بخش سوم زیست فناوری و تاریخچه آن

بخش سوم زیست فناوری و تاریخچه آن

9- تعریف زیست فناوری

پیش از آنکه به این مبحث بپردازیم در ابتدا بیائید با تعریف «فناوری» آشنا شویم، فناوری یا تکنولوژی به معنای داشتن و به کار گرفتن فن (روش‏های علمی) و استفادة آن در «دانش» است، در واقع به معنی؛ تبدیل و تولید علم به عمل را فناوری می‏گویند. اما همانطور که از نامش مشخص است زیست فناوری، از دو واژة «زیست» که برگرفته شده از واژه «زیست شناسی»، که به معنای زندگی و یا هر چیزی که در مورد حیات و جاندار باشد گفته می‏شود (در قسمت های قبل زیست شناسی معرفی گردید) و «فناوری» که تبدیل علم به عمل، پس با ترکیب این دو واژه به طور کلی می‏توان گفت زیست فناوری یا (بیوتکنولوژی) به معنای استفاده و بکارگیری، موجودات زنده برای (تولید و یا توسعه محصولات کاربردی) می‏باشد. حال این تولید می‏تواند در زمینه دارو و یا محصولاتی باشد که بشر به مقدار زیادی نیازمند آن است. اما با استفاده از علم زیست فناوری نه تنها می توان از محصول مورد نظر بهره برد بلکه می‏توان ویژگی‏های بهتری نیز به آن محصول ارائه داد تا آن را خاص‏تر و کاربردی‏ ترکند.

بیائید تا با یک مثال زیست فناوری را بیشتر بررسی کنیم؛

اگر اهل خوردن ماست هستید این بخش را بادقت بیشتری بخوانید!

به عنوان مثال ماست را در نظر بگیرید، آیا می‏دانید که چگونه ساخته می‏شود؟

خوب همانطور که می‏دانید ماست یکی از فراورده‏های به دست آمده از شیر می‏باشد اما اینکه چگونه این مادة خوشمزه تولید می‏شود جای سوال دارد؟

بیائید تا با هم ماست درست کنیم، مقداری شیر ولرم و مقداری ماست حدوداً یک قاشق غذا خوری را با هم و به آرامی در یک ظرف ترکیب کنید و آن را ساکن در یک جا قرار دهید و روی آن را  درب و دور آن را با پَتو بپوشانید و بعد از یک، الی دو ساعت آن را به آرامی در یخچال قرار دهید، تبریک می گویم بعد از 24 ساعت ماست خودمان را خواهیم داشت حال می‏توانید بگوئید به چه علت و چگونه این ماست تولید شده؟

بیائید بیشتر بررسی کنیم، ماستی که ما بعد از انتقال به درون ظرف شیر به آن اضافه نمودیم را عمل مایه زدن ماست می‏گویند، در واقع ما مقداری از باکتری‏های مفیدی را از درون ماست قبلی برداشته و به درون شیر ولرم که بستر مناسبی برای رشد باکتری‏ها است اضافه نمودیم، باکتری‏ها به آرامی و راحتی رشد نموده و مادة خوشمزه‏ای به نام ماست تولید می‏کنند. آیا نام این باکتری را می‏دانید؟ می‏توانید چند محصولی را که با استفاده از باکتری‏ها تولید می‏شوند را نام ببرید؟

پس دیدید که برای تولید ماست از موجودات زنده «میکروارگانیسم‏ها» برای تولید محصولی به نام ماست استفاده گردید، در واقع زیست فناوری از این موجودات برای تولید محصولی خوشمزه به نام ماست بهره می‏گیرد

9-1 تفاوت زیست شناسی با زیست فناوری

تا بدینجا با زیست شناسی و زیست فناوری آشنا شدید اما شاید برای خیلی از شما عزیزان این سوال پیش آید، که این رشته چه تفاوتی با زیست فناوری دارد؟

چند دقیقه به این سوال فکر کنید نظرتان چیست؟ می‏توانید در چند سطر زیر توضیح دهید؟

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

بیائید تا باهم تفاوت این دو رشته را بررسی کنیم؛ رشته زیست شناسی به معنای آشنایی با موجودات زنده اطراف ما، چگونگی زندگی آن‏ها و تاریخچة به وجود آمدن ارگانیسم‏ها «موجودات زنده» می‏باشد، در حالیکه زیست فناوری به «کاربرد» این موجودات در «تولید محصول» یا «درمان و ارائه خدمات» می‏پردازد.

پس در هر زمان که از این موجودات زنده (شامل:گیاهان، جانوران، انسان‏ها، ارگانیسم‏ها) استفاده شود و کاربردی جدید به خود گیرد آن زمان معنای زیست فناوری وقوع پیدا می‏کند، اما نباید این موضوع را فراموش کنیم که زیست شناسی پایه و اساس علم زیست فناوری می‏باشد.

9-2 جایگاه زیست فناوری در میان رشته‏های دانشگاهی

اگر تا به اینجا به این رشته علاقه‏مند شدید بیائید تا با بخش آموزش دانشگاهی این رشته آشنا شویم، این رشته«زیست فناوری» از علم «مخمرشناسی»[1]به وجود آمده و در سال 1919 در کشور مجارستان واژه «بیوتکنولوژی» ظهور یافت و تاکنون در کشورهای مختلف این رشته ارائه و تدریس می‏شود. بیوتکنولوژی شامل دو بخش دکتری پیوسته بیوتکنولوژی که 20 نفر اول کنکور رشته تجربی برای این رشته انتخاب خواهند شد و رشته کارشناسی زیست فناوری که همانند دکتری بیوتکنولوژی می‏باشد.

[1] Zymology

نکته قابل توجه این است که اولویت این رشته حتی از پزشکی نیز بالاتر است. به چه دلیل؟

فرض کنید خودرویی به مشکل فنی برخورده است. در اولین گام راننده خودرو را به تعمیرگاه انتقال می‏دهد اما در گام دوم آیا تعمیرکار مستقیماً وارد عمل شده و کل موتور خودرو را باز می‏کند؟

در این بخش است که دستگاهی به نام دیاگ به کمک تعمیرکار آمده و بدون نیاز به باز کردن موتور، دستگاه دیاگ بخشی را که به مشکل فنی خورده پیدا می‏کند و تعمیرکار فقط به تعمیر همان قسمت مشکل خورده می‏پردازد. مثال رشته پزشکی و زیست فناوری نیز همین است که با استفاده از زیست فناوری بدون نیاز به عمل جراحی می توان بیماری را تشخیص داد و حتی درمان کرد. خوشبختانه گام بزرگ تر رشته زیست فناوری پیشگیری از بیماری ها است که حتی کار به مراجعه پزشک هم نرسد.

9-3 تاریخچة زیست فناوری در ایران و جهان

تا کنون مفاهیمی از زیست فناوری و جایگاه آن در کشور را آموختید. اما این رشته از چه تاریخی نشأت می‏گیرد؟

حال برای بینش بیشتر نگاهی بیندازیم بر تاریخچه این علم:

500 سال پیش از میلاد مسیح، نخستین استفاده از آنتی بیوتیک ها صورت گرفت.

سال 100، میلادي، تولید نخستین آفت کش طبیعی ساخته شد.
سال 900، میلادي، کشف الکل توسط محمدبن زکریاي رازي انجام گردید.
سال 1668، نخستین ورود زیست فناوري به صنعت با احداث نخستین کارخانة آبجوسازي در کانادا با استفاده از فرایند تخمیر صورت پذیرفت.
سال 1797، نخستین استفاده از واکسن انجام شد.
1859، ارایة نظریه انتخاب طبیعی توسط داروین زیست شناس مشهور صورت گرفت.

1865، پایه ریزي مبانی علم ژنتیک توسط مندل صورت گرفت.

گریگور مندل

1870، استفاده کشاورزان از باکتري‏هاي تثبیت کنندة نیتروژن (کود زیستی) برای رشد بهتر و طبیعی تر محصولات.
1914، استفاده از باکتري براي تصفیة فاضلاب های شهری و کارخانجات.
1919،  براي نخستین بار در مقالات علمی از واژه زیست فناوري استفاده شد.

اما “واژه زیست‌فناوری نخستین بار در سال 1919 از سوی کارل اِرِکی به مفهوم استفاده از سیستم‏های زنده و ارگانیسم‏ها برای توسعه یا تولید محصولات یا هرگونه کاربرد تکنولوژیکی که از سیستم‏های بیولوژیکی، موجودات زنده یا مشتقات آن استفاده می‌کند تا محصولات یا فرآیندهای خاصی را ایجاد یا اصلاح کند، به‌ کار گرفته شد.”او یک کشتارگاه برای هزار خوک و همچنین یک مزرعه پرورش با فضایی برای ۵۰.۰۰۰ خوک، و افزایش بیش از ۱۰۰.۰۰۰ خوک در سال ساخت. این تشکیلات به یکی از بزرگترین و سود آورترین سازمان‌های گوشت و چربی در جهان تبدیل شد. در کتابی با عنوان« Biotechnologie, Ereky» به بسط موضوعی پرداخت که می‌توانست در قرن بیستم تکرار و تصریح شود، بیوتکنولوژی قادر به ارائه راه حل‌هایی برای بحران‌های اجتماعی، مانند کمبود مواد غذایی و انرژی است.

سال 1921 کشف انسولین به عنوان درمان براي دیابت کاشف داروی انسولین و نخستین آزمایش کننده این دارو بر روی انسان شخصی است بنام فردریک بنتینگ .

اولین حیوان دست ورزی شده

بنتینگ با مسدود کردن مجراهای پانکراس سگ‌های آزمایشگاهی توانست مانع تخریب سلول‌های تولیدکننده انسولین در پانکراس توسط مواد شیمیایی گوارشی شود، تا بتوان انسولین[1] را استخراج کرد. وی به همراه دستیارش دکتر چارلز بست توانست این دارو را برای کنترل قند خون در افراد مبتلا به دیابت کشف کند.”

[1] Insulin

1928، کشف پنی سیلین به عنوان آنتی بیوتیک توسط الکساندر فلمینگ انجام شد.

1942، تولید انبوه پنی سیلین با استفاده از میکروب‏ها  صورت گرفت.
1944، کشف انتقال اطلاعات وراثتی از طریق DNA و اثبات آن توسط ایوري و دیگر پژوهشگران انجام گردید.
1953- توضیح ساختار دورشته اي DNA

جمیز واتسون و فرانسیس کریک در جوانی

واتسون و کریک دانشمندان سازنده ساختار دو رشته ای

1963، تولید و پرورش ارقام تازه اي از گندم توسط نورمن بورلاگ که موجب افزایش 70 درصدي محصول گردید.
1966، هم جوشی موفقیت آمیز سلول موش و انسان توسط هریس و واتکینز انجام شد.
1968، کشف رمزهاي سه حرفی ژنتیکی در این سال صورت پذیرفت.     
سال 1973، کلون شدن DNA نوترکیب در باکتري براي نخستین بار صورت گرفت.
سال 1977، کشف روش‏هایی براي توالی یابی سریع قطعات بلند DNA با استفاده از الکتروفورز و ایجاد جهش‏های[1]  معین در بخش هاي مشخصی از مولکول  DNA  انجام گردید.
سال 1979، سنتز هورمون رشد انسانی (HGH) براي نخستین بار

[1] Mutation

سال 1981، تولید نخستین جانور دستکاری شده.
سال 1983، اختراع تکنیک واکنش زنجیره اي پلی مراز(PCR)
سال 1984، توسعه تکنیک انگشت نگاري  DNA
سال 1985، استفاده از انگشت نگاري DNA به عنوان مدرك جرم در دادگاه ها                                            سال1986، تولید نخستین واکسن نوترکیب براي هپاتیت B جهت مصرف در انسان
سال1987، در این سال چشم انداز محصولات زیست فناوري در زمینه هاي مختلف مانند کشاورزي و پزشکی براي ورود به بازار روشن تر شد.

نخستین آزمایش میدانی داراي مجوز بر روي یک باکتري نوترکیب تأیید واکسن هپاتیت B حاصل از مهندسی ژنتیک براي استفاده در کانادا همچنین در دهه 1980، استفاده از میکروب‏ها در تصفیة لکه هاي نفتی، فناوري زیست پالایی
سال 1990،  نخستین استفادة آزمایشی از ژن درمانی صورت گرفت.
سال 1994، نخستین تأییدیة FDA براي یک غذاي کامل تولیدشده با استفاده از فناوري زیستی انجام شد.
سال 1997، شبیه سازي نخستین جانور از یک سلول بالغ در اسکاتلند.

گوسفند دالی

اشتراک گذاری:

دیدگاهتان را بنویسید