Phần I: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản - Nhập môn Công nghệ sinh học

Có nhiều định nghĩa và cách diễn đạt khác nhau về công nghệ sinh học tùy theo từng tác giả, nhưng tất cả đều thống nhất về khái niệm cơ bản sau đây: Công nghệ sinh học là quá trình sản xuất các sản phẩm trên quy mô công nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bào sống (vi sinh vật, thực vật, động vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vật hoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phần I: Các khái niệm và nguyên lý cơ bản - Nhập môn Công nghệ sinh học Phần ICác khái niệm và nguyên lý cơ bảnNhập môn Công nghệ sinh học 5Chương 1 Mở đầuI. Định nghĩa công nghệ sinh học1. Định nghĩa tổng quát Có nhiều định nghĩa và cách diễn đạt khác nhau về công nghệ sinhhọc tùy theo từng tác giả, nhưng tất cả đều thống nhất về khái niệm cơ bảnsau đây: Công nghệ sinh học là quá trình sản xuất các sản phẩm trên quy môcông nghiệp, trong đó nhân tố tham gia trực tiếp và quyết định là các tế bàosống (vi sinh vật, thực vật, động vật). Mỗi tế bào sống của cơ thể sinh vậthoạt động trong lĩnh vực sản xuất này được xem như một lò phản ứng nhỏ. Đầu những năm 1980, đã bắt đầu hình thành công nghệ sinh học hiệnđại là lĩnh vực công nghiệp sử dụng hoạt động sinh học của các tế bào đãđược biến đổi di truyền. Công nghệ sinh học hiện đại ra đời cùng với sựxuất hiện kỹ thuật gen. Cơ sở sinh học được áp dụng ở đây bao gồm sinhhọc phân tử, sinh học tế bào, hóa sinh học, di truyền học, vi sinh vật học,miễn dịch học, cùng các nguyên lý kỹ thuật máy tính... Có hai cách định nghĩa công nghệ sinh học một cách tổng quát nhất: - Do UNESCO (1985) định nghĩa: Công nghệ sinh học là công nghệsử dụng một bộ phận hay tế bào riêng rẽ của cơ thể sinh vật vào việc khaithác sản phẩm của chúng. - Do Trường Luật Stanford (1995) định nghĩa: Công nghệ sinh học làcông nghệ chuyển một hay nhiều gen vào sinh vật chủ nhằm mục đích khaithác sản phẩm và chức năng của gen đó. Sự khác biệt rõ rệt nhất của hai định nghĩa trên thuộc về đối tượng tácđộng của công nghệ sinh học: UNESCO xem cơ quan, bộ phận, tế bào vàchức năng riêng rẽ của sinh vật là đối tượng, trong khi đó Trường LuậtStanford lại coi gen là đối tượng tác động của công nghệ. Từ các định nghĩa trên, có thể phân biệt được hai nhóm công nghệsinh học là:Nhập môn Công nghệ sinh học 61.1. Công nghệ sinh học truyền thống (traditional biotechnology) Bao gồm: + Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations) + Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology) + Sản xuất phân bón và thuốc trừ sâu vi sinh vật (production ofmicrobial fertilizer and pesticide) + Sản xuất sinh khối giàu protein (protein-rich biomass production) + Nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô và tế bào thực vật (plantmicropropagation) + Thụ tinh nhân tạo (in vitro fertilization)1.2. Công nghệ sinh học hiện đại (modern biotechnology) Bao gồm: + Nghiên cứu genome (genomics) + Nghiên cứu proteome (proteomics) + Thực vật và động vật chuyển gen (transgenic animal and plant) + Động vật nhân bản (animal cloning) + Chip DNA (DNA chip) + Liệu pháp tế bào và gen (gene and cell therapy) + Protein biệt dược (therapeutic protein) + Tin sinh học (bioinformatics) + Công nghệ sinh học nano (nanobiotechnology) + Hoạt chất sinh học (bioactive compounds)2. Nội dung khoa học của công nghệ sinh học Công nghệ sinh học cũng có thể được phân loại theo các kiểu khácnhau. Xét về góc độ các tác nhân sinh học tham gia vào quá trình công nghệsinh học, có thể chia thành các nhóm sau: - Công nghệ sinh học thực vật (plant biotechnology) - Công nghệ sinh học động vật (animal biotechnology) - Công nghệ sinh học vi sinh vật (microbial biotechnology)Nhập môn Công nghệ sinh học 7 - Công nghệ sinh học enzyme hay công nghệ enzyme (enzymebiotechnology) Gần đây, đối với các nhân tố sinh học dưới tế bào còn hình thành kháiniệm công nghệ protein (protein engineering) và công nghệ gen (geneengineering). Công nghệ protein và công nghệ gen xuyên suốt và trở thànhcông nghệ chìa khóa nằm trong công nghệ sinh học thực vật, công nghệ sinhhọc động vật và công nghệ sinh học vi sinh vật. Nhờ kỹ thuật đọc trình tựgen và kỹ thuật DNA tái tổ hợp, công nghệ gen đã đạt được những thành tựuhết sức to lớn mang tính quyết định, mở ra những giai đoạn phát triển mới.Đó là nghiên cứu về toàn bộ genome của nhiều sinh vật, đáng chú ý là việcgiải mã genome của con người và của cây lúa. Đó là việc hình thành cả mộtphương hướng nghiên cứu, ứng dụng và kinh doanh các sinh vật biến đổigen (gentically modified organism-GMO) và các thực phẩm biến đổi gen(gentically modified food-GMF). Công nghệ protein có tiềm năng ứng dụngrất lớn trong việc sản xuất ra các protein tái tổ hợp (recombinant protein)dùng làm dược phẩm điều trị các bệnh hiểm nghèo như interferon,interleukin, insulin... Mặt khác, tùy vào đối tượng phục vụ của công nghệ sinh học, có thểchia ra các lĩnh vực công nghệ sinh học khác nhau như: - Công nghệ sinh học nông nghiệp (biotechnology in agriculture) - Công nghệ sinh học chế biến thực phẩm (biot ...