BIOTEHNOLOĢIJAS

Biotehnoloģija ir nozare, kura nodarbojas ar cilvēkam vajadzīgu produktu, vielu un procesu iegūšanu, izmantojot mikroorganismus.

Biotehnoloģijas pirmsākumi saistīti ar vīna un siera ražošanu jau tālā senatnē. Protams, tad vēl šādus terminus nelietoja. 

Mūsdienās vairs nav tik vienkārši saprast, kur ir biotehnoloģijas pielietojamības robežas, jo tā kombinējas ar citām zinātnes un tehnikas jomām, tādām kā molekulārbioloģija, ģenētika un gēnu inženierija, bioķīmija, ķīmiskā tehnoloģija u.c.

Biotehnoloģiski ražo:

1.      Pārtikas rūpniecības vajadzībām - citronskābi, aminoskābi un citas pārtikas piedevas;

2.      Lauksaimniecībai - augu aizsardzības līdzekļus, modificēto pārtiku;

3.      Medicīnai - antibiotikas, interferonu, vitamīnus, vakcīnas un citus preparātus;

4.      Vides aizsardzībai - piesārņojumu noārdošas vielas un procesus;

5.      Enerģētikā - biogāzi, etanolu un citus enerģijas avotus;

6.      Ķīmiskajai rūpniecībai - etilēnu, acetonu, butanolu un citas vielas.

Biotehnoloģiju nākotne farmācijā

Zinātnieki turpina meklēt jaunas metodes, ar kurām varētu ārstēt tādas smagas slimības kā vēzi, HIV vīrusu u.c. Viena no idejām, kas šobrīd tiek attīstīta ar biotehnoloģiju palīdzību – ar bojātajām šūnām var cīnīties pats cilvēka organisms, dodot signālu cilvēka imūnsistēmai, ka tā un tā šūna ir „slikta” un jāiznīcina. To var izdarīt ar specifiskām olbaltumvielām un peptīdiem, kurus ļoti grūti sintezēt ķīmiski, jo tas ir dārgi un sarežģīti, bet šo procesu var veikt mikroorganisma šūnas, un to var rosināt ar biotehnoloģijas paņēmieniem. Ja ķīmiskās sintēzes notiek reaktoros, tad biotehnoloģiskās sintēzes - dzīvās šūnās.

Biotehnoloģijas paver lielas iespējas arī vakcīnu izmantošanā. Tradicionālās vakcīnas tiek veidotas, injicējot dzīvniekam novājinātu kādas slimības vīrusu. Organisms izstrādā antivielas, kuras var izdalīt no šī dzīvnieka asinīm. Antivielas ir specifiska veida olbaltumvielas. Tieši olbaltumvielas ir tās, kas cilvēka organismā atpazīst vīrusus, un dod komandu cilvēka imūnsistēmai pastiprināti ražot limfocītus, lai vīrusu likvidētu. Zinātnieks izdomā gēnu, kas varēs kodēt vajadzīgā proteīna sintēzi, tad ar tā saucamo plazmīdu palīdzību proteīnu ieklonē mikroorganismu šūnā, un tad jau tā tālāk sasintezē vakcīnai nepieciešamo proteīnu.

Šobrīd pasaulē nozīmīgākais sasniegums – ir radīta vakcīna sievietēm pret dzemdes kakla vēzi, ko izraisa papilomas vīruss. Tehnoloģiju, ar kuru iegūta šī vakcīna, angliski sauc „virus like particles” – „vīrusam līdzīgās daļiņas”.

Visi lielākie atklājumi ķīmiski radītajām zālēm bijuši pagājušā gadsimta 70. – 80. gados. Lielas iespējas pavērusi genoma sekvencēšana. Līdz tam izpētot organisma bioķīmiskos procesus, bija zināmi apmēram kādi 500 defekti, kas izraisa slimības (drug target), un šo defektu ārstēšanai radītas apmēram 5000 vielas. Pēc genoma sekvenēšana radusies iespēja „nolikt blakus” un salīdzināt vesela un slima cilvēka genomus, izpētīt, kuri gēni atšķiras, kādas olbaltumvielas tie sintezē, un kas tad organismam pietrūkst. Jo ne jau gēni „strādā”, bet olbaltumvielas, ko tie ekspresē organismā.

Salīdzinājumā ar tradicionālo zāļu tirgu, kas ik gadu pieaug par 7 - 8 % , biotehnoloģiski radīto zāļu tirgus pasaulē pieaug vismaz par 17 – 20 %. 

Iesaku padomāt - kur mēs savā ikdienā sastopamies ar biotehnoloģijām?