بیوتکنولوژی (Biotechnology)

گستردگی ‌و تنوع‌ کاربردهای‌ بیوتکنولوژی‌، تعریف‌ و توصیف‌ آنرا کمی‌ مشکل‌ و نیز متنوع ‌ساخته‌ است‌.  برخی‌ آنرا مترادف‌ میکروبیولوژی‌ صنعتی‌ و استفاده‌ از میکروارگانیسم‌ها می‌دانند و برخی‌ آنرا معادل‌ مهندسی‌ ژنتیک‌ تعریف‌ می‌کنند به ‌همین‌ دلیل‌ در اینجا مختصراً اشاره‌ای‌ به‌ تعاریف‌ متفاوت‌ از بیوتکنولوژی‌ می‌کنیم‌ که‌ البته‌ دارای‌ وجوه‌ اشتراک‌ زیادی‌ نیز هستند:

 

 ـ بیوتکنولوژی‌ مجموعه‌ای‌ از متون‌ و روشها است‌ که‌ برای‌ تولید، تغییر و اصلاح ‌فراورده‌ها، به‌نژادی‌ گیاهان‌ و جانوران‌ و تولید میکروارگانیسم‌ها برای‌کاربردهای‌ ویژه‌، از ارگانیسم‌های‌ زنده‌ استفاده‌ می‌کند.
 ـ کاربرد روشهای‌ علمی‌ و فنی‌ در تبدیل‌ بعضی‌ مواد به‌ کمک‌ عوامل‌ بیولوژیک‌(میکروارگانیسم‌ها، یاخته‌های‌ گیاهی‌ و جانوری‌ و آنزیم‌ها) برای‌ تولید کالاها وخدمات‌ در کشاورزی‌، صنایع‌ غذائی‌ و دارویی‌ و پزشکی‌

 ـ مجموعه‌ای‌ از فنون‌ و روشها که‌ در آن‌ از ارگانیسم‌های‌ زنده‌ یا قسمتی‌ از آنهادر فرایندهای‌ تولید، تغییر و بهینه‌سازی‌ گیاهان‌ و جانوران‌ استفاده‌ می‌شود.

 ـ کاربرد تکنیکهای‌ مهندسی‌ ژنتیک‌ در تولید محصولات‌ کشاورزی‌، صنعتی‌، درمانی‌ وتشخیص‌ باکیفیت‌ بالاتر و قیمت‌ ارزانتر و محصول‌ بیشتر و کم‌ خطرتر

 ـ استفاده‌ از سلول‌ زنده‌ یا توانائی های‌ سلول‌های‌ زنده‌ یا اجزای‌ آنها و فرآوری‌و انتقال‌ آنها به‌صورت‌ تولید در مقیاس‌ انبوه‌

 ـ بهره‌برداری‌ تجاری‌ از ارگانیسم‌ها یا اجزای‌ آنها

 ـ کاربرد روشهای‌ مهندسی‌ ژنتیک‌ در تولید یا دستکاری‌ میکروارگانیسم‌ها وارگانیسم‌ها

 ـ علم‌ رام‌کردن‌ و استفاده‌ از میکروارگانیسم‌ها در راستای‌ منافع‌ انسان‌

 تعاریف‌ بالا از بیوتکنولوژی‌ هرکدام‌ به‌تنهائی‌ توصیف‌ کاملی‌ از بیوتکنولوژی‌نیست‌ ولی‌ با قدر مشترک‌ گرفتن‌ از آنها می‌توان‌ به‌ تعریف‌ جامعی‌ ازبیوتکنولوژی‌ دست‌ یافت‌.

 براستی‌ چرا چنین‌ است‌؟ هرچند که‌ با مرورزمان‌ دانشمندان‌ به‌ مفاهیم‌ مشترکی‌ در مورد تعریف‌ بیوتکنولوژی‌ نزدیک‌ شده‌اند اما چرا هر متخصص‌ و دانشمندی‌ تعریف‌ جداگانه‌ای‌ از بیوتکنولوژی‌ ارائه‌ می‌دهدکه‌ درجای‌ خود نیز می‌تواند صحیح‌ باشد (نه‌ الزاماً جامع‌).

 علت‌ این‌ حقیقت‌ را باید در ماهیت‌ بیوتکنولوژی‌ جُست‌.

 بیوتکنولوژی‌ همانند زیست‌ شناسی‌، ژنتیک‌ یا‌ بیوشیمی‌ یک‌ علم‌ پایه‌ یا کاربردی‌ نیست‌ که‌ بتوان‌ محدوده‌ و قلمروآنرا بسادگی‌ تعریف‌ کرد. بیوتکنولوژی‌ شامل‌ حوزه‌ای‌ مشترک‌ از علوم‌ مختلف‌ است‌که‌ در اثر همپوشانی‌ و تلاقی‌ این‌ علوم‌ بایکدیگر بوجود آمده‌ است‌. بیوتکنولوژی ‌معادل‌ زیست‌ شناسی‌ مولکولی‌، مهندسی‌ ژنتیک‌، مهندسی‌ شیمی‌ یا هیچ‌ یک‌ از علوم ‌سنتی‌ و مدرن‌ موجود نیست‌؛ بلکه‌ پیوند میان‌ این‌ علوم‌ در جهت‌ تحقق‌ بخشیدن‌به‌ تولید بهینه‌ یک‌ محصول‌ حیاتی‌ (زیستی‌) یا انجام‌ یک‌ فرآیند زیستی‌ به روشهای‌نوین‌ و دقیق‌ با کارآئی‌ بسیار بالا می‌باشد.

 بیوتکنولوژی‌ را می‌توان‌ به‌ درختی‌ شبیه‌ کردکه‌ ریشه‌های‌ تناور آنرا علومی‌ بعضاً با قدمت‌ زیاد مانند زیست‌ شناسی‌ بویژه ‌زیست‌ شناسی‌ مولکولی‌، ژنتیک‌، میکروبیولوژی‌، بیوشیمی‌، ایمونولوژی‌، شیمی‌، گیاه‌شناسی‌، جانورشناسی‌، داروسازی‌، کامپیوتر و... تشکیل‌ می‌دهند، لیکن‌ شاخه‌های‌ این‌ درخت‌ که‌ کم‌ و بیش‌ به‌ تازگی‌ روئیدن ‌گرفته‌اند و هرلحظه‌ با رشد خود شاخه‌های‌ فرعی‌ بیشتری‌ را به‌وجود می‌آورند بسیارمتعدد و متنوع‌ بوده‌ که‌ فهرست‌ کردن‌ کامل‌ آنها در این‌ نوشته‌ را ناممکن‌ می‌سازد.

 تقسیم‌بندی‌ بیوتکنولوژی‌ به‌ شاخه‌های‌ مختلف‌نیز برحسب‌ دیدگاه‌ متخصصین‌ و دانشمندان‌ مختلف‌ فرق‌ می‌کند و در رایجترین‌ تقسیم‌بندی‌ از تلاقی‌ و پیوند علوم‌ مختلف‌ با بیوتکنولوژی‌ استفاده‌ می‌کنند و نام‌ شاخه‌ای‌ از بیوتکنولوژی‌ را بدین‌ترتیب‌ وضع‌ می‌کنند. مانند بیوتکنولوژی ‌پزشکی‌ که‌ از تلاقی‌ بیوتکنولوژی‌ با علم‌ پزشکی‌ بوجود آمده‌ است‌ یا بیوتکنولوژی‌ کشاورزی‌ که‌ کاربرد بیوتکنولوژی‌ در کشاورزی‌ را نشان‌ می‌دهد. بدین ‌ترتیب‌ می‌توان‌ از بیوتکنولوژی‌ داروئی‌، بیوتکنولوژی ‌میکروبی‌، بیوتکنولوژی‌ دریا، بیوتکنولوژی‌ قضائی‌ یا پزشکی‌ قانونی‌، بیوتکنولوژی‌ محیطی‌، بیوتکنولوژی‌ غذائی‌، بیوانفورماتیک‌، بیوتکنولوژی‌ صنعتی‌، بیوتکنولوژی‌ نفت، بیوتکنولوژی‌ تشخیصی‌ و ... نام‌ برد.

 این‌ شاخه‌های‌ متعدد در عمل‌ همپوشانی‌ها وپیوندهای‌ متقاطع‌ زیادی‌ دارند و باز بدلیل‌ ماهیت‌ همه‌جانبه‌ بودن‌ بیوتکنولوژی ‌نمی‌توان‌ در این‌ مورد نیز به‌ ضرس‌ قاطع‌ محدوده‌هائی‌ را برای‌ آنها تعیین ‌نمود.

واژه بیوتکنولوژی نخستین بار در سال ۱۹۱۹ از سوی Karl Ereky به مفهوم کاربرد علوم زیستی و اثر مقابل آن در فناوری‌های ساخت بشر به کار برده شد. به طور کلی هر گونه کنش هوشمندانه بشر در آفرینش، بهبود و عرضه فرآورده‎های گوناگون با استفاده از جانداران، به ویژه از طریق دستکاری آن‌ها در سطح مولکولی در حیطه این مهم‎ترین، پاک‌ترین و اقتصادی‌ترین فناوری سده حاضر، بیوتکنولوژی، قرار می‌‌گیرد. بیوتکنولوژی از جمله واژه‌های پر سرو صدای سال‎های اخیر است.این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم به کار می‌برند.

فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسم‎ها برای کاربردهای ویژه استفاده می‌کند. بیوتکنولوژی به لحاظ ویژگی‎های ذاتی خود دانشی بین رشته‌ای است. کاربرد این گونه دانش‎ها در مواردی است که ترکیب ایده‌های حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید می‌انجامد و زمینه‌ها و روش‎شناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل برهم‎کنش بخش‎های گوناگون زیست‎شناسی و مهندسی است. زیست‎فناوری در اصل هسته‌ای مرکزی و دارای دو جزء است: یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و جزء دیگر سامانه یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل می‌کنند

سابقه به‎کارگیری میکروارگانیسم‎ها برای تولید مواد خوراکی مانند سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال پیش برمی‌گردد. نقش میکروارگانیسم‎ها در تولید الکل و سرکه در سده پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو هنگام جابه‎جایی آن‎ها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور درخواست کمک کردند. لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلاء قند را به الکل تبدیل می‌کنند، (این فرایند بی‎هوازی تخمیر نام دارد) و نیز دریافت که ترشیدگی و آلودگی بر اثر فعالیت دسته باکتری اسید استیک که الکل را به سرکه تبدیل می‌کند روی می‌دهد.

کاربردهای سنتی بیوتکنولوژی شامل اصلاح نباتات و دام، تهیه نان، ماست و پنیر بوده است و پس از آن تولید پادزیست‌ها (آنتی بیوتیک ها)، انسولین انسانی و اینترفرون علوم آزمایشگاهی و هم‎اکنون با پیدایش فناوری DNA نوترکیب، دستکاری ژن‌ها و انتقال ژن از یک موجود زنده به دیگری یا به عبارت دیگر مهندسی ژنتیک، ظرفیت بهره‎گیری از این فناوری به گونه فزاینده‌ای افزایش یافته است.

در حال حاضر با توجه به افزایش بی رویه جمعیت و نیاز به تأمین مواد غذایی این جمعیت رو به تزاید، بیوتکنولوژی کشاورزی مورد توجه ویژه است و محصولات تراریخته گوناگون پرمحصول و مقاوم کشاورزی مانند ذرت، برنج، سویا، گوجه فرنگی، گندم تولید و به‎کارگیری تکنیک‌های نوین بیوتکنولوژی در افزایش تولید شیر و گوشت دام موثر واقع شده اند.

تامین سلامت و بهداشت جمعیت بیش از شش میلیاردی ساکنان کره زمین از طریق تولید داروهای نوترکیب و واکسن‎ها، دستیابی به روش‌های درمان کم‎هزینه بیماری‌ها و یافتن درمان بیماری‌های بدون درمان و تشخیص سریع‎تر و مؤثرتر بیماری‌های گوناگون از جمله بیماری‌های ژنتیکی از وظایف بیوتکنولوژی پزشکی است.

همچنین رویکرد جدید به محیط زیست در قرن حاضر و در نظر گرفتن آن به عنوان یک جزء‌ از سرمایه ملی کشورها و لزوم حفظ آن با به‎کارگیری بیوتکنولوژی از مهم‌ترین دغدغه‌های بشر در سده حاضر است. حذف مؤثر آلاینده‌های محیطی خطرناک از محیط زیست با استفاده از میکروارگانیسم‌های پالایشگر آلودگی و استفاده از فنون نگهداری ذخایر ژنتیکی کشور از جمله کاربردهای بیوتکنولوژی در زمینه محیط زیست است. کاربردهای بیوتکنولوژی در صنعت که به تولید محصولات با صرف هزینه و انرژی کمتر، ضایعات اندک می‎انجامد و از همه مهم‌تر، کمترین اثر سوء بر محیط زیست را برجا می‎گذارد، باعث شد که از این فناوری به عنوان یکی از پاکترین بخش‌های صنعت یاد شود. بیوتکنولوژی همچنین تولید محصولاتی که قبلأ از روش‌های دیگر امکان تولید آن وجود نداشته یا بسیار سخت و دشوار بوده است، ممکن ساخته است.

 گستردگی‌ کاربرد بیوتکنولوژی‌ در قرن‌ بیست‌ ویکم‌ بحدی‌ است‌ که‌، اقتصاد، بهداشت‌، درمان‌، محیط‌زیست‌، آموزش‌، کشاورزی‌، صنعت‌، تغذیه‌ و سایر جنبه‌های‌ زندگی‌ بشر را تحت‌ تأثیر شگرفت‌ خود قرار خواهد داد. به همین‌ دلیل‌ اندیشمندان‌ قرن‌ بیست‌ و یکم‌ را قرن‌ بیوتکنولوژی ‌نامگذاری‌ کرده‌اند.