Biotechnológie a ich budúci rozvoj


Biotechnológie a ich budúci rozvoj

Biotechnológia je považovaná za jednu z vedeckých disciplín, ktorej rozvoj bude rozhodujúci pre rozvoj ekonomiky v 21. storočí. Paradoxne však biotechnológia ako nové odvetvie vedy je súčasne aj jedno z najstarších odvetví hospodárskych aktivít v histórii moderného človeka.

Termín „biotechnology” je odvodený z troch gréckych slov: bios (βίος) - život; technos (τεχηος) – technológia a logos (λόγος) – myslenie/slovo. Definícií biotechnológií je niekoľko. Podľa Konvencie OSN o biologickej diverzite je biotechnológia „akákoľvek technologická aplikácia, ktorá využíva biologické systémy, živé organizmy alebo ich deriváty na produkciu alebo modifikáciu produktov, alebo postupov na špecifické použitie". Podľa biologického pohľadu na biotechnológiu ide o „biologické vedné disciplíny, kde sa používa genetické inžinierstvo a techniky rekombinantnej DNA“. Najjednoduchšie možné pomenovanie by sme mohli vyjadriť ako „aplikácia molekulárnej biológie na užitočné účely“.

Biotechnológia vo svete disciplín

Biotechnológia je založená na čisto biologických disciplínach ako molekulárna biológia, genetika, mikrobiológia, bunková biológia (živočíšna i rastlinná), biochémia či embryológia. V mnohých prípadoch je závislá od poznatkov a metód mimo sféry biológie (chemické inžinierstvo, inžinierstvo bioprocesov, informačné technológie, biorobotika). Naopak, moderné biologické disciplíny (vrátane takých, ako sú dokonca napr. molekulárna ekológia) sú blízko prepojené a závislé od metóda vyvinutých pre biotechnológiu a to, čo sa dnes všeobecne nazýva ako „life sciences“ priemysel.

Biotechnologická dúha

Biotechnológia má využitie v nasledujúcich hlavných priemyselných oblastiach:

  • „červená“ – medicínske využitie (nové lieky, terapie – všeobecne v ochrane zdravia),
  • „zelená“ – v rastlinnej výrobe a poľnohospodárstve,
  • „sivá“ a „biela“ – priemyselné použitie rastlín a iných produktov (napr. biodegradovateľné plasty, rastlinné oleje, biopalivá) a environmentálne využitie.

Existujú však aj ďalšie farby dúhy biotechnológie:

Priemyselná biotechnológia

  • používa enzýmy a mikroorganizmy na produkciu  „biobased products“ v oblastiach, ako sú: chemikálie, potraviny a krmivá, detergenty, papier a celulóza, textil a bioenergia (napr. biopalivá alebo bioplyn),
  • využíva na to obnoviteľné suroviny a je jedným z najsľubnejších inovatívnych prístupov na riešenie znižovania emisií skleníkových plynov.

Biotenzidy

K biomateriálom (͈biobased products”) patria napr. biotenzidy. Biotenzidy sú šetrné k životnému prostrediu, ľuďom a zvieratám a sú charakteristické rýchlou a úplnou biologickou odbúrateľnosťou / biocare.sk
Tenzidy: povrchovo aktívne činidlá, ktorých molekuly majú amfifilnú štruktúru. Vo vodnom prostredí sa skladajú z hydrofilných a hydrofóbnych častí. Vo väčšine prípadov to bývajú polárne (alebo iónové) skupiny spojené s dlhými uhľovodíkovými reťazcami.

Biotenzidy: môžu sa produkovať niektorými mikroorganizmami (baktérie, kvasinky, huby), ale môžu sa izolovať aj z rastlín a niektorých nižších morských živočíchov. Sú to povrchovo aktívne látky rozmanitej štruktúry. Na rozdiel od syntetických tenzidov sa biotenzidy delia podľa ich chemického zloženia na niekoľko skupín a to:

  • glykolipidy,
  • lipopeptidy,
  • fosfolipidy,
  • mastné kyseliny,
  • neutrálne lipidy a
  • polymérne biotenzidy.

Na rozdiel od syntetických tenzidov sú biotenzidy  šetrné k životnému prostrediu, ľuďom a zvieratám a sú charakteristické rýchlou a úplnou biologickou odbúrateľnosťou.

Metanizácia produkuje bioplyn

Ide o produkciu bioenergie z biologického odpadu. Najčastejšie používanou biotechnologickou metódou na spracovanie biologického odpadu je kompostovanie, pri ktorom z organických odpadov vznikajú najmä humusové látky. Biologickú premenu organických látok na humusové látky a humus spôsobujú aeróbne i anaeróbne mikroorganizmy.
Metanizácia organických odpadov je najefektívnejším zužitkovaním najmä rôznych kalov a suspenzií organických látok s vysokým obsahom vody. Za anaeróbnych podmienok zmesná kultúra mikroorganizmov postupne rozkladá biologicky rozložiteľné organické látky. Konečnými produktmi tohto procesu je „stabilizovaná“ biomasa a bioplyn (metán). Metán je následne možné využiť pri výrobe tepla pre domácnosti.

 

Autor: doc. RNDr. Stanislav Stuchlík, CSc., Prírodovedecká fakulta UK, Katedra molekulárnej biológie.

Spracovala: Monika Hucáková pre NCP VaT pri CVTI SR

Použité zdroje:

http://www.chemicke-listy.cz/docs/full/2015_06_431-436.pdf
http://biocare.sk/eshop/produkt/eko-univerzalny-cistic-ecover
http://www.odpady-portal.sk/Dokument/102606/bioplynove-stanice-a-biologicky-rozlozitelny-odpad.aspx

Foto: biocare.sk, Pixabay.com

Uverejnil: MZ

 

 

ZvedaVEC je cyklus krátkych filmov, ktoré sa venujú vede a technike. Ako „sprievodca“ novými technológiami v nich  vystupuje Branči (Branislav) Kováč alias raper Vec a za nás zvedavých divákov kladie otázky. Odľahčenou formou nám ukazuje možné využitie rôznych technológií a vedeckých výdobytkov v našej súčasnosti a budúcnosti.

 

Súvisiace:

Hore
festival|LingvaFest 2018
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2017
Extrapolácie 2018
Publikácie Veda v CENTRE
Agrofilm 2018
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
QUARK
Prechod VK na VND - jeseň
Noc výskumníkov 2018
TVT 2017 články
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Fibrinogen Martin je mutácia vrodenej poruchy fibrinogénu a patrí medzi vzácne poruchy zrážania krvi
Zistite viac