زیست فناوری وکاربردهای آن

 تعریف بیوتکنولوژی

گستردگی و تنوع کاربردهای بیوتکنولوژی، تعریف و توصیف آنرا کمی مشکل و متنوع ساخته است. برخی آن را مترادف میکروبیولوژی صنعتی و استفاده از میکروارگانیسم ها می دانند و برخی آنرا معادل مهندسی ژنتیک تعریف می کنند. اما به طور کلی می توان تعریف زیر را برای بیوتکنولوژی ارائه داد. کاربرد روشهای علمی و فنی در تبدیل بعضی مواد به کمک عوامل بیولوژیک (میکروارگانیسمها، یاخته های گیاهی و جانوری و آنزیمها و... ) برای تولید کالا و خدمات در کشاورزی، صنایع غذایی، دارویی، پزشکی و سایر صنایع. هر چند که با گذشت زمان دانشمندان به مفاهیم مشترکی در مورد تعریف بیوتکنولوژی نزدیکشده اند اما هر متخصص و دانشمندی تعریف جداگانه ای از بیوتکنولوژی ارائه می دهد. علت این حقیقت را باید در ماهیت بیوتکنولوژی یافت.گستردگی کاربرد بیوتکنولوژی در قرن بیست و یکم به حدی است که اقتصاد، بهداشت، درمان، محیط زیست، آموزش، کشاورزی، صنعت، تغذیه و سایر جنبه های زندگی بشر را تحت تاثیر شگرف خود قرار خواهد داد. به همین دلیل اندیشمندان جهان قرن بیست و یکم را قرن بیوتکنولوژی نامگذاری کرده اند.آیا می دانید زیست فناوری (بیوتکنولوژی) چیست و امروزه مسلح بودن به این دانش می تواند نقش مهمی در توان قدرتی یک کشور محسوب شود؟در جهانی که با رشد انفجاری جمعیت روبروست ، علمی همچون بیوتکنولوژی است که می تواند نقش اثرگذاری در تامین غذای نسل حاضر و آینده کشورها داشته باشد. اگر خواهان وجود یک امنیت غذایی سالم، ارزان و کافی باشیم و نگران خرابی منابع غذایی از طریق خشکسالی، سیل، سرمای زودرس، بیماریها و غیره هستیم و همچنین اگر خواستار همگامی بخش کشاورزی با رشد جمعیت کنونی هستیم درحالی که اغلب زمین های کشاورزی و تقریبا همه آبهای مورد مصرف کشاورزی در حال استفاده می باشند، بیوتکنولوژی به کمک ما می آید. چرا که بیوتکنولوژیست ها می گویند که با این علم می توان راهکارهایی را برای نگهداری منابع غذایی، حذف آلودگیهای زیست محیطی، افزایش و بهبود تولیدات کشاورزی، کاهش وابستگی به مواد شیمیایی کشاورزی، ارایه بهترین روند تولید مواد غذایی، کاهش هزینه ها، تولید مواد غذایی سالم، بهداشتی، کافی و ارزان و با کیفیت تغذیه ای بالا تامین کرد. اصلا "بیوتکنولوژی " چیست و چگونه چون سلاحی در بالابردن توان یک کشور عمل می کند؟ کلمه بیوتکنولوژی از دو کلمه زنده و زندگی یا سامانه زنده و تکنولوژی به معنای یک روش علمی به منظور دستیابی به یک هدف علمی شکل گرفته است. بیوتکنولوژی به طور کلی به مجموعه ای از فناوریها اطلاق می شود که سامانه های زنده یا بیولوژیکی گیاه، حیوان، میکروارگانیسم یا ترکیبات مخصوص مشتق شده از این سامانه ها را به منظور تولید کالاها و خدمات صنعتی بکار می گیرد. هر چند بیوتکنولوژی پیشرفت نوظهور و جدیدی نیست، و مطالعات میکروبیولوژیست ها در طی بیش از صد سال نشان داده است که بین انسان و میکروبها ارتباط حیاتی بسیار نزدیکی وجود دارد که این ارتباط می تواند مفید و مضر باشد، اما استفاده از این علم برای توسعه و بهبود منابع غذایی انسان دستاورد جدیدی است که به تازگی طرح شده و دانشمندان در رقابتی با یکدیگر در این عرصه گام گذاشته اند. سابقه استفاده از میکروارگانیسم ها برای تولید موادخوراکی نظیر آبجو، سرکه، ماست و پنیر به بیش از ? ?هزار سال قبل می رسد ولی سازوکار تولید این محصولات برای کسی مشخص نبود. انسان با مشاهده این واقعیت که شیر ترش دارای قابلیت نگهداری خیلی بهتر است خیلی زود دریافت با افزودن مقدار اندکی شیر ترش روز قبل به شیر تازه می تواند فرایند تخمیر را در آن آغاز کند. اتانول نخستین ماده شیمیایی بود که برای بالا بردن محتوای الکلی شراب و آبجو بوسیله بیوتکنولوژی تولید شد. بجز تقطیر، بیوتکنولوژی از دوران مسیحیت تا اول سده بیستم تغییر اندکی داشت و همانند پیشرفت سایر علوم، انگیزه پیشرفت این علم نیز با جنگ فراهم شد. امروزه مطالعه بیوتکنولوژی به دو دسته گیاهی و حیوانی تقسیم می شود.

بیوتکنولوژی گیاهی، کاربردهای حال و آینده مهندسی مواد خام حاصل از گیاهان است که شامل: عملکرد محصولات، تغییر ترکیب محصول (اسیدهای چرب، پلی ساکاریدها، پروتیین ها، طعم، رنگ، و ...) بهبود ترکیب تغذیه ای، تبیین ژنهای جدید (پروتیین ها، سیستم تثبیت نیتروژن) بهبود قابلیت نگهداری (انبارداری ، عمر نگهداری) کاهش مراحل فرایند، بهبود مقاومت، برطرف کردن مواد نامطلوب، تبدیل جریانات زاید فرایند می باشند. مطالعه در بخش بیوتکنولوژی حیوانی نیز اهدافی دارد که شامل بالابردن میزان به طور مثال شیر و گوشت حیوانات ، بهبود مقاومت (بیماری)، گوشت و شیر مناسب (شیر بدون لاکتوز یا کم چربی و ترکیب پروتیین گوشت). کاربرد بیوتکنولوژی در صنایع غذایی مشارکت بین چند رشته علمی متفاوت از قبیل بیولوژی سلولی ژنتیک میکروبیولوژی، بیولوژی مولکولی، بیوشیمی، مهندسی شیمی و اقتصاد را می طلبد. جدای از افزایش حجم مواد غذایی با به کارگیری علم بیوتکنولوژی، یکی از مهمترین جنبه های این علم بالا بردن ایمنی و سلامتی مواد غذایی حاصل از میکروارگانیسم ها است. ممکن است محصولی از نظر جنبه های حسی و غیره از درجه بالایی برخوردار باشد ولی در سوخت و ساز بدن ایجاد اختلال کند. به عنوان مثال گیاهانی که مقاوم به آفت کش شده اند، در ساختار آنها مواد حاصل از بی اثر کردن آفت کش باقی بماند و ایجاد حساسیت و بیماری کند. به همین خاطر نباید به بیوتکنولوژی مواد غذایی فقط از دید تولید بالا، خواص حسی و بهتر نگاه کرد. بلکه مراحل سوخت وسازی مواد غذایی در بدن باید مورد مطالعه قرار گیرد و ایمنی آنها تایید شود. با توجه به گستره و حیطه عمل بیوتکنولوژی ذکر تمام قابلیت ها و توانایی های بیوتکنولوژی در بخش کشاورزی و صنایع غذایی محدود به مقاله ها و کتابها نمی شود. تغییرات و تحولات چشمگیر و روزمره بیوتکنولوژی همگام با دانش سریع روز، تاثیر عمیقی بر فرایندها، محصولات و کالاهای غذایی، دارویی و بهداشتی می گذارد و همگامی این پیشرفتها باعث توسعه و بهبود کالاها و خدمات صنعتی می شود آنچه امروزه کشوری را توسعه یافته و یا عقب مانده معرفی می کند، میزان بهره گیری از فناوری در ابعاد مختلف توسعه، به خصوص توسعه تکنولوژی است. سند ملی زیست فناوری (بیوتکنولوژی) جمهوری اسلامی ایران، اخیراً به تصویب هیأت دولت رسید. برای این سند که از سوی کمیته ملی زیست فناوری وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ارائه شده، عنوان راهبرد ایران سبز انتخاب شده است .توسعه در شرایط فعلی جهان، بدون دستیابی به فناوری پیشرفته امکان پذیر نیست. تفاوتی که امروز بین جهان در حال توسعه و جهان توسعه یافته وجود دارد، براساس سرمایه، حجم تجارت، منابع طبیعی و حتی تجهیزات صنعتی نیست، بلکه معیار اصلی تفاوت بین دنیای پیشرفته صنعتی و جهان غیر صنعتی، فناوری و به ویژه فناوری پیشرفته است. چه بسا کشورهایی بدون بهره مندی از منابع غنی و سرمایه های کلان، تنها با رشد تکنولوژی خود توانسته اند به قدرت اقتصادی در دنیا مبدل شوند. بنابراین فناوری پیشرفته، جایگاه ویژه ای دارد و ما باید در کنار توسعه انسانی، توسعه فرهنگی، توسعه اقتصادی و توسعه علمی، به این مهم توجه داشته باشیم.فناروی توانایی طراحی، توسعه و ساخت مصنوعات یا ارائه خدماتی می باشد که تامین کننده تقاضا و نیازهای انسانی است. به طور کلی می توان چنین تصور کرد که فناوری از چهار جزء اصلی تشکیل شده است: انسان افزار، فن افزار، اطلاعات افزار و سازمان افزار این چهار جز بر یکدیگر اثر متقابل داشته و پیشرفت متناسب و مستمر این عناصر، توسعه فناوری را ایجاد می نماید. به بیان دیگر توسعه فناوری زمانی اتفاق می افتد که این اجزا، تعاملی مناسب داشته باشند و فعالانه عمل کنند.
درخت بیوتکنولوژی

بیوتکنولوژی مانند زیست شناسی، زیست شناسی مولکولی، ژنتیک، مهندسی شیمی یا بیوشیمی، یک علم پایه یا کاربردی نیست که بتوان محدوده و قلمرو آن را به سادگی تعریف کرد. بیوتکنولوژی شامل حوزه ای مشترک از علوم مختلف است که در اثر همپوشانی و تلاقی این علوم با یکدیگر به وجود آمده است. بیوتکنولوژی را می توان به درختی تشبیه کرد که ریشه های تناور آنرا علومی با قدمت زیاد مانند زیست شناسی به ویژه زیست شناسی مولکولی، ژنتیک، میکروبیولوژی، بیو شیمی، ایمونو لوژی، شیمی، مهندسی شیمی، گیاه شناسی، جانور شناسی، داروسازی، کامپیوتر، و غیره تشکیل می دهند و شاخه های این درخت که کم و بیش به تازگی روییدن گرفته اند و هر لحظه با رشد خود شاخه های فرعی بیشتری را به وجود می آورند بسیار متعدد و متنوع می باشند. تقسیم بندی بیوتکنولوژی به شاخه های مختلف نیز برحسب دیدگاه متخصصین و دانشمندان مختلف فرق می کند و در رایج ترین تقسیم بندی از تلاقی و پیوند علوم مختلف با بیوتکنولوژی استفاده می کنند و نام شاخه ای از بیوتکنولوژی را بدین ترتیب وضع می کنند. مانند بیوتکنولوژی پزشکی که از تلاقی بیوتکنولوژی با علم پزشکی بوجود آمده است یا بیوتکنولوژی کشاورزی که کار برد بیو تکنولوژی در کشاورزی را نشان می د هد. بدین ترتیب می توان از بیوتکنولوژی دارویی، بیوتکنولوژی میکروبی، بیوتکنولوژی دریا، بیوتکنولوژی قضایی یا پزشکی قانونی، بیوتکنولوژی محیطی، بیوتکنولوژی غذایی، بیو انفورماتیک، بیوتکنولوژی صنعتی، بیوتکنولوژی نفت، بیوتکنولوژی تشخیصی و غیره نام برد.
تاریخچه بیوتکنولوژی

در تقسیم بندی زمانی می توان سه دوره برای تکامل بیوتکنولوژی قائل شد:

۱)دوره تاریخی

در این دوره که بشر با استفاده ناخود آگاه از فرایندهای زیستی به تولید محصولات تخمیری مانند نان، مشروبات الکلی، لبنیات، ترشی جات، سرکه و غیره می پرداخت. در شش هزار سال قبل از میلاد مسیح، سومریان و بابلیها از مخمرها در مشروب سازی استفاده کردند. مصریها در حدود چهار هزار سال قبل با کمک مخمر و خمیر مایه، نان می پختند. در این دوران فرایندهای ساده و اولیه بیوتکنولوژی و بویژه تخمیر توسط انسان بکار گرفته می شد.

۲)دوره میانی

در این دوره که با استفاده آگاهانه از تکنیکهای تخمیر و کشت میکرو ارگانیسم ها در محیط های مناسب و متعاقباً استفاده از فرمنتورها در تولید آنتی بیوتیکها، آنزیمها، اجزاء مواد غذایی، مواد شیمیایی آلی و سایر ترکیبات، بشر به گسترش این علم مبادرت ورزید. در این دوره این بخش از علم به نام میکرو بیولوژی صنعتی معروف بود و هم اکنون نیز روند استفاده از این فرایندها در زندگی انسان ادامه دارد. لیکن پیش بینی می شود به تدریج با استفاده از تکنیکهای بیوتکنولوژی نوین بسیاری از فرآیند های فوق نیز تحت تاثیر قرار گرفته و به سمت بهبود و کارآیی بیشتر تغییر یابد.

۳)دوره نوین بیوتکنولوژی

در این دوره بیوتکنولوژی با کمک علم ژنتیک در حال ایجاد تحول در زندگی بشر است. بیوتکنولوژی نوین مدتی است که رو به توسعه بوده و روز به روز دامنه و وسعت بیشتری می یابد. این دوره زمانی از سال ۱۹۷۶ با انتقال ژنهایی از یک میکرو ارگانیسم به میکروارگانیسم دیگر آغاز شد. تا قبل از آن دانشمندان در فرآیند های بیوتکنولوژی از خصوصیات طبیعی و ذاتی (میکرو) ارگانیسم ها استفاده می کردند. لیکن در اثر پیشرفت در زیست شناسی مولکولی و ژنتیک و شناخت عمیق تر اجزا و مکانیسم های سلولی و مولکولی، متخصصین علوم زیستی توانستند به اصلاح و تغییر خصوصیات (میکرو ) ارگانیسم ها بپردازند و (میکرو) ارگانیسمهایی با خصوصیات کاملاً جدید بوجود آورند تا با استفاده از آنها بتوانند ترکیبات جدید را با مقادیر بیشتر و کارآیی بالا تر تولید نمایند.
نگاهی به زیست فناوری در ایران

در ایران نهادهایی همچون پژوهشکده های وابسته به نهادهای دولتی و دانشگاهی از جمله جهاد دانشگاهی برای ارتقای سطح این دانش در ایران فعال هستند و تاکنون فعالیت های قابل قبولی نیز در این زمینه در ایران اجرا شده به گونه ای که توجه سازمان بهداشت جهانی را به خود جلب کرده است .به همین منظور سازمان بهداشت جهانی اجلاس کشورهای تحت پوشش منطقه مدیترانه شرقیEMRO را در زمینه تحقیقات وتولیدات ژنومیکس (یکی از شاخه های بیوتکنولوژی است) و بیوتکنولوژی در تهران برگزار کرد. در همین سال برگزاری کنفرانس در تهران، یعنی سال????در زمینه بیوتکنولوژی شاهد موفقیت وحرکت های مثبتی نسبت به سالهای قبل بود. ورود بیوتکنولوژی به عنوان یکی از شاخه های اصلی صنایع نوین در وزارت صنایع و حمایت های مرکز صنایع نوین موجب دلگرمی بسیاری از پژوهشگران فعال در این بود. این مرکز در طی مدت کوتاهی که از آغاز به کار آن می گذرد، توانسته است نقش بسیار سازنده ای را در حمایت از شرکتهای فعال در زمینه بیوتکنولوژی و ترغیب پژوهشگران برای ورود به عرصه تولید ایفا کند. هم چنین حمایت های سازمان گسترش و نوسازی صنایع نیز در این سال قابل توجه بود. درهمین سال وزارت بهداشت نیز در بخش معاونت دارو و غذا سیاست توجه به بیوتکنولوژی را در اولویت کاری خود قرار داد. این وزارتخانه بااجرای سیاستهای مدون و تعریف شده خود می تواند اثر مهمی در رشد این فناوری داشته باشد که از آن جمله می توان به تدوین راهنماهای دارویی بیوتکنولوژی، آیین نامه ها و شرایط نظارتی و همچنین تدوین آیین نامه تولید محصولات بااستفاده از امکانات اجاره ای اشاره کرد. از دیگر موارد فعالیت بیوتکنولوژیک در ایران، به حمایت معاونت تحقیقات و فناوری وزارت بهداشت در ایجاد شبکه های بیوتکنولوژی و پزشکی مولکولی که حرکتی ملی و جامع نگر بوده است می توان اشاره کرد. هم چنین دفتر همکاریهای فناوری ریاست جمهوری درایجادارتباط با کشورهای خارج و تسهیل در امر بکارگیری نیروی خارجی در زمینه بیوتکنولوژی فعال شده که این امر موجب حذف دیوان سالاری برای شرکتها و وزارتخانه های مرتبط با بیوتکنولوژی شده است. در کل می توان گفت گرچه این مراکز تحقیقاتی فعال شده اند اما هنوز پتانسیل های بسیاری در ایران برای فعال شدن در حوزه بیوتکنولوژی وجود دارد.در صورتی می توان نتیجه تحقیقات و عملکردها در این مراکز را مثبت ارزیابی کرد که نتایج حاصل از آنها در وضع موجود و رفاه اجتماعی تاثیر گذار شود. هر چند با روندی که امروزه در این حوزه در ایران طی می شود رسیدن به چنین چشم اندازی دور نیست.
زیست فناوری برای توسعه پایدار

با توجه به اینکه منابع زیستی بخشی از سرزمین می باشد، لذا سرزمین ما فقط بر اثر حمله و تصرف بیگانگان از بین نمی رود و فرهنگ ملی نیز تنها بر اثر نفوذ تمدن بیگانگان مورد تهدید قرار نمی گیرد، بلکه ایرانیان بر اثر بهره برداری غیر اصولی از منابع طبیعی نقش مهمی در نابودی فرهنگ و تمدن خود ایفا می نمایند. بنابراین حفاظت و حمایت از منابع طبیعی کشور و اشاعه فرهنگ زیست محیطی وظیفه ملی و دینی هر ایرانی ا یکی از ابزارهای کاربردی جهت رسیدن به توسعه پایدار، استفاده از فناوریهای نوین به خصوص بیو تکنولوژی می باشد. از آنجا که کاربردهای بیوتکنولوژی در کلیة شئونات زندگی بشر نقش آفرین شده است می توان حدس زد در آینده نزدیک کنار اکثر نامهای رایج علوم و فنون یک کلمه « بیو » یا « بیوتک » هم اضافه شود، بی شک در آینده نیز گستره نفوذ این صنعت فراگیر و جایگاه و نقش آن در سرنوشت انسانها بیشتر خواهد شد. بنابراین بیوتکنولوژی علاوه بر اینکه می تواند ابزار مناسب و قدرتمندی برای دستیابی به توسعه پایدار به شمار آید، ابزار و اهرم قدرتمندی برای تسلط هرچه بیشتر کشور های مجهز به این صنعت بر سایر کشورها نیز محسوب می شود. بیوتکنولوژی بدون هیچ تردیدی نقش اساسی در توسعه اقتصادی کشورهای جهان ایفا کرده است، از این رو هرگونه ضعف، تبعات وخیمی را برای کشور به دنبال خواهد داشت. کاربرد وسیع بیوتکنولوژی در بخشهای مختلف نشانگر گستره وسیع این علم می باشد به طوریکه، دور ماندن از دستاوردها و توانمندی های این فناوری را می توان معادل از دست رفتن استقلال ملی و وابستگی گسترده به سایر کشورها و عدم توسعه یافتگی دانست. اگر چه تا چندین سال قبل شدت عقب ماندگی ما در این رشته با جهان پیشرفته، مشابه عقب ماندگی ما در زمینه هایی مانند الکترونیک نبوده است ولی این شدت به سرعت رو به فزونی است. این در حالی است که ارزش توسعه فناوری زیستی در کشور به قدری زیاد است که باید هر چه سریعتر با برنامه ریزی و سرعت مناسب، این فناوری را توسعه دهیم، در غیر اینصورت با توجه به اقتصاد تک محصولی وابسته به نفت در آینده دچار چالش های عظیمی خواهیم شد که لطمات جبران ناپذیری را برای کشور به دنبال خواهد داشت. به علاوه بیوتکنولوژی می تواند محافظ زیست در جهت توسعه ای پایدار باشد، با این وجود ارزیابی زیست محیطی بر پایه عملکرد بیو تکنولوژی در جهت تکامل توسعه امری انکار ناپذیر است و لازم است اقداماتی در زمینة ارزیابی بیوتکنولوژی محیط زیست که از اصول اولیه توسعه پایدار است، صورت گیرد.توسعه پایدار درک درست از تعامل، در نظام به هم پیوسته فرایند های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی است به بیان دیگر توسعه پایدار عبارت از توسعه ای همه جانبه در کلیه بخشها می باشد، که در عین انجام کلیه فعالیتها، کمترین آسیب زیست محیطی به منابع مورد استفاده وارد شود. بطور کلی توسعه پایدار با مفهوم سنتی توسعه که اصولاً بر محور رشد اقتصادی متمرکز شده است، تفاوتهای اساسی دارد. توسعه پایدار از حدود اقتصادی صرف فراتر رفته و عوامل اجتماعی اعم از تغذیه، بهداشت، شرایط زندگی و تمامی ابعاد فرهنگی و معنوی فردی مانند خلاقیت، کیفیت زندگی و حقوق اولیه را در بر می گیر

خدمات و محصولات صنعتی

 الکتروپمپ

 

 

 

تولید و ساخت صنعتی