को बढ़ावा देता है।
बकलानोव मिखाइल तथा 8 अन्य इस तरह "डेटा-प्रारूप \u003d" लोग जिन्होने इसे पसंद किया"डेटा-कॉन्फ़िगरेशन \u003d" स्वरूप \u003d% 3Ca% 20class% 3D% 27who-पसंद% 27% 3Ep%% 20who% 20like% 20C% 3C% 2Fa% 3E "\u003e
जैव प्रौद्योगिकी मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने और लक्षित परिवर्तनों को पूरा करने के लिए जैविक एजेंटों या उनके सिस्टम का औद्योगिक उपयोग है।
इस मामले में जैविक एजेंट सूक्ष्मजीव, पौधे या पशु कोशिकाएं, सेलुलर घटक (सेल झिल्ली, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, क्लोरोप्लास्ट), साथ ही जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स (डीएनए, आरएनए, प्रोटीन - अधिकांश एंजाइम) हैं। जैव प्रौद्योगिकी वायरल डीएनए या आरएनए का उपयोग विदेशी जीन को कोशिकाओं में स्थानांतरित करने के लिए भी करती है।
मनुष्य ने कई हजारों वर्षों से जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग किया है: लोगों ने विभिन्न सूक्ष्मजीवों का उपयोग करते हुए ब्रेड, पीसा बीयर, पनीर बनाया, जबकि उनके अस्तित्व पर भी संदेह नहीं किया गया। दरअसल, यह शब्द हमारी भाषा में बहुत पहले से ही नहीं था, इसके बजाय "औद्योगिक सूक्ष्म जीव विज्ञान", "तकनीकी जैव रसायन", आदि शब्दों का इस्तेमाल किया गया था।
संभवतः सबसे पुरानी जैव-प्रौद्योगिकी प्रक्रिया सूक्ष्मजीवों के साथ किण्वन थी। यह बीयर पीने की प्रक्रिया के विवरण से पता चलता है, जिसे 1981 में बाबुल की खुदाई के दौरान एक टैबलेट पर खोजा गया था जो 6 वीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व के बारे में है। इ।
तीसरी सहस्राब्दी ईसा पूर्व में। इ। सुमेरियों ने दो दर्जन प्रकार की बीयर बनाई। कोई कम प्राचीन जैव-प्रौद्योगिकीय प्रक्रियाएं वाइनमेकिंग, बेकरी और लैक्टिक एसिड उत्पादों का उत्पादन नहीं कर रही हैं। पारंपरिक, शास्त्रीय, समझ में, जैव प्रौद्योगिकी प्राकृतिक जैविक वस्तुओं और प्रक्रियाओं का उपयोग करके विभिन्न पदार्थों और उत्पादों के उत्पादन के लिए तरीकों और प्रौद्योगिकियों का विज्ञान है।
शब्द "नई" जैव प्रौद्योगिकी, "पुरानी" जैव प्रौद्योगिकी के विपरीत, का उपयोग जेनेटिक इंजीनियरिंग तकनीकों और बायोप्रोसेस के अधिक पारंपरिक रूपों का उपयोग करके बायोप्रोसेस को अलग करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, किण्वन प्रक्रिया में अल्कोहल का सामान्य उत्पादन एक "पुरानी" जैव प्रौद्योगिकी है, लेकिन जेनेटिक इंजीनियरिंग के तरीकों से बेहतर खमीर की इस प्रक्रिया में उपयोग शराब की पैदावार बढ़ाने के लिए एक "नई" जैव प्रौद्योगिकी है।
एक विज्ञान के रूप में जैव प्रौद्योगिकी आधुनिक जीव विज्ञान का सबसे महत्वपूर्ण खंड है, जो भौतिकी की तरह, 20 वीं शताब्दी के अंत में बन गया। विश्व विज्ञान और अर्थशास्त्र में अग्रणी प्राथमिकताओं में से एक।
विश्व विज्ञान में जैव प्रौद्योगिकी पर शोध का एक उछाल 80 के दशक में हुआ था, लेकिन इसके अस्तित्व की इतनी कम अवधि के बावजूद, जैव प्रौद्योगिकी ने वैज्ञानिकों और आम जनता दोनों का ध्यान आकर्षित किया है। पूर्वानुमान के अनुसार, पहले से ही 21 वीं सदी की शुरुआत में, बायोटेक्नोलॉजिकल सामान दुनिया के सभी उत्पादन का एक चौथाई हिस्सा होगा।
अधिक आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं के लिए, वे पुनः संयोजक डीएनए के तरीकों पर आधारित हैं, साथ ही साथ स्थिर एंजाइमों, कोशिकाओं या सेलुलर जीवों के उपयोग पर भी।
आधुनिक जैव-प्रौद्योगिकी उत्पादन को बेहतर बनाने या विभिन्न प्रकार के उत्पादों के लिए नए प्रकार के उत्पाद प्राप्त करने के लिए आनुवांशिक रूप से परिवर्तित जैविक वस्तुओं के निर्माण और उपयोग के आनुवंशिक रूप से इंजीनियर और सेलुलर तरीकों का विज्ञान है।
जैव प्रौद्योगिकी की मुख्य दिशाएँ
परंपरागत रूप से, जैव प्रौद्योगिकी के निम्नलिखित मुख्य क्षेत्रों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:
खाद्य जैव प्रौद्योगिकी;
- कृषि के लिए दवाओं की जैव प्रौद्योगिकी;
- औद्योगिक और घरेलू उपयोग के लिए दवाओं और उत्पादों की जैव प्रौद्योगिकी;
- दवाओं की जैव प्रौद्योगिकी;
- नैदानिक \u200b\u200bउपकरणों और अभिकर्मकों की जैव प्रौद्योगिकी।
जैवप्रौद्योगिकी में लीचिंग और ध्यान केंद्रित करने वाली धातुएं शामिल हैं, जो पर्यावरण को प्रदूषण से बचाती हैं, विषाक्त अपशिष्ट को कम करती हैं और तेल उत्पादन को बढ़ाती हैं।
जैव ईंधन दिशा का विकास
पृथ्वी का वनस्पति आवरण 1,800 बिलियन टन से अधिक शुष्क पदार्थ है, जो खनिजों के ज्ञात ऊर्जा भंडार के बराबर ऊर्जावान है। वनों में लगभग 68% स्थलीय बायोमास, लगभग 16% के लिए हर्बल पारिस्थितिक तंत्र और 8% के लिए फसली खाते हैं। शुष्क पदार्थ के लिए, इसे ऊर्जा में बदलने का सबसे सरल तरीका दहन के माध्यम से है - यह गर्मी प्रदान करता है, जो बदले में यांत्रिक या विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।
कच्चे माल की तरह, इस मामले में बायोमास को ऊर्जा में परिवर्तित करने का सबसे पुराना और प्रभावी तरीका बायोगैस (मिथेन) का उत्पादन है। मीथेन "किण्वन", या बायोमीथोजेनेसिस, बायोमास को ऊर्जा में परिवर्तित करने की एक लंबी ज्ञात प्रक्रिया है। इसे 1776 में खोला गया था। वोल्ता, जिन्होंने दलदली गैस में मीथेन की उपस्थिति स्थापित की।
खाद्य उद्योग और कृषि उत्पादन से अपशिष्ट को एक उच्च कार्बन सामग्री (बीट डिस्टिलेशन के मामले में, 50 लीटर कार्बन के लिए 1 लीटर अपशिष्ट खाते) की विशेषता है, इसलिए वे मीथेन "किण्वन" के लिए सबसे उपयुक्त हैं, खासकर तब से उनमें से कुछ इस प्रक्रिया के लिए सबसे अनुकूल तापमान पर प्राप्त होते हैं ...
विकासशील देशों के लिए विज्ञान और प्रौद्योगिकी पर संयुक्त राष्ट्र सम्मेलन (1979) और एशिया और प्रशांत के लिए आर्थिक और सामाजिक आयोग के विशेषज्ञों ने बायोगैस का उपयोग करके कृषि कार्यक्रमों की खूबियों पर प्रकाश डाला।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दुनिया में 95 मिलियन मवेशियों की आबादी का 38%, 72% गन्ना अवशेष और 95% केला, कॉफी और खट्टे अपशिष्ट अफ्रीका, लैटिन अमेरिका, एशिया और मध्य पूर्व से आते हैं। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि इन क्षेत्रों में मीथेन "किण्वन" के लिए भारी मात्रा में कच्चे माल केंद्रित हैं।
इसके परिणामस्वरूप कुछ कृषि उन्मुख अर्थव्यवस्थाओं को जैव ऊर्जा की ओर उन्मुख किया गया है। कचरे के मीथेन "किण्वन" द्वारा बायोगैस उत्पादन विकासशील देशों के अधिकांश ग्रामीण क्षेत्रों में ऊर्जा समस्या के संभावित समाधानों में से एक है।
जैव प्रौद्योगिकी काफी सस्ते बायोसिंथेटिक इथेनॉल के उत्पादन के माध्यम से भी ऊर्जा की समस्याओं को हल करने में एक बड़ा योगदान देने में सक्षम है, जो भोजन और फ़ीड प्रोटीन के साथ-साथ प्रोटीन के उत्पादन में सूक्ष्मजीवविज्ञानी उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है। लिपिड फ़ीड तैयारी।
जैव प्रौद्योगिकी में प्रगति
जैव प्रौद्योगिकी की मदद से, स्वास्थ्य देखभाल, कृषि, खाद्य और रासायनिक उद्योगों के लिए कई उत्पाद प्राप्त किए गए हैं। इसके अलावा, यह महत्वपूर्ण है कि उनमें से कई जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों के उपयोग के बिना प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं। विशेष रूप से उच्च उम्मीदें प्रदूषण को कम करने और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सूक्ष्मजीवों और सेल संस्कृतियों का उपयोग करने के प्रयासों से जुड़ी हैं।
आणविक जीव विज्ञान में, बायोटेक्नोलॉजिकल विधियों का उपयोग जीनोम की संरचना को निर्धारित करना, जीन अभिव्यक्ति की क्रियाविधि को समझना, उनके कार्यों का अध्ययन करने के लिए सेल झिल्ली को मॉडल बनाना संभव बनाता है।
आनुवंशिक और सेलुलर इंजीनियरिंग के तरीकों से आवश्यक जीन का निर्माण आपको जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों की आनुवंशिकता और महत्वपूर्ण गतिविधि को नियंत्रित करने और मनुष्यों के लिए नए गुणों वाले जीवों को बनाने की अनुमति देता है जो पहले प्रकृति में नहीं देखे गए हैं।
सूक्ष्मजीवविज्ञानी उद्योग वर्तमान में विभिन्न सूक्ष्मजीवों के हजारों उपभेदों का उपयोग करता है। ज्यादातर मामलों में, वे प्रेरित उत्परिवर्तन और बाद के चयन से बेहतर होते हैं। यह विभिन्न पदार्थों के बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए अनुमति देता है। कुछ प्रोटीन और माध्यमिक चयापचयों को केवल यूकेरियोटिक कोशिकाओं को प्राप्त करके प्राप्त किया जा सकता है। पादप कोशिकाएँ कई यौगिकों के स्रोत के रूप में काम कर सकती हैं - एट्रोपिन, निकोटीन, अल्कलॉइड, सैपोनिन, आदि।
जैव रसायन विज्ञान, सूक्ष्म जीव विज्ञान, कोशिका विज्ञान में, दोनों एंजाइमों और सूक्ष्मजीवों, पौधों और जानवरों की संपूर्ण कोशिकाओं के स्थिरीकरण के तरीके निस्संदेह ब्याज के हैं। पशु चिकित्सा में इस तरह के बायोटेक्नोलॉजिकल तरीके जैसे सेल और भ्रूण संस्कृति, इन विट्रो ओवोजेनेसिस में, और कृत्रिम गर्भाधान का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह सब इस तथ्य की गवाही देता है कि जैव प्रौद्योगिकी न केवल नए खाद्य उत्पादों और दवाओं का एक स्रोत बन जाएगी, बल्कि ऊर्जा और नए रसायनों के उत्पादन के साथ-साथ वांछित गुणों वाले जीव भी होंगे।
वीडियो: बायोटेक्नोलॉजी और नई चिकित्सा विज्ञान का उद्भव।
स्वायत्त गैर-लाभकारी संगठन
कलिनिन्ग्राद बिजनेस कॉलेज
शिक्षा के त्रुटिपूर्ण रूपों का विभाग
सार
विषय पर: आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी की समस्याएं और उपलब्धियां
अनुशासन से: प्राकृतिक विज्ञान
एक छात्र द्वारा पूरा किया गया
समूह 14-ZG-1
गर्नर ई.ए.
जाँच की गई:
वासिलेंको एन.ए.
कलिनिनग्राद 2015
परिचय
मुख्य हिस्सा
1.1 जैव प्रौद्योगिकी में व्यावहारिक प्रगति
2 जैविक और हरापन
1.3 जैव प्रौद्योगिकी के विकास के लिए संभावनाएँ
1.4 जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग
1.5 दवा के लिए जैव प्रौद्योगिकी का महत्व
निष्कर्ष
उपयोग किए गए स्रोतों की सूची
परिचय
अपने काम में, मैं जैव प्रौद्योगिकी अग्रिमों के विषय को कवर करता हूं। मौलिक विज्ञान के क्षेत्र में और कई अन्य क्षेत्रों में मानवता के समक्ष खुलने वाले अवसर बहुत महान हैं और अक्सर क्रांतिकारी भी।
जैव प्रौद्योगिकी मानव गतिविधि का एक क्षेत्र है जिसमें विज्ञान, औद्योगिक उत्पादन, चिकित्सा, कृषि और अन्य क्षेत्रों की विभिन्न शाखाओं की सभी स्तरों की जैविक प्रणालियों के व्यापक उपयोग की विशेषता है।
जैव प्रौद्योगिकी कृषि प्रौद्योगिकियों से भिन्न होती है, सबसे पहले, सूक्ष्मजीवों के व्यापक उपयोग से: प्रोकैरियोट्स (बैक्टीरिया, एक्टिनोमाइसेट्स), कवक और शैवाल। यह इस तथ्य के कारण है कि सूक्ष्मजीव जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विस्तृत विविधता को ले जाने में सक्षम हैं।
पारंपरिक जैव प्रौद्योगिकी ने लोगों की कई पीढ़ियों के अनुभवजन्य अनुभव के आधार पर विकसित किया है, वे रूढ़िवाद और अपेक्षाकृत उच्च दक्षता की विशेषता है। हालांकि, 19 वीं -20 वीं शताब्दी के दौरान, पारंपरिक जैव प्रौद्योगिकी के आधार पर, उच्च स्तर की प्रौद्योगिकियां बनने लगीं: मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने की तकनीक, जैविक अपशिष्ट जल उपचार के लिए प्रौद्योगिकियां, जैव ईंधन के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकियां।
चुने हुए विषय की प्रासंगिकता इस तथ्य में निहित है कि बायोटेक्नोलॉजी ज्ञान के क्षेत्र के रूप में और एक गतिशील रूप से विकसित औद्योगिक उद्योग हमारे समय की कई प्रमुख समस्याओं को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जबकि रिश्तों की प्रणाली "आदमी - प्रकृति - समाज" में संतुलन बनाए रखते हैं , क्योंकि जैविक तकनीक (जैव प्रौद्योगिकी) परिभाषा के आधार पर जीवन की उपयोग क्षमता पर आधारित है, जिसका उद्देश्य उसके आसपास की दुनिया के साथ एक व्यक्ति की मित्रता और सामंजस्य है।
काम की नवीनता इस तथ्य में निहित है कि यह कहता है कि जैव प्रौद्योगिकी वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की मुख्य दिशाओं में से एक है, खाद्य, कृषि, ऊर्जा, पर्यावरण जैसी कई समस्याओं के समाधान में तेजी से योगदान करती है।
कार्य का व्यावहारिक महत्व यह है कि यह जैव प्रौद्योगिकी के विकास का पता लगाने की अनुमति देगा।
कार्य का उद्देश्य यह साबित करना है कि उन्नत जैव प्रौद्योगिकी जीवन और मानव स्वास्थ्य की गुणवत्ता में सुधार करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है।
जैव प्रौद्योगिकी के व्यावहारिक महत्व को प्रकट करने के लिए।
जैव प्रौद्योगिकी के विकास के लिए संभावनाओं की पहचान करें।
अनुसंधान की विधियां:
1.साहित्यिक स्रोतों का विश्लेषण।
2.सूचना का सामान्यीकरण।
1. मुख्य भाग
1.1 जैव प्रौद्योगिकी में व्यावहारिक प्रगति
जैव प्रौद्योगिकी की मदद से, स्वास्थ्य देखभाल, कृषि, खाद्य और रासायनिक उद्योगों के लिए कई उत्पाद प्राप्त किए गए हैं।
इसके अलावा, यह महत्वपूर्ण है कि उनमें से कई जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों के उपयोग के बिना प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं।
विशेष रूप से उच्च उम्मीदें प्रदूषण को कम करने और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए सूक्ष्मजीवों और सेल संस्कृतियों का उपयोग करने के प्रयासों से जुड़ी हैं।
आणविक जीव विज्ञान में, बायोटेक्नोलॉजिकल तरीकों का उपयोग जीनोम की संरचना को निर्धारित करना, जीन अभिव्यक्ति की क्रियाविधि को समझना, उनके कार्यों का अध्ययन करने के लिए कोशिका झिल्ली को मॉडल बनाना संभव बनाता है।
आनुवंशिक और सेलुलर इंजीनियरिंग के तरीकों से आवश्यक जीन का निर्माण आपको जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों की आनुवंशिकता और महत्वपूर्ण गतिविधि को नियंत्रित करने और मनुष्यों के लिए नए गुणों के साथ जीवों को बनाने की अनुमति देता है जो पहले प्रकृति में नहीं देखे गए हैं।
सूक्ष्मजीवविज्ञानी उद्योग वर्तमान में विभिन्न सूक्ष्मजीवों के हजारों उपभेदों का उपयोग करता है। ज्यादातर मामलों में, वे प्रेरित उत्परिवर्तन और बाद के चयन से बेहतर होते हैं। यह विभिन्न पदार्थों के बड़े पैमाने पर संश्लेषण के लिए अनुमति देता है।
कुछ प्रोटीन और माध्यमिक चयापचयों को केवल यूकेरियोटिक कोशिकाओं को प्राप्त करके प्राप्त किया जा सकता है। पादप कोशिकाएँ कई यौगिकों के स्रोत के रूप में काम कर सकती हैं - एट्रोपिन, निकोटीन, अल्कलॉइड, सैपोनिन, आदि।
जैव रसायन विज्ञान, सूक्ष्म जीव विज्ञान, कोशिका विज्ञान में, दोनों एंजाइमों और सूक्ष्मजीवों, पौधों और जानवरों की संपूर्ण कोशिकाओं के स्थिरीकरण के तरीके निस्संदेह ब्याज के हैं।
पशु चिकित्सा में इस तरह के बायोटेक्नोलॉजिकल तरीके जैसे सेल और भ्रूण संस्कृति, इन विट्रो ओवोजेनेसिस में, और कृत्रिम गर्भाधान का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह सब इस तथ्य की गवाही देता है कि जैव प्रौद्योगिकी न केवल नए खाद्य उत्पादों और दवाओं का एक स्रोत बन जाएगी, बल्कि ऊर्जा और नए रसायनों के उत्पादन के साथ-साथ वांछित गुणों वाले जीव भी होंगे।
.2 जीवविज्ञान और हरियाली
वर्तमान में, हरे रंग के विचारों और, व्यापक अर्थों में, सभी आर्थिक और औद्योगिक गतिविधियों को बायोलॉगिंग लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं।
ग्रीनिंग, जीवविज्ञान के प्रारंभिक चरण के रूप में, पर्यावरण में उत्पादन के हानिकारक उत्सर्जन में कमी, एक बंद चक्र के साथ कम-अपशिष्ट और अपशिष्ट-मुक्त औद्योगिक परिसरों का निर्माण, आदि के रूप में समझा जा सकता है।
दूसरी ओर, जीवविज्ञान को जीवमंडल के जैविक चक्र के जैविक नियमों के आधार पर उत्पादन गतिविधि के एक कट्टरपंथी परिवर्तन के रूप में अधिक व्यापक रूप से समझा जाना चाहिए।
इस तरह के परिवर्तन का उद्देश्य सभी आर्थिक और उत्पादन गतिविधियों का बायोटिक सर्कुलेशन में शामिल होना चाहिए।
यह जरूरत विशेष रूप से रासायनिक संयंत्र संरक्षण की रणनीतिक लाचारी की स्थिति में स्पष्ट है:
तथ्य यह है कि वर्तमान में दुनिया में एक भी कीटनाशक नहीं है, जिससे पौधे कीटों को अनुकूलित नहीं किया गया है।
इसके अलावा, अब इस तरह के एक अनुकूलन का पैटर्न स्पष्ट रूप से सामने आया है: यदि 1917 में। कीटों की एक प्रजाति थी जो डीडीटी के अनुकूल थी, फिर 1980 में। ऐसी 432 प्रजातियां थीं।
कीटनाशकों और शाकनाशियों का उपयोग न केवल पूरे पशु जगत के लिए, बल्कि मनुष्यों के लिए भी बेहद हानिकारक है।
उसी तरह, रासायनिक उर्वरकों के उपयोग की रणनीतिक निरर्थकता अब स्पष्ट होती जा रही है। इन शर्तों के तहत, न्यूनतम रासायनिक उर्वरकों के साथ जैविक संयंत्र संरक्षण और जैव-प्रौद्योगिकी के लिए संक्रमण काफी स्वाभाविक है।
जैव-कृषि की प्रक्रिया में जैव-प्रौद्योगिकी एक निर्णायक भूमिका निभा सकती है।
प्रौद्योगिकी, औद्योगिक उत्पादन और ऊर्जा के जीवविज्ञान के बारे में बात करना संभव और आवश्यक है।
तेजी से विकसित हो रहे बायोएनेर्जी उद्योग क्रांतिकारी परिवर्तनों का वादा करता है क्योंकि यह अक्षय ऊर्जा स्रोतों और कच्चे माल पर केंद्रित है।
.3 जैव प्रौद्योगिकी के विकास के लिए संभावनाएँ
जैव प्रौद्योगिकी की केंद्रीय समस्या जैविक एजेंटों और उनके सिस्टम की क्षमता में वृद्धि और उपकरण में सुधार करके, उद्योग, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान और चिकित्सा में जैव रासायनिक (इमोबिलाइज्ड एंजाइम और कोशिकाओं) का उपयोग करके दोनों बायोप्रोसेस की तीव्रता है।
जीव विज्ञान में अग्रिमों का औद्योगिक उपयोग पुनः संयोजक डीएनए अणु बनाने की तकनीक पर आधारित है।
आवश्यक जीनों को डिज़ाइन करना आपको जानवरों, पौधों और सूक्ष्मजीवों की आनुवंशिकता और महत्वपूर्ण गतिविधि को नियंत्रित करने और नए गुणों के साथ जीवों को बनाने की अनुमति देता है।
विशेष रूप से, वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक करने की प्रक्रिया को नियंत्रित करना और सूक्ष्मजीवों की कोशिकाओं से संबंधित जीन को संयंत्र कोशिका के जीनोम में स्थानांतरित करना संभव है।
जैव प्रौद्योगिकी के लिए कच्चे माल के स्रोतों के रूप में, गैर-खाद्य संयंत्र सामग्री, कृषि अपशिष्ट, जो दोनों फ़ीड पदार्थों और द्वितीयक ईंधन (बायोगैस) और जैविक उर्वरकों के अतिरिक्त स्रोत के रूप में काम करते हैं, का प्रजनन योग्य संसाधन तेजी से महत्वपूर्ण हो जाएगा।
जैव प्रौद्योगिकी की तेजी से विकासशील शाखाओं में से एक मानव के लिए मूल्यवान पदार्थों के माइक्रोबियल संश्लेषण की तकनीक है। पूर्वानुमानों के अनुसार, इस उद्योग का आगे विकास मानवता के खाद्य आधार, फसल और पशुधन उत्पादन के निर्माण में भूमिकाओं के पुनर्वितरण को करेगा, एक ओर, और दूसरी ओर माइक्रोबियल संश्लेषण।
आधुनिक सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रौद्योगिकी का एक समान रूप से महत्वपूर्ण पहलू मानव निर्मित, कृषि और घरेलू प्रदूषण से पर्यावरण की रक्षा की समस्या को हल करने के लिए जैविकीय प्रक्रियाओं में सूक्ष्मजीवों की भागीदारी और उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि के निर्देशित विनियमन का अध्ययन है।
यह समस्या मिट्टी की उर्वरता में सूक्ष्मजीवों की भूमिका (जैविक नाइट्रोजन भंडार के ह्यूमस गठन और पुनःपूर्ति), फसलों के कीट और रोग नियंत्रण, कीटनाशकों और मिट्टी में अन्य रासायनिक यौगिकों के उपयोग की पहचान करने के लिए बारीकी से अध्ययन से संबंधित है।
इस क्षेत्र में उपलब्ध ज्ञान इंगित करता है कि रासायनिक से कृषि के जैविककरण तक मानव आर्थिक गतिविधि की रणनीति में परिवर्तन आर्थिक और पर्यावरण दोनों दृष्टिकोणों से उचित है।
इस दिशा में, जैव प्रौद्योगिकी को परिदृश्य उत्थान का लक्ष्य सौंपा जा सकता है।
बायोपॉलिमर्स बनाने के लिए काम चल रहा है जो आधुनिक प्लास्टिक को बदलने में सक्षम होंगे। इन बायोपॉलिमरों का पारंपरिक सामग्रियों पर एक महत्वपूर्ण लाभ है, क्योंकि वे गैर विषैले और बायोडिग्रेडेबल हैं, यानी वे पर्यावरण को प्रदूषित किए बिना उनका उपयोग करने के बाद आसानी से विघटित हो जाते हैं।
माइक्रोबायोलॉजी की उपलब्धियों के आधार पर बायोटेक्नोलोजीज सबसे अधिक लागत प्रभावी हैं जब वे अपने जटिल अनुप्रयोग में एकीकृत होते हैं और अपशिष्ट-मुक्त उद्योग बनाते हैं जो पारिस्थितिक संतुलन का उल्लंघन नहीं करते हैं।
उनका विकास पर्यावरण के अनुकूल कॉम्पैक्ट उद्योगों के साथ कई विशाल रासायनिक संयंत्रों को बदलने के लिए संभव बना देगा।
जैव प्रौद्योगिकी का एक महत्वपूर्ण और आशाजनक क्षेत्र पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा के उत्पादन के तरीकों का विकास है।
बायोगैस और इथेनॉल के उत्पादन के ऊपर चर्चा की गई थी, लेकिन इस दिशा में मौलिक रूप से नए प्रयोगात्मक दृष्टिकोण भी हैं।
उनमें से एक फोटोहाइड्रोजेन का उत्पादन है:
“यदि फोटोसिस्टम 2 वाले झिल्ली क्लोरोप्लास्ट से अलग हो जाते हैं, तो प्रकाश में पानी की फोटोलिसिस होती है - ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में इसका अपघटन। क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाओं की मॉडलिंग करने से सूर्य की ऊर्जा को एक मूल्यवान ईंधन - हाइड्रोजन ”में संग्रहित करना संभव होगा।
ऊर्जा प्राप्त करने की इस पद्धति के लाभ स्पष्ट हैं:
सब्सट्रेट, पानी की अधिकता की उपस्थिति;
ऊर्जा का असीमित स्रोत - सूर्य;
उत्पाद (हाइड्रोजन) वातावरण को प्रदूषित किए बिना संग्रहीत किया जा सकता है;
हाइड्रोजन में हाइड्रोकार्बन (3.5 किलो कैलोरी / जी) की तुलना में उच्च कैलोरी मान (29 किलो कैलोरी / ग्राम) है;
जहरीले मध्यवर्ती उत्पादों के निर्माण के बिना प्रक्रिया सामान्य तापमान पर आगे बढ़ती है;
प्रक्रिया चक्रीय है, जब से हाइड्रोजन का सेवन किया जाता है, तो सब्सट्रेट को पुनर्जीवित किया जाता है - पानी।
.4 जैव प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग
लोगों ने हमेशा सोचा है कि प्रकृति को कैसे नियंत्रित करना सीख सकते हैं, और प्राप्त करने के तरीकों की तलाश करते हैं, उदाहरण के लिए, बेहतर गुणों वाले पौधे: उच्च पैदावार के साथ, बड़े और अधिक स्वादिष्ट फल, या बढ़ी हुई ठंड प्रतिरोध के साथ। प्राचीन काल से, इस उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली मुख्य विधि का चयन किया गया है। यह व्यापक रूप से तिथि करने के लिए उपयोग किया जाता है और नए पौधों को बनाने और खेती की मौजूदा किस्मों, घरेलू जानवरों की नस्लों और सूक्ष्मजीवों के नस्लों और गुणों के साथ मानव के लिए मूल्यवान गुणों में सुधार करने के उद्देश्य से है।
चयन पौधों पर (जानवरों) के उच्चारण पर निर्भर अनुकूल लक्षणों के साथ और आगे ऐसे जीवों को पार करने पर आधारित है, जबकि आनुवंशिक इंजीनियरिंग आपको सेल के आनुवंशिक तंत्र के साथ सीधे हस्तक्षेप करने की अनुमति देता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पारंपरिक प्रजनन के दौरान, उपयोगी लक्षणों के वांछित संयोजन के साथ संकर प्राप्त करना बहुत मुश्किल है, क्योंकि प्रत्येक माता-पिता के जीनोम के बहुत बड़े टुकड़े संतानों को प्रेषित होते हैं, जबकि आनुवंशिक इंजीनियरिंग सबसे अधिक बार। एक या कई जीन के साथ काम करने की अनुमति दें, और उनके संशोधन अन्य जीन के काम को प्रभावित नहीं करते हैं। नतीजतन, पौधे के अन्य उपयोगी गुणों को खोने के बिना, एक या एक से अधिक उपयोगी लक्षण जोड़ना संभव है, जो नई किस्मों और पौधों के नए रूपों को बनाने के लिए बहुत मूल्यवान है। पौधों में बदलाव संभव है, उदाहरण के लिए, जलवायु और तनाव के प्रतिरोध, या कुछ क्षेत्रों में कीटों या रोगों के प्रति उनकी संवेदनशीलता, सूखा आदि। वैज्ञानिकों को यहां तक \u200b\u200bकि लकड़ी की प्रजातियों को प्राप्त करने की उम्मीद है जो आग के लिए प्रतिरोधी होगी। विभिन्न फसलों जैसे मकई, सोयाबीन, आलू, टमाटर, मटर आदि के पोषण मूल्य में सुधार के लिए व्यापक शोध चल रहा है।
ऐतिहासिक रूप से, आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधों के निर्माण में तीन तरंगें हैं:
दूसरी लहर - 2000 के दशक की शुरुआत - नए उपभोक्ता गुणों वाले पौधों का निर्माण: एक उच्च सामग्री के साथ तिलहन और विटामिन, उच्च पौष्टिक अनाज, आदि की एक उच्च सामग्री के साथ तेलों, फलों और सब्जियों की एक परिवर्तित रचना।
आजकल, वैज्ञानिक "तीसरी लहर" के पौधे बना रहे हैं जो अगले 10 वर्षों में बाजार पर दिखाई देंगे: पौधों-टीके, औद्योगिक उत्पादों के उत्पादन के लिए पौधे-बायोरिएक्टर (विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक, डाई, औद्योगिक तेलों के लिए घटक) आदि), पौधे - दवा कारखाने, आदि।
पशुपालन में जेनेटिक इंजीनियरिंग कार्य एक अलग कार्य है। प्रौद्योगिकी के वर्तमान स्तर पर एक पूरी तरह से प्राप्त लक्ष्य एक विशिष्ट लक्ष्य जीन के साथ ट्रांसजेनिक जानवरों का निर्माण है। उदाहरण के लिए, कुछ मूल्यवान पशु हार्मोन (उदाहरण के लिए, वृद्धि हार्मोन) के लिए एक जीन कृत्रिम रूप से एक जीवाणु में पेश किया जाता है, जो इसे बड़ी मात्रा में उत्पादन करना शुरू कर देता है। एक अन्य उदाहरण: ट्रांसजेनिक बकरियां, एक उपयुक्त जीन की शुरूआत के परिणामस्वरूप, एक विशिष्ट प्रोटीन, कारक VIII का उत्पादन कर सकती हैं, जो हीमोफिलिया, या एक एंजाइम, थ्रोम्बोकिनेस के साथ रक्तस्राव को रोकता है, जो रक्त वाहिकाओं में एक थ्रोम्बस के आकार को बढ़ावा देता है। जो लोगों में थ्रोम्बोफ्लिबिटिस की रोकथाम और उपचार के लिए महत्वपूर्ण है। ट्रांसजेनिक जानवर इन प्रोटीनों का उत्पादन बहुत तेजी से करते हैं, और यह विधि स्वयं पारंपरिक की तुलना में बहुत सस्ती है।
XX सदी के अंत में 90 के दशक में। अमेरिकी वैज्ञानिक भ्रूण कोशिकाओं को क्लोन करके खेत जानवरों को प्राप्त करने के करीब आ गए हैं, हालांकि इस क्षेत्र को अभी भी और गंभीर शोध की आवश्यकता है। लेकिन एक्सनोट्रांसप्लांटेशन में - जीवों की एक प्रजाति से दूसरे अंगों में अंगों के प्रत्यारोपण - निस्संदेह परिणाम प्राप्त किए गए हैं। सबसे बड़ी सफलताएं तब मिलीं जब उनके जीनोटाइप में स्थानांतरित मानव जीनों के साथ सूअरों को विभिन्न अंगों के दाताओं के रूप में इस्तेमाल किया गया था। इस मामले में, अंग अस्वीकृति का न्यूनतम जोखिम है।
वैज्ञानिकों का यह भी सुझाव है कि जीन स्थानांतरण से गाय के दूध से किसी व्यक्ति की एलर्जी को कम करने में मदद मिलेगी। गायों के डीएनए में लक्षित परिवर्तनों से दूध में संतृप्त फैटी एसिड और कोलेस्ट्रॉल में कमी हो सकती है, जिससे यह और भी स्वस्थ हो जाता है। आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों के उपयोग का संभावित खतरा दो पहलुओं में व्यक्त किया जाता है: मानव स्वास्थ्य और पर्यावरणीय परिणामों के लिए खाद्य सुरक्षा। इसलिए, आनुवंशिक रूप से संशोधित उत्पाद के निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण चरण इस खतरे से बचने के लिए इसकी व्यापक परीक्षा होनी चाहिए कि उत्पाद में प्रोटीन होता है जो एलर्जी, विषाक्त पदार्थों या कुछ नए खतरनाक घटकों का कारण बनता है।
.5 दवा के लिए जैव प्रौद्योगिकी का महत्व
जैव प्रौद्योगिकी बायोप्रोसेस दवा
जेनेटिक इंजीनियरिंग के आधार पर, कृषि में इसके व्यापक उपयोग के अलावा, दवा उद्योग की एक पूरी शाखा, को बुलाया जाता है डीएनए उद्योग और जैव प्रौद्योगिकी की आधुनिक शाखाओं में से एक है। आज दुनिया में इस्तेमाल होने वाली सभी दवाओं में से एक चौथाई से अधिक पौधों में से सामग्री होती है। आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधे दोनों मनुष्यों और जानवरों के लिए पूरी तरह कार्यात्मक औषधीय प्रोटीन (एंटीबॉडी, टीके, एंजाइम, आदि) के उत्पादन के लिए एक सस्ता और सुरक्षित स्रोत हैं। चिकित्सा में आनुवंशिक इंजीनियरिंग के आवेदन के उदाहरण आनुवंशिक रूप से संशोधित बैक्टीरिया का उपयोग करके मानव इंसुलिन का उत्पादन भी है, एरिथ्रोपोइटिन का उत्पादन (एक हार्मोन जो अस्थि मज्जा में लाल रक्त कोशिकाओं के निर्माण को उत्तेजित करता है। इस हार्मोन की शारीरिक भूमिका को विनियमित करना है। लाल रक्त कोशिकाओं का उत्पादन, सेल कल्चर में शरीर की ऑक्सीजन की आवश्यकता पर निर्भर करता है) (यानी मानव शरीर के बाहर) या वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए प्रयोगात्मक चूहों की नई नस्लें।
पुनः संयोजक डीएनए के निर्माण के आधार पर जेनेटिक इंजीनियरिंग विधियों के विकास ने "बायोटेक्नोलॉजिकल बूम" को जन्म दिया है जो हम देख रहे हैं। इस क्षेत्र में विज्ञान की प्रगति के लिए धन्यवाद, यह न केवल "जैविक रिएक्टर", ट्रांसजेनिक जानवरों, आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधों को बनाने के लिए संभव हो गया, बल्कि आनुवंशिक प्रमाणीकरण (मानव जीनोटाइप का एक संपूर्ण अध्ययन और विश्लेषण) करने के लिए भी किया गया। एक नियम के रूप में, जन्म के तुरंत बाद, विभिन्न रोगों के लिए पूर्वसूचना निर्धारित करने के लिए, कुछ दवाओं के लिए एक संभावित अपर्याप्त (एलर्जी) प्रतिक्रिया, साथ ही कुछ गतिविधियों की प्रवृत्ति)। आनुवांशिक प्रमाणीकरण से हृदय और ऑन्कोलॉजिकल रोगों के जोखिम की भविष्यवाणी करना और कम करना, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों और उम्र बढ़ने की प्रक्रियाओं की जांच करना और रोकना, आणविक स्तर पर न्यूरो-शारीरिक व्यक्तित्व लक्षणों का विश्लेषण करना) संभव है, आनुवांशिक बीमारियों का निदान करना, डीएनए टीके बनाना, विभिन्न के लिए जीन थेरेपी रोग, आदि ...
20 वीं शताब्दी में, दुनिया के अधिकांश देशों में, चिकित्सा के मुख्य प्रयासों का उद्देश्य संक्रामक रोगों का मुकाबला करना, शिशु मृत्यु दर को कम करना और औसत जीवन प्रत्याशा को बढ़ाना था। अधिक विकसित स्वास्थ्य प्रणाली वाले देश इस रास्ते पर इतने सफल रहे हैं कि उन्हें पुरानी बीमारियों, हृदय प्रणाली के रोगों और ऑन्कोलॉजिकल रोगों के उपचार पर ध्यान केंद्रित करना संभव हो गया, क्योंकि यह बीमारियों का यह समूह था जो सबसे बड़े के लिए जिम्मेदार थे। मृत्यु दर में वृद्धि का प्रतिशत।
उसी समय, नए तरीकों और दृष्टिकोणों की तलाश थी। यह महत्वपूर्ण था कि सभी विशिष्टताओं के डॉक्टरों के अभ्यास में इस्केमिक हृदय रोग, उच्च रक्तचाप, गैस्ट्रिक अल्सर और ग्रहणी संबंधी अल्सर, सोरियासिस, ब्रोन्कियल अस्थमा, आदि जैसे रोगों की घटना में विज्ञान ने वंशानुगत गड़बड़ी की महत्वपूर्ण भूमिका साबित की है। , यह उनकी घटना और विकास में पर्यावरण और वंशानुगत कारकों की बातचीत के तंत्र को जानना आवश्यक है, और इसलिए, चिकित्सा में जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों के विकास के बिना स्वास्थ्य देखभाल में आगे प्रगति असंभव है। हाल के वर्षों में, यह इन क्षेत्रों को प्राथमिकता दी जाती है और तेजी से विकसित हो रहे हैं।
जैव प्रौद्योगिकी संबंधी दृष्टिकोणों के आधार पर विश्वसनीय आनुवंशिक अनुसंधान करने की प्रासंगिकता भी स्पष्ट है क्योंकि अब तक 4000 से अधिक वंशानुगत रोग ज्ञात हैं। लगभग 5-5.5% बच्चे वंशानुगत या जन्मजात बीमारियों के साथ पैदा होते हैं। गर्भावस्था के दौरान और प्रसवोत्तर अवधि में कम से कम 30% बाल मृत्यु दर जन्मजात विकृतियों और वंशानुगत बीमारियों के कारण होती है। 20-30 वर्षों के बाद, कई बीमारियां दिखाई देने लगती हैं, जिसमें एक व्यक्ति को केवल एक वंशानुगत प्रवृत्ति थी। यह विभिन्न पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में होता है: रहने की स्थिति, बुरी आदतें, पिछली बीमारियों के बाद जटिलताएं, आदि।
वर्तमान में, व्यावहारिक संभावनाएं वंशानुगत कारकों के नकारात्मक प्रभाव को कम करने या सही करने के लिए पहले से ही प्रकट हुई हैं। चिकित्सा आनुवंशिकी ने बताया कि कई जीन उत्परिवर्तन का कारण प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितियों के साथ बातचीत है, और इसलिए, पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने से कैंसर, एलर्जी, हृदय संबंधी बीमारियों, मधुमेह मेलिटस, मानसिक बीमारी और यहां तक \u200b\u200bकि कुछ संक्रामक रोगों की घटनाओं को कम किया जा सकता है। उसी समय, वैज्ञानिक विभिन्न पैथोलॉजी के प्रकटीकरण के लिए जिम्मेदार जीन की पहचान करने और जीवन प्रत्याशा में वृद्धि में योगदान करने में कामयाब रहे। चिकित्सा आनुवंशिकी के तरीकों का उपयोग करते समय, 15% रोगों के उपचार में अच्छे परिणाम प्राप्त हुए, लगभग 50% रोगों के संबंध में, एक महत्वपूर्ण सुधार देखा गया।
इस प्रकार, आनुवांशिकी में महत्वपूर्ण प्रगति ने न केवल जीव के आनुवंशिक संरचनाओं का अध्ययन करने के आणविक स्तर तक पहुंचने के लिए, बल्कि कई गंभीर मानव रोगों के सार को प्रकट करने और जीन थेरेपी के करीब आने के लिए संभव बना दिया।
इसके अलावा, चिकित्सा और आनुवंशिक ज्ञान के आधार पर, वंशानुगत रोगों के शीघ्र निदान और वंशानुगत विकृति की समय पर रोकथाम के लिए अवसर सामने आए हैं।
वर्तमान में चिकित्सा आनुवांशिकी का सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्र वंशानुगत बीमारियों के निदान के लिए नई विधियों का विकास है, जिसमें वंशानुगत गड़बड़ी वाले रोग भी शामिल हैं। आज, कोई भी प्रीइमप्लांटेशन डायग्नोस्टिक्स से हैरान नहीं है - अंतर्गर्भाशयी विकास के प्रारंभिक चरण में एक भ्रूण के निदान के लिए एक विधि, जब एक आनुवंशिकीवादी, अपने जीवन के लिए कम से कम खतरे के साथ एक अजन्मे बच्चे के केवल एक सेल को निकालता है, एक सटीक निदान करता है या एक चेतावनी देता है। एक विशेष बीमारी के लिए एक वंशानुगत प्रवृत्ति।
एक सैद्धांतिक और नैदानिक \u200b\u200bअनुशासन के रूप में, चिकित्सा आनुवंशिकी अलग-अलग दिशाओं में तेजी से विकसित होती रहती है: मानव जीनोम, साइटोजेनेटिक्स, आणविक और जैव रासायनिक आनुवंशिकी, इम्यूनोजेनेटिक्स, विकासात्मक आनुवंशिकी, जनसंख्या आनुवंशिकी, नैदानिक \u200b\u200bआनुवंशिकी का अध्ययन।
फार्मास्यूटिकल्स और चिकित्सा में जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों के बढ़ते उपयोग के कारण, "वैयक्तिकृत चिकित्सा" की एक नई अवधारणा सामने आई है, जब एक मरीज का उपचार उसके व्यक्तिगत लक्षणों के आधार पर किया जाता है, जिसमें आनुवांशिक विशेषताएं और यहां तक \u200b\u200bकि उपचार प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली दवाएं भी बनाई जाती हैं। प्रत्येक विशिष्ट रोगी के लिए व्यक्तिगत रूप से उसकी स्थिति को ध्यान में रखते हुए। ऐसी दवाओं का उद्भव संभव हो गया, विशेष रूप से, कोशिकाओं के संकरण (कृत्रिम संलयन) के रूप में इस तरह के जैव प्रौद्योगिकी के उपयोग के कारण। सेल संकरण और संकर के उत्पादन की प्रक्रियाओं का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन और काम नहीं किया गया है, लेकिन यह महत्वपूर्ण है कि उनकी मदद से मोनोक्लोनल एंटीबॉडी का उत्पादन करना संभव हो गया। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी विशेष "सुरक्षात्मक" प्रोटीन हैं जो मानव प्रतिरक्षा प्रणाली की कोशिकाओं द्वारा रक्त में किसी भी विदेशी एजेंट (जिसे एंटीजन कहा जाता है) की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होते हैं: बैक्टीरिया, वायरस, जहर, आदि। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी में एक असाधारण, अद्वितीय विशिष्टता होती है, और प्रत्येक एंटीबॉडी केवल अपने स्वयं के प्रतिजन को पहचानता है, इसे बांधता है और इसे मनुष्यों के लिए सुरक्षित बनाता है। आधुनिक चिकित्सा में, नैदानिक \u200b\u200bउद्देश्यों के लिए मोनोक्लोनल एंटीबॉडी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में, वे कैंसर, एड्स आदि जैसी गंभीर बीमारियों से पीड़ित रोगियों के व्यक्तिगत उपचार के लिए अत्यधिक प्रभावी दवाओं के रूप में भी उपयोग किए जाते हैं।
निष्कर्ष
पूर्वगामी के आधार पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि उन्नत जैव प्रौद्योगिकी जीवन की गुणवत्ता और मानव स्वास्थ्य को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है, राज्यों की आर्थिक और सामाजिक विकास (विशेषकर विकासशील देशों में) को सुनिश्चित करती है।
जैव प्रौद्योगिकी की मदद से, नए निदान, टीके और दवाएं प्राप्त की जा सकती हैं। जैव प्रौद्योगिकी प्रमुख अनाज की उपज को बढ़ाने में मदद कर सकती है, जो दुनिया की आबादी के विकास के संबंध में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। कई देशों में जहां बायोमास के बड़े संस्करणों का उपयोग नहीं किया जाता है या पूरी तरह से उपयोग नहीं किया जाता है, जैव प्रौद्योगिकी उन्हें मूल्यवान उत्पादों में परिवर्तित करने के तरीकों की पेशकश कर सकती है, साथ ही साथ जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों का उपयोग करके विभिन्न प्रकार के जैव ईंधन का उत्पादन कर सकती है। इसके अलावा, उचित योजना और प्रबंधन के साथ, जैव प्रौद्योगिकी छोटे क्षेत्रों में छोटे उद्योगों के निर्माण के लिए ग्रामीण क्षेत्रों के औद्योगिकीकरण के लिए एक उपकरण के रूप में आवेदन प्राप्त कर सकती है, जो रिक्त क्षेत्रों के अधिक सक्रिय विकास को सुनिश्चित करेगा और रोजगार की समस्या को हल करेगा।
XXI सदी में जैव प्रौद्योगिकी के विकास की एक विशेषता केवल एक अनुप्रयुक्त विज्ञान के रूप में तेजी से विकास नहीं है, यह तेजी से एक व्यक्ति के दैनिक जीवन में प्रवेश कर रहा है, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि प्रभावी (गहन, व्यापक नहीं) के लिए असाधारण अवसर प्रदान करना ) अर्थव्यवस्था के व्यावहारिक रूप से सभी क्षेत्रों का विकास, समाज के सतत विकास के लिए एक आवश्यक शर्त बन जाता है, और इस प्रकार समग्र रूप से समाज के विकास के प्रतिमान पर एक परिवर्तनकारी प्रभाव पड़ता है।
विश्व अर्थव्यवस्था की अर्थव्यवस्था में जैव प्रौद्योगिकी की व्यापक पैठ इस तथ्य में परिलक्षित होती है कि इस प्रक्रिया की वैश्विकता को निरूपित करने के लिए भी नई शर्तें बनाई गई हैं। इस प्रकार, औद्योगिक उत्पादन में जैव प्रौद्योगिकी के तरीकों का उपयोग "सफेद जैव प्रौद्योगिकी" कहा जाने लगा, दवा उत्पादन और चिकित्सा में - "लाल जैव प्रौद्योगिकी", कृषि उत्पादन और पशुपालन में - "हरी जैव प्रौद्योगिकी", और कृत्रिम खेती और आगे के प्रसंस्करण के लिए जलीय जीव (जलीय कृषि या समुद्री कृषि) - "ब्लू बायोटेक्नोलॉजी"। और अर्थव्यवस्था जो इन सभी नवीन क्षेत्रों को एकीकृत करती है उसे "बायोइकॉनॉमी" कहा जाता है। एक पारंपरिक अर्थव्यवस्था से एक नई प्रकार की अर्थव्यवस्था में परिवर्तन का कार्य - नवाचार पर आधारित एक जैव-चिकित्सा और व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों में जैव प्रौद्योगिकी की क्षमता का उपयोग करते हुए, साथ ही साथ रोजमर्रा के मानव जीवन में, पहले से ही कई देशों के रणनीतिक लक्ष्य घोषित किए गए हैं दुनिया।
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प्रश्न 1. जैव प्रौद्योगिकी क्या है?
जैव प्रौद्योगिकी औद्योगिक उत्पादन में जीवों, जैविक प्रणालियों या जैविक प्रक्रियाओं का उपयोग है। जैव प्रौद्योगिकी की शाखाओं में जेनेटिक, क्रोमोसोमल और सेल्युलर इंजीनियरिंग, कृषि संयंत्रों और जानवरों की क्लोनिंग, सूक्ष्मजीवों का उपयोग बेकिंग, वाइनमेकिंग, दवा उत्पादन आदि में किया जाता है।
प्रश्न 2. जेनेटिक इंजीनियरिंग से क्या समस्याएं हल होती हैं? इस क्षेत्र में अनुसंधान से जुड़ी कठिनाइयाँ क्या हैं?
आनुवंशिक इंजीनियरिंग विधियां कुछ जीवों के जीनोटाइप (उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया) को अन्य जीवों के जीन (उदाहरण के लिए, मानव) में पेश करने की अनुमति देती हैं। जेनेटिक इंजीनियरिंग ने विभिन्न मानव हार्मोन के सूक्ष्मजीवों द्वारा औद्योगिक संश्लेषण की समस्याओं को हल करना संभव बना दिया, उदाहरण के लिए, इंसुलिन और विकास हार्मोन। आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधों का निर्माण करके, उन्होंने ऐसी किस्मों का उदय किया जो ठंड के मौसम, बीमारियों और कीटों के लिए प्रतिरोधी हैं। जेनेटिक इंजीनियरिंग के लिए मुख्य कठिनाई बाहर से पेश किए गए डीएनए की गतिविधि पर अवलोकन और नियंत्रण है। यह जानना महत्वपूर्ण है कि क्या ट्रांसजेनिक जीव विदेशी जीन के "लोड" को समझने में सक्षम हैं। अन्य जीवों के लिए विदेशी जीन के सहज हस्तांतरण (प्रवासन) का भी खतरा है, जिसके परिणामस्वरूप वे मनुष्यों और प्रकृति के लिए अवांछनीय गुणों को प्राप्त कर सकते हैं। अंतिम स्थान पर नहीं नैतिक समस्या है: क्या हमें अपने अच्छे के लिए जीवित जीवों को रीमेक करने का अधिकार है?
प्रश्न 3. आपको क्यों लगता है कि सूक्ष्मजीवों का चयन अब सबसे महत्वपूर्ण है?
सूक्ष्मजीवों के चयन में बढ़ती रुचि के कई कारण हैं:
- चयन में आसानी (पौधों और जानवरों की तुलना में), जो प्रजनन की उच्च दर और बैक्टीरिया की खेती में आसानी के कारण है;
- विशाल जैव रासायनिक क्षमता (बैक्टीरिया द्वारा की जाने वाली विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाएं - एंटीबायोटिक दवाओं और विटामिन के संश्लेषण से और अयस्कों से दुर्लभ रासायनिक तत्वों के अलगाव के लिए);
- आनुवंशिक इंजीनियरिंग जोड़तोड़ की सादगी; यह भी महत्वपूर्ण है कि जीवाणु डीएनए में एम्बेडेड जीन स्वचालित रूप से काम करना शुरू कर देता है, क्योंकि (यूकेरियोटिक जीवों के विपरीत) सभी प्रोकैरियोटिक जीन सक्रिय हैं।
नतीजतन, आज व्यवहार में बैक्टीरिया के नए उपभेदों के उपयोग के उदाहरणों की एक बड़ी संख्या है: भोजन का उत्पादन, मानव हार्मोन, अपशिष्ट प्रसंस्करण, अपशिष्ट जल उपचार, आदि।
प्रश्न 4. सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के उत्पादों के औद्योगिक उत्पादन और उपयोग के उदाहरण दें।
प्राचीन काल से, लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया ने दही और पनीर की तैयारी प्रदान की है; बैक्टीरिया, जो मादक किण्वन द्वारा विशेषता है - एथिल अल्कोहल का संश्लेषण; खमीर का उपयोग बेकरी और वाइन बनाने में किया जाता है।
1982 से, Escherichia कोलाई द्वारा संश्लेषित इंसुलिन का उत्पादन एक औद्योगिक पैमाने पर किया गया है। यह संभव हो गया क्योंकि मानव इंसुलिन जीन आनुवंशिक रूप से बैक्टीरिया डीएनए में इंजीनियर था। वर्तमान में, ट्रांसजेनिक विकास हार्मोन का संश्लेषण स्थापित किया गया है, जिसका उपयोग बच्चों में बौनापन के इलाज के लिए किया जाता है।
सूक्ष्मजीव भी सीवेज मोड की सफाई, कचरे को रिसाइकिल करने, जल निकायों में तेल फैल को दूर करने और ईंधन प्राप्त करने के लिए जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं में शामिल हैं।
प्रश्न 5. जीवों को ट्रांसजेनिक कहा जाता है?
जीनोम में कृत्रिम जोड़ वाले जीवों को ट्रांसजेनिक (आनुवंशिक रूप से संशोधित) कहा जाता है। एक उदाहरण (उपरोक्त आंतों के बेसिलस के अलावा) पौधे हो सकते हैं, जिनके डीएनए में एक जीवाणु गुणसूत्र का एक टुकड़ा अंतर्निहित होता है, जो एक विष के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होता है जो हानिकारक कीड़ों को पीछे हटाता है। नतीजतन, मकई, चावल, आलू की किस्में जो कीटों के लिए प्रतिरोधी हैं और कीटनाशकों के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। एक दिलचस्प उदाहरण सामन है, जिसका डीएनए एक जीन के साथ पूरक था जो विकास हार्मोन के उत्पादन को सक्रिय करता है। नतीजतन, सामन कई गुना तेजी से बढ़ गया, और मछली का वजन आदर्श से बहुत अधिक निकला।
प्रश्न 6. पारंपरिक प्रजनन विधियों पर क्लोनिंग का क्या फायदा है?
क्लोनिंग का उद्देश्य पहले से ज्ञात विशेषताओं के साथ एक जीव की सटीक प्रतियां प्राप्त करना है। यह आपको पारंपरिक प्रजनन विधियों की तुलना में कम समय में बेहतर परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देता है। साइट से सामग्री
क्लोनिंग व्यक्तिगत कोशिकाओं या छोटे भ्रूण के साथ काम करना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, जब मवेशी प्रजनन करते हैं, तो गैर-विभेदित कोशिकाओं के चरण में एक बछड़े के भ्रूण को टुकड़ों में विभाजित किया जाता है और सरोगेट माताओं में रखा जाता है। नतीजतन, आवश्यक गुण और गुणों के साथ कई समान बछड़े विकसित होते हैं।
यदि आवश्यक हो तो प्लांट क्लोनिंग का भी उपयोग किया जा सकता है। इस मामले में, चयन सेल संस्कृति (कृत्रिम रूप से सुसंस्कृत पृथक कोशिकाओं पर) में होता है। और तभी पूर्ण विकसित पौधों को आवश्यक गुणों के साथ कोशिकाओं से उगाया जाता है।
क्लोनिंग का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण एक विकासशील डिंब में एक सोमैटिक सेल न्यूक्लियस का प्रत्यारोपण है। भविष्य में, यह तकनीक किसी भी जीव (या, इससे भी महत्वपूर्ण बात, उसके ऊतकों और अंगों) के आनुवंशिक जुड़वां बनाना संभव बना देगी।
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