Роль биотехнологии в решении экологических проблем

У XXI в. біологія виступає лідером природознавства. Це зумовлено насамперед зростанням її практичних можливостей, її програмує роллю в аграрній, медичній, екологічній та інших сферах діяльності, здатністю вирішувати найважливіші проблеми життєдіяльності людини, в кінцевому рахунку навіть визначати долі людства (у зв'язку з перспективами біотехнологій, генної інженерії) і т. п. Однією з найважливіших форм зв'язку сучасної біології з практикою є біотехнології.

 Біотехнології - технологічні процеси, реалізовані з використанням біологічних систем - живих організмів і компонентів живої клітини. Іншими словами, біотехнології пов'язані з тим, що виникло біогенним шляхом. Біотехнології засновані на останніх досягненнях багатьох галузей сучасної науки: біохімії і біофізики, вірусології, фізико-хімії ферментів, мікробіології, молекулярної біології, генетичної інженерії, селекційної генетики, хімії антибіотиків, імунології та ін. .

 Сам термін «біотехнологія» новий: він набув поширення в 1970-і рр. . , Але людина мала справу з біотехнологіями і в далекому минулому. Деякі біотехнологічні процеси, засновані на застосуванні мікроорганізмів, людина використовує ще з найдавніших часів: в хлібопеченні, в приготуванні вина і пива, оцту, сиру, різних способах переробки шкір, рослинних волокон і т. д. Сучасні біотехнології засновані головним чином на культивуванні мікроорганізмів (бактерій і мікроскопічних грибів), тварин і рослинних клітин, методах генної інженерії.

 Основними напрямами розвитку сучасних біотехнологій є медичні біотехнології, агробіотехнології та екологічні біотехнології. Новітнім і найважливішим відгалуженням біотехнології є генна інженерія.

 Медичні біотехнології підрозділяються на діагностичні та лікувальні. Діагностичні медичні біотехнології в свою чергу поділяють на хімічні (визначення діагностичних речовин і параметрів їх обміну) і фізичні (визначення особливостей фізичних процесів організму).

 Хімічні діагностичні біотехнології використовуються в медицині давно. Але якщо раніше вони зводилися до визначення в тканинах і органах речовин, що мають діагностичне значення (статичний підхід), то зараз розвивається і динамічний підхід, що дозволяє визначати швидкості утворення і розпаду представляють інтерес речовин, активність ферментів, що здійснюють синтез або деградацію цих речовин, і др. Крім того, сучасна діагностика розробляє методи функціонального підходу, за допомогою якого можна оцінювати вплив функціональних впливів на зміну діагностичних речовин, а отже, виявляти резервні можливості організму.

 У майбутньому зросте роль фізичної діагностики, яка дешевше і швидше, ніж хімічна, і полягає у визначенні фізико-хімічних процесів, що лежать в основі життєдіяльності клітини, а також фізичних процесів (теплових, акустичних, електромагнітних та ін) на тканинному рівні, рівні органів і організму в цілому

На базі такого роду аналізу в рамках біофізики складних біологічних систем будуть розвиватися нові методи фізіотерапії, з'ясується сенс багатьох так званих нетрадиційних методів лікування, прийомів народної медицини і т. д.

 Біотехнології широко використовуються у фармакології. У давнину для лікування хворих застосовували тваринні, рослинні і мінеральні речовини. Починаючи з XIX в. у фармакології набувають поширення синтетичні хімічні препарати, а з середини XX в. і антибіотики - особливі хімічні речовини, які утворюються мікроорганізмами і здатні надавати вибірково токсичний вплив на інші мікроорганізми. Наприкінці XX в. фармакологи звернулися до індивідуальних біологічно активним сполукам і стали складати їх оптимальні композиції, а також використовувати специфічні активатори та інгібітори певних ферментів, суть дії яких - у витісненні патогенної мікрофлори нешкідливою для здоров'я людей мікрофлорою (використання мікробного антагонізму).

 Біотехнології допомагають у боротьбі сучасної медицини з серцево-судинними захворюваннями (насамперед з атеросклерозом), з онкологічними захворюваннями, з алергіями як патологічним порушенням імунітету (здатність організму захищати свою цілісність і біологічну індивідуальність), старінням та вірусними інфекціями (у тому числі зі СНІДом). Так, розвиток імунології (науки, що вивчає захисні властивості організму) сприяє лікуванню алергії. При алергії організм відповідає на вплив деякого специфічного алергену надмірною реакцією, повреждающей його власні клітини і тканини в результаті набряку, запалення, спазму, порушень мікроциркуляції, гемодинаміки та ін Імунологія, вивчаючи клітини, що здійснюють імунну відповідь (імуноцити), дозволяє створювати нові підходи до лікуванню імунологічних, онкологічних та інфекційних захворювань.

 Людина поки не вміє лікувати СНІД і погано лікує вірусні інфекції. Хіміотерапія та антибіотики, ефективні в боротьбі з бактеріальною інфекцією, неефективні щодо вірусів (наприклад, збудників атипової пневмонії). Передбачається, що тут істотний прогрес буде досягнутий завдяки розвитку імунології, молекулярної біології вірусів, зокрема вивчення взаємодії вірусів із специфічними для них клітинними рецепторами.

 Біотехнологічними способами виробляють вітаміни, діагностичні засоби для клінічних досліджень (тест-системи на наркотики, ліки, гормони тощо), біорозкладанні пластмаси, антибіотики, біосумісні матеріали. Нова область біоіндустрії - виробництво харчових добавок.  

 «Зелена революція» відбулася за рахунок використання мінеральних добрив, пестицидів та інсектицидів. З їх допомогою вдалося домогтися різкого підвищення продуктивності рослинництва. Але зараз зрозумілі і її негативні наслідки, наприклад насичення продуктів харчування нітратами та отрутохімікатами. Основне завдання сучасних агробіотехнологій - подолання негативних наслідків «зеленої революції», мікробіологічний синтез засобів захисту рослин, виробництва кормів і ферментів для кормовиробництва та ін. При цьому наголос робиться на біологічні методи відновлення родючості ґрунту, біологічні методи боротьби з шкідниками сільськогосподарських культур, на перехід від монокультур до полікультур (що підвищує вихід біомаси з одиниці площі сільгоспугідь), виведення нових високопродуктивних і володіють іншими корисними властивостями (наприклад, посухостійкістю або стійкістю до засолення) сортів культурних рослин.

1 2 3 4

Похожие работы

Рефераты

Курсовые

Дипломные