معرفی کامل رشته بیوتکنولوژی.موقعیت شغلی وبازار کار
رشته بيوتکنولوژي يک رشته کاربردي و ميان رشته اي مهندسي علوم است که قلمرو آن حداقل 33 حوزه تخصصي علوم را در برمي گيرد. اين رشته در کشور ما از سال 1378 در دانشکده علوم دانشگاه تهران در مقطع دکتراي پيوسته ارائه مي شود.
اين رشته از سه مرحله کارشناسي، کارشناسي ارشد و دکتري تشکيل شده است که دانشجويان در مرحله کارشناسي پس از گذراندن موفقيت آميز132 واحد دروس مشترک معرفتي- نظري، علوم پايه، پزشکي، مهندسي و مباني بيوتکنولوژي به اضافه آموختن زبان انگليسي در حد 550 نمره تافل و آشنايي کامل با يک زبان برنامه نويسي کامپيوتر در صورتي که معدل آنها در هر نيمسال تحصيلي 15 باشد، مي توانند وارد مرحله دوم يعني مقطع کارشناسي ارشد شوند که در اين مقطع يکي از 6 گرايش بيوتکنولوژي ميکروبي، بيوتکنولوژي پزشکي، بيوتکنولوژي محيطي و دريايي، بيوتکنولوژي مولکولي، فرآورش زيستي و بيوتکنولوژي کشاورزي (گياهي) را انتخاب کرده و بعد از گذراندن 48 واحد در يکي از گرايشهاي تخصصي، و انجام معادل 6 واحد پژوهشهاي انفرادي و ارائه 2 واحد سمينار از مقطع کارشناسي ارشد فارغ التحصيل مي شوند. در اين مرحله در صورتي که ميانگين نمرات دروس مقطع کارشناسي ارشد آنها حداقل 16 باشد، مي توانند در امتحان جامع شرکت کنند و در صورت موفقيت در اين امتحان، وارد مرحله دکتراي تخصصي (D.Ph ) خواهند شد و رسما براي ثبت پايان نامه دکتري اقدام کنند.
به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته نيز براي ورود به مقطع کارشناسي ارشد و دکتري بايد شرايط لازم را داشته باشند، يعني بايد ميانگين معادل بالايي داشته و در آزمون جامع موفق شوند اما در يک آزمون رقابتي شرکت نمي کنند.
توانايي هاي لازم:
رشته بيوتکنولوژي از بين داوطلبان گروه آزمايشي رياضي فيزيک و علوم تجربي دانشجو مي پذيرد چرا که بعضي از گرايشهاي اين رشته به علوم پزشکي و بعضي ديگر از گرايشها به رشته هاي مهندسي مربوط مي شود.
گفتني است که دوره دکتراي مستقيم بيوتکنولوژي، دوره آموزشي خاصي است که مناسب با توانايي هاي دانشجويان سرآمد به صورت پيوسته و فشرده تنظيم شده است و با پذيرش دانشجوياني که از نظر بهره هوشي، قدرت درک و استدلال، توان نوآوري و خلاقيت، خودآموزي و استفاده مناسب از وقت، علاقه و انگيزه شديد به يادگيري و توانايي هاي ذهني و رواني سرآمد همگنان خود هستند، آنان را براي اخذ درجه دکتري در اين رشته آماده مي کنند.
از همين رو نيمي از ظرفيت پذيرش اين رشته به داوطلباني اختصاص دارد که در مرحله ما قبل نهايي المپيادهاي دانش آموزي رياضي، فيزيک، شيمي، کامپيوتر و زيست شناسي پذيرفته شده باشند و نيمي ديگر نيز به داوطلباني که از طريق آزمون سراسري وارد شده و نمره کل آزمون سراسري آنها از 10000 کمتر نباشد. براي مثال در اولين سال ارائه اين رشته، آخرين رتبه قبولي 173 و در سال دوم، آخرين رتبه قبولي 150 بود.
در ضمن از پذيرفته شدگان اين رشته، مصاحبه علمي به عمل مي آيند تا دانشجوياني که واقعا علاقه مند بوده و انگيزه علمي لازم را دارند، وارد اين رشته شوند.
موقعيت شغلي در ايران:
رشته بيوتکنولوژي، يک رشته جديد است و بي شک مدتي زمان خواهد برد تا فارغ التحصيلان آن، جايگاه واقعي خويش را پيدا کنند اما اين به معناي آن نيست که موقعيت شغلي براي فارغ التحصيلان اين رشته مهيا نمي باشد. چون زمينه کار بيوتکنولوژي در داخل کشور مساعد است و براي مثال در حال حاضر عده اي از دانشجويان دوره دکتراي ميکروبيولوژي که در زمينه بيوتکنولوژي ميکروبي مطالعه مي کنند، بر روي آبهاي شور کشور مثل درياچه اروميه که امکان رشد موجودات در آن پيچيده و مشکل است، تحقيق مي کنند تا با بهره گيري از تکنيک هاي بيوتکنولوژي، محيطي مناسب براي رشد موجودات دريايي در داخل آن فراهم آورند.
از سوي ديگر فارغ التحصيلان اين رشته مي توانند به عنوان نيروي انساني متخصص براي مديريت مياني و هدايت امور فني خطوط توليد، مزارع و آزمايشگاهها مشغول به فعاليت شوند.
درسهاي اين رشته در طول تحصيل
دروس مشترک بين گرايشهاي مختلف بيوتکنولوژي:
روانشناسي عمومي، فلسفه عمومي، فلسفه هنر و زيبايي شناسي، فلسفه و روش شناسي علوم، تاريخ علم، روش تحقيق، مباني منطق، منطق رياضي، اصول مباني مديريت صنعتي، آشنايي با قرآن کريم، مباني علم و حقوق و روابط بين الملل، اصول علم اقتصاد، رياضي عمومي، آمار و احتمالات، محاسبات علمي عددي، شيمي عمومي، شيمي آلي، شيمي تجزيه، شيمي فيزيک، مکانيک، الکتريسيته و مغناطيس، موج و حرارت، فيزيک جديد، زيست شناسي عمومي، زيست شناسي سلولي،زيست شناسي مولکولي، ژنتيک عمومي، ژنتيک ميکروارگانيسم ها، اصول مهندسي ژنتيک، ميکروبيولوژي عمومي، ميکروبيولوژي کاربردي، بيوشيمي ساختماني، متابوليسم، روش هاي بيوشيمي و دستگاهها، ايمني شناسي، زيست شناسي پرتوي، اصول مهندسي بيوشيمي، موازنه جرم و انرژي، مکانيک سيالات، انتقال حرات، انتقال جرم، مباني بيوتکنولوژي پزشکي، مباني بيوتکنولوژي مولکولي، مباني بيوتکنولوژي کشاورزي، مباني بيوتکنولوژي محيطي، مقررات زيست ايمني.
دروس تخصصي گرايش بيوتکنولوژي پزشکي:
ايمونوژنتيک، ايمني شناسي سلولي - مولکولي، ژنتيک پزشکي، متابوليت هاي ميکروبي، فاراماکوژنتيک، فرآورده هاي نوترکيب، مهندسي ژنتيک پيشرفته، آنزيمولوژي.
دروس تخصصي گرايش بيوتکنولوژي محيطي و دريايي:
فروشوئي ميکروبي، تصفيه بيولوژيکي فاضلابها، تصفيه بيولوژيکي آلاينده هاي خطرناک، آلودگي دريا و بيوتکنولوژي دريايي، پاکسازي زيستي، مدلسازي و شبيه سازي فرآيندها، معادلات ديفرانسيل، شيمي فيزيک، ميکروبيولوژي محيطي.
دروس تخصصي گرايش بيوتکنولوژي مولکولي:
بيوفيزيک سلولي مولکولي، مهندسي ژنتيک پيشرفته، آنزيمولوژي، ساختمان و عمل پروتئين ها، ساختمان و عمل اسيدهاي نوکلئيک، زيست شناسي مولکول پيشرفته، بيولوژي سلولي- مولکولي تکويني، شيمي فيزيک.
دروس تخصصي گرايش فرآورش زيستي:
مهندسي واکنش هاي شيميايي، فرآيندهاي جداسازي، طراحي راکتورهاي بيوشيميايي(بيوراکتورها)، مباني بيوتکنولوژي تخمير، پديده هاي انتقالي در سيستم هاي بيوشيمي، کنترل فرآيند، طرح و اقتصاد مهندسي، معادلات ديفرانسيل، شيمي فيزيک.
دروس تخصصي گرايش بيوتکنولوژي کشاورزي:
سيتوژنتيک(کلاسيک و نوين)، اصول اصلاح نباتات، اصلاح نباتات پيشرفته، کشت بافت گياهي و کاربردهاي آن، تعيين نقشه ژني گياهي(کلاسيک ونوين)، ژنتيک مولکولي گياهي، روشهاي نوين انتقال ژن به گياهان، آفات و بيماريهاي گياهي، مهندسي ژنتيک پيشرفته.
دروس تخصصي گرايش بيوتکنولوژي ميکروبي:
ميکروبيولوژي محيطي، فيزيولوژي ميکروارگانيسم ها، پديده هاي تخميري، پروتئين ها و پلي ساکاريدهاي ميکروبي، بيوتکنولوژي غذايي، بيوتکنولوژي آرکي باکترها، آنتي بيوتيکها، بيوتکنولوژي قارچ ها.
پاسخ : معرفی کامل رشته بیوتکنولوژی.موقعیت شغلی وبازار کار
گستردگي‌و تنوع كاربردهاي بيوتكنولوژي، تعريف و توصيف آن را كمي مشكل و نيز متنوع‌ساخته است. برخي آن را مترادف ميكروبيولوژي صنعتي و استفاده از ميكروارگانيسم‌ها مي‌دانند و برخي آن را معادل مهندسي ژنتيك تعريف مي‌كنند به‌همين دليل در اينجا مختصراً اشاره‌اي به تعاريف متفاوت ازبيوتكنولوژي مي‌كنيم كه البته داراي وجوه اشتراك زيادي نيز هستند:
• بيوتكنولوژي مجموعه‌اي از متون و روشها است كه براي توليد، تغيير و اصلاح‌فراورده‌ها، به‌نژادي گياهان و جانوران و توليد ميكروارگانيسم‌ها براي‌كاربردهاي ويژه، از ارگانيسم‌هاي زنده استفاده مي‌كند.
• كاربرد روشهاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك(ميكروارگانيسم ها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيمها) براي توليد كالاها وخدمات در كشاورزي، صنايع غذائي و دارويي و پزشكي
• مجموعه‌اي از فنون و روشها كه در آن از ارگانيسم‌هاي زنده يا قسمتي از آنها در فرايندهاي توليد، تغيير و بهينه‌سازي گياهان و جانوران استفاده مي‌شود.
• كاربرد تكنيكهاي مهندسي ژنتيك در توليد محصولات كشاورزي، صنعتي، درماني و تشخيص باكيفيت بالاتر و قيمت ارزانتر و محصول بيشتر و كم خطرتر.
• استفاده از سلول زنده يا توانائيهاي سلول‌هاي زنده يا اجزاي آنها و فرآوري‌و انتقال آنها به‌صورت توليد در مقياس انبوه
• بهره‌برداري تجاري از ارگانيسم‌ها يا اجزاي آنها
• كاربرد روشهاي مهندسي ژنتيك در توليد يا دستكاري ميكروارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها
• علم رام‌كردن و استفاده از ميكروارگانيسم‌ها در راستاي منافع انسان‌تعاريف بالا از بيوتكنولوژي هركدام به‌تنهائي توصيف كاملي از بيوتكنولوژي‌نيست ولي با قدر مشترك گرفتن از آنها مي‌توان به تعريف جامعي ازبيوتكنولوژي دست يافت.
براستي چرا چنين است؟ هرچند كه با مرورزمان دانشمندان به مفاهيم مشتركي در مورد تعريف بيوتكنولوژي نزديك شده‌اند اما چرا هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه‌اي از بيوتكنولوژي ارائه مي‌دهدكه درجاي خود نيز مي‌تواند صحيح باشد (نه الزاماً جامع).
علت اين حقيقت را بايد درماهيت بيوتكنولوژي‌جست. بيوتكنولوژي همانند زيست شناسي، ژنتيك يا مهندسي بيوشيمي يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمرو آنرا بسادگي تعريف كرد. بيوتكنولوژي شامل حوزه‌اي مشترك از علوم مختلف است كه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم با يكديگر به وجود آمده است. بيوتكنولوژي معادل زيست شناسي مولكولي، مهندسي ژنتيك، مهندسي شيمي يا هيچ يك از علوم سنتي و مدرن موجود نيست؛ بلكه پيوند ميان اين علوم در جهت تحقق بخشيدن به توليد بهينه يك محصول حياتي (زيستي) يا انجام يك فرآيند زيستي به روشهاي نوين و دقيق با كارآئي بسيار بالا مي‌باشد.
بيوتكنولوژي را مي‌توان به درختي تشبيه كرد كه ريشه‌هاي تناور آنرا علومي بعضاً با قدمت زياد مانند زيست شناسي به ويژه زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، ميكروبيولوژي، بيوشيمي، ايمونولوژي، شيمي، مهندسي شيمي، مهندسي بيوشيمي، گياه‌شناسي، جانورشناسي، داروسازي، كامپيوتر و ... تشكيل مي‌دهند ليكن شاخه‌هاي اين درخت كه كم و بيش به تازگي روئيدن‌گرفته‌اند و هرلحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به‌وجود مي‌آورند بسيارمتعدد و متنوع بوده كه فهرست كردن كامل آنها در اين نوشته را ناممكن‌مي‌سازد.
تقسيم‌بندي بيوتكنولوژي به شاخه‌هاي مختلف‌نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌كند و در رايجترين تقسيم‌بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتكنولوژي استفاده مي‌كنند و نام شاخه‌اي از بيوتكنولوژي را بدين‌ترتيب وضع مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي‌پزشكي كه از تلاقي بيوتكنولوژي با علم پزشكي بوجود آمده است يا بيوتكنولوژي كشاورزي كه كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي را نشان مي‌دهد.
بدين‌ترتيب مي‌توان از بيوتكنولوژي داروئي Pharmaceutical Biotechnology بيوتكنولوژي‌ميكروبيMicrobial Biotechnology، بيوتكنولوژي دريا Marine Biotech، بيوتكنولوژي قضائي يا پزشكي قانوني Forensic Biotech، بيوتكنولوژي محيطي Environmental Biotech، بيوتكنولوژي غذائي food and stuffBiotechnology بيوانفورماتيك Bioinformatics، بيوتكنولوژي صنعتي Industrial، بيوتكنولوژي نفت ...... بيوتكنولوژي تشخيصي و ... نام برد. اين شاخه‌هاي متعدد در عمل همپوشاني‌ها و پيوندهاي متقاطع زيادي دارند و باز بدليل ماهيت همه جانبه بودن بيوتكنولوژي نمي‌توان در اين مورد نيز به طور قطع محدوده‌هائي را براي آن ها تعيين نمود.
گستردگي كاربرد بيوتكنولوژي در قرن بيست ويكم بحدي است كه، اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط‌زيست، آموزش، كشاورزي،صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت تأثير شگرف خود قرار خواهد داد. بهمين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يكم را قرن بيوتكنولوژي‌نامگذاري كرده‌اند.
تاريخچه‌بيوتكنولوژي‌ريشه در تاريخ دارد و تكوين آن از سالهاي بسيار دور آغاز شده تابحال ادامه‌يافته است.
درتقسيم‌بندي زماني مي‌توان سه‌دوره براي تكامل بيوتكنولوژي قائل شد.
1) دورة تاريخي كه بشر با استفاده ناخودآگاه از فرآيندهاي زيستي به توليدمحصولات تخميري مانند نان، مشروبات الكلي، لبنيات ترشيجات و سركه و غيره‌مي‌پرداخت. در شش هزار سال قبل از ميلاد مسيح، سومريان و بابليها از مخمرها در مشروب‌سازي استفاده كردند. مصريها در چهار هزار سال قبل با كمك مخمر و خميرمايه نان مي‌پختند. در اين دوران فرآيندهاي ساده و اوليه بيوتكنولوژي وبويژه تخمير توسط انسان بكار گرفته مي‌شد.
2) دوره اوليه قرن حاضر كه با استفاده آگاهانه از تكنيكهاي تخمير و كشت‌ميكروارگانيسم‌ها در محيط‌هاي مناسب و متعاقباً استفاده از فرمانتورها در توليدآنتي‌بيوتيكها، آنزيمها، اجزاء مواد غذائي، مواد شيميائي آلي و ساير تركيبات، بشر به گسترش اين علم مبادرت ورزيد. در آن دوره اين بخش از علم نام‌ميكروبيولوژي صنعتي بخود گرفت و هم‌اكنون نيز روند استفاده از اين فرآيندها در زندگي انسان ادامه دارد. ليكن پيش‌بيني مي‌شود به تدريج با استفاده ازتكنيكهاي بيوتكنولوژي نوين بسياري از فرآيندهاي فوق نيز تحت تأثير قرارگرفته و به‌سمت بهبودي و كارآمدي بيشتر تغيير پيدا كنند.
3) دوره نوين بيوتكنولوژي كه با كمك علم ژنتيك درحال ايجاد تحول در زندگي‌بشر است. بيوتكنولوژي نوين مدتي است كه روبه توسعه گذاشته و روز بروز وسعت بيشتري به خود مي‌گيرد. اين دوره زماني از سال 1976 با انتقال‌ژنهائي از يك ميكروارگانيسم به ميكروارگانيسم ديگر آغاز شد. تا قبل از آن‌دانشمندان در فرآيندهاي بيوتكنولوژي از خصوصيات طبيعي و ذاتي (ميكرو) ارگانيسم‌ها استفاده مي‌گردند ليكن در اثر پيشرفت در زيست‌شناسي مولكولي وژنتيك و شناخت عميق‌تراجزاء و مكانيسم‌هاي سلولي و مولكولي متخصصين‌علوم‌زيستي توانستند تا به اصلاح و تغيير خصوصيات (ميكرو) ارگانيسم‌ها بپردازندو(ميكرو) ارگانيسم‌هائي باخصوصيات كاملاً جديد بوجود آوردند تا با استفاده ازآنها بتوان تركيبات جديد را بامقادير بسيار بيشتر و كارائي بالاتر توليد نمود.
مقطع دکترای بیـوتکنولـوژی داروئی:
تعریف و اهداف
دوره دکتری (.Ph.D) رشته بیـوتکنولـوژی (گرایش داروئی)، بالاترین مقطع تحصیلی در این رشته می باشد که به اعطاء مدرک می‌انجامد و مجموعه‌ای هماهنگ از فعالیت‌های پژوهشی و آموزشی است که به منظور نیل به اهداف مشروحه زیر برقرار گردیده است:
الف : تربیت نیروی انسانی و متخصص و متبحر در رشته بیوتکنولوژی (گرایش داروئی) به منظور رفع نیازهای آموزشی و پژوهشی دانشکده‌های داروسازی و مراکز پژوهشی کشور.
ب : تربیت نیروی انسانی متخصص و مجرب برای صنایع داروسازی کشور جهت تولید و کنترل مواد اولیه داروئی بیولوژیک به منظور خود کفایی کشور.
نقش و توانایی
نقش فارغ‌التحصیلان این رشته در جهت فعالیت‌های آموزشی، پژوهشی و خدماتی در زمینه‌های مختلف این رشته از قبیل تولید مواد اولیه داروئی، تولید مواد بیولوژیک، کنترل بیولوژیک داروها، بدست آوردن مواد اولیه بیـولـوژیک جدید از سلـول‌های حیـوانی، قـارچ ها، باکتـری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها می‌باشد.
شرایط ورود
داشتن دانشنامه دکتری حرفه‌ای داروسازی
قبولی در امتحان ورودی پذیرش دستیار دوره بیوتکنولوژی (گرایش داروئی)
امتحان ورودی از دروس زیر انجام خواهد شد :
میکروب شناسی ۲۰%
ایمونولوژی ۲۰%
بیوشیمی و بیولوژی ملکولی ۳۰%
بیوتکنولوژی ۳۰%
شکل برنامه و واحدهای درسی
طول مدت مجاز تحصیل در دوره دکتری (Ph.D) رشته بیوتکنولوژی (گرایش داروئی) برای دانشجویان تمام وقت، ۴/۵ سال است که شامل دو مرحله آموزشی و پژوهشی می‌باشد. مرحله آموزشی از زمان پذیرفته شدن دانشجو در امتحان ورودی آغاز می‌شود و دانشجو پس از طی دوره آموزشی و گذراندن امتحان جامع وارد مرحله پژوهشی می‌گردد . طول مدت مجاز مرحله آموزشی ۴ نیمسال است. طول هر نیمسال تحصیلی ۱۷ هفته کامل بوده و حداقل زمان لازم برای هر واحد نظری نیز یک ساعت در هفته می‌باشد. مرحله پژوهشی پس از قبولی داوطلب در امتحان جامع آغاز شده و با تدوین رساله و دفاع از آن پایان می‌پذیرد. دانشجو می‌تواند تحقیقات اولیه مرحله پژوهشی را در مرحله آموزشی آغاز نماید ولی ثبت نام رسمی برای رساله، منوط به موفقیت او در امتحان جامع است. سایر مقررات طبق آخرین آئین نامه آموزشی دوره دکتری (Ph.D) شورای عالی برنامه‌ریزی می‌باشد.
- تعداد واحدهای درسی :
دانشجوئی که برای دکتری (Ph.D) ثبت نام می کند موظف است ۳۰ واحد درسی جدول (الف) را در مدت مجاز دوره با موفقیت بگذراند. تعداد واحدهای رساله در مرحله پژوهشی ۲۰ واحد است و مجموع واحدهای آموزشی و پژوهشی ۵۰ واحد خواهد بود.
ضرورت و اهمیت بیوتکنولوژی، روش جدید بدست آوردن بسیاری از داروهاست که به سرعت در حال گسترش در تمامی علوم و علی‌الخصوص داروسازی می‌باشد. با توجه به گسترش دانشکده‌های داروسازی در سراسر کشور (۱۰ دانشکده) و تشکیل دوره‌های تخصصی داروسازی و نیاز به متخصصین رشته بیوتکنولوژی (گرایش داروئی) برای تدریس واحدهای درسی عمومی و تخصصی این رشته و همچنین با توجه به سیاست های دولت جمهوری اسلامی ایران در زمینه خودکفایی در تولید مواد اولیه داروئی و توجه به این واقعیت که در حال حاضر حدود %۵۰ مواد اولیه داروئی وارداتی کشور محصول مستقیم و یا مشترک بیوتکنولوژی می باشند و تمامی پیش بینی ها نشان دهنده این امر است که در سال ۲۰۱۰، این میزان به حدود ۷۰ % خواهد رسید، دوره دکتری (Ph.D) بیوتکنولوژی (گرایش داروئی) به منظور رفع کمبودها و تأمین نیروی انسانی ماهر برای دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی صنایع داروئی ارائه می گردد.
پاسخ : معرفی کامل رشته بیوتکنولوژی.موقعیت شغلی وبازار کار
( کلیاتی در باره رشته زیست فناوری )
زیست فناوری از جمله واژه‌های پر سرو صدای سالهای اخیر است. این واژه را درست یا نادرست به مفهوم همه چیز برای مردم بکار می‌برند. زیست فناوری را در یک تعریف کلی به کارگیری اندامگان یا ارگانیسم یا فرآیندهای زیستی در صنایع تولیدی یا خدماتی دانسته‌اند. تعریف ساده این پدیده نوین عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیست شیمی، میکروب شناسی و فناوریهای تولید را در سیستم های زیستی به دلیل استفاده‌ای که در سرشت بین رشته‌ای علوم دارند مطالعه می‌کنند.
در تعریف دیگر زیست فناوری را چنین تشریح کرده‌اند:
فنونی که از موجودات زنده برای ساخت یا تغییر محصولات، ارتقا کیفی گیاهان یا حیوانات و تغییر صفات میکروارگانیسم ها برای کاربردهای ویژه استفاده می‌کند.
زیست فناوری به لحاظ خصوصیات ذاتی خود دانشی بین رشته‌ای است. کاربرد اینگونه دانشها در مواردی است که ترکیب ایده‌های حاصل در طی همکاری چند رشته به تبلور قلمرویی با نظام جدید می انجامد و زمینه‌ها و روش شناسی خاص خود را دارد و در نهایت حاصل بر هم کنش بخشهای گوناگون زیست شناسی و مهندسی است. زیست فناوری در اصل هسته‌ای مرکزی و دارای دو جزء است:
یک جزء آن در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرآیند یا عملکرد ویژه است.
جزء دیگر سیستم یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل می‌کنند.
پیدایش زیست فناوری
سابقه استفاده از میکرو ارگانیسم ها برای تولید مواد خوراکی نظیر سرکه، ماست و پنیر به بیش از 8 هزار سال قبل بر می‌گردد. نقش میکرو ارگانیسم ها در تولید الکل و سرکه در قرن پیش زمانی کشف شد که گروهی از بازرگانان فرانسوی در جست و جوی روشی بودند تا از ترش شدن شراب و آبجو ضمن حمل آنها با کشتی به نقاط دور جلوگیری کنند. آنان از لویی پاستور تقاضای کمک کردند. لویی پاستور پی برد که مخمرها در خلا قند را به الکل تبدیل می‌کنند. این فرآیند بی هوازی 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.
لویی برای از بین بردن این مشکل فرآیند پاستوریزه کردن را موثر دانست که عبارت بود از:
گرمایش نوشیدنی ها نظیر شیر یا غذاهای جامد نظیر پنیر یا گوشت حیوانات وحشی به منظور از بین بردن میکرو ارگانیسم های مضر یا غیر ضروری و یا تعیین سرعت تخمیر از طریق اعمال حرارت معین.
پاستور همزمان با این موضوع میکروبیولوژی کاربردی را پایه گذاری کرد و دریافت که بسیاری از میکرو ارگانیسم ها اگر چه در انسان و سایر موجودات زنده ایجاد بیماری می‌کنند یکی از مهمترین عوامل تغییر مواد در طبیعت هستند.
پنی سیلین و تولید مواد اولیه شیمیایی
پنی‌سیلین آنتی بیوتیکی است مشتق از کپک پنی سیلیوم نوتاتوم که برای درمان عفونتهای ناشی از انواع گوناگون باکتریها بکار می‌رود. از کشت سطحی پنی سیلیوم نوتاتوم پنی سیلین بدست می‌آید. این فرآیند نه تنها پر زحمت است بلکه به دلیل استعداد آلودگی کشتها میزان تولید پنی سیلین را کاهش می‌دهد. ضرورت و نیاز کار در شرایط سترون منجربه توسعه راکتورهای مخزنی همزن دار شد که تا امروز به عنوان برترین روش کشت میکروبها در مقیاس وسیع بشمار می‌رود.
با کشف قابلیت میکروبها در تولید آنتی بیوتیکها و درک کاربرد بالینی پنی سیلین، توجه شرکتهای داروسازی بطور جدی به تولید آنتی بیوتیکها جلب شد. به منظور افزایش پتانسیل پادزیستی آنتی بیوتیکها بر حوزه وسیعی از میکرو ارگانیسم ها لازم است که تحقیقات گسترده‌ای بر تولید آنتی بیوتیکهای جدید صورت گیرد. بنابراین استفاده از میکرو ارگانیسم های به نژاد شده دراین زمینه مفید خواهد بود.
مهندسی ژنتیک و زیست فناوری نوین
در دهه 1980، زیست فناوری پیشرفت چشمگیری داشت که از قابلیت اتصال مولکولهای جدا شده از منابع مختلف در محیط آزمایشگاه نشات می‌گرفت. این اتصال ژن را در DNA دست ورزی ژنتیکی می‌نامند و چون پژوهشگر به نوترکیبی تناوب ژنی که از قبل وجود داشته می‌پردازد تا ترکیب جدید را بوجود آورد آن را نوترکیبی DNA نیز می‌نامند. فناوری نوترکیبی DNA، بیشتر در زمینه تولید پروتئینها کاربرد تجاری داشته است. این فناوری قادر است بسیاری از پروتئینهایی را که فرآورده‌های بی واسطه یک ژن هستند و اساسا اهمیت درمانی دارند تولید کند. امروزه قابلیت اتصال ژنها انقلابی در صنایع بر پا کرده است و ثمره آن توسعه بی‌شمار فرآورده‌های جدید و بهبود فرآیندهای شناخته شده فعلی است.
مواد اولیه زیست فناوری
بیوماس (زیست توده)
بیوماس یک منبع انرژی تجدید شونده است که از طریق سوزاندن مستقیم آن با سیستمهای هضم کننده بی هوازی، تقطیر تخریبی، تبدیل به گاز، هیدرولیز شیمیایی و زیست شناسی می‌توان از آن به عنوان منبع مستقیم انرژی و یا ترکیبات حامل انرژی استفاده کرد.
مواد خام طبیعی
خاستگاه مواد طبیعی، کشاورزی و جنگل داری است.این مواد اساسا نوعی کربوهیدرات با ترکیبات پیچیده گوناگون شامل قند، نشاسته، سلولز و لیگنین هستند. مواد خام حاوی قند مانند نیشکر و چغندر فراوان ترین نوع مواد خام برای فرآورده‌های زیست فناوری به شمار می‌رود.
دسترسی به فرآورده های فرعی
اهداف اصلی زیست فناوری، بهبود مدیریت و استفاده از مقادیر عظیم پسماند آلی است که در سراسر جهان یافت می‌شود. استفاده از این پسماندها یکی از منابع آلودگی را از بین خواهد برد و مهمتر از آن با بکارگیری فرآیندهای زیست فناوری این پسماندها به صورت فراورده های فرعی مفید قابل استفاده خواهند بود.
مثالهایی از کاربرد زیست فناوری
در زمینه کاربردهای بیوتکنولوژی می‌توان به دو مثال زیر اشاره کرد:
1- تولید هورمون پروتئینی انسولین با استفاده از سلولهای باکتری: ژن کد کننده این هورمون با استفاده ار تکنیکهای جدید در داخل پلاسمیدهای ویژه‌ای به درون باکتریها انتقال یافته و بیان می‌شوند. در مرحله بعد می‌توان پروتئین مورد نظر را که توسط باکتریها بطور انبوه تولید می‌شود استخراج کرد و پس از خالص سازی در اختیار بیماران دیابتی قرار داد.
2- تولید گیاهان مقاوم به حشرات: امروزه مشخص شده است که پروتئینهای خاصی که از باکتری باسیلوس توریژنسیس استخراج می‌شود به دستگاه گوارش حشرات چسبیده و مانع جذب مواد غذایی می‌شود. در واقع پروتئینهای این باکتری برای حشرات سمی هستند. ژنهای کد کننده این پروتئینها را استخراج کرده و به ژنوم گیاهان مهم کشاورزی می‌افزایند. با بیان این ژن در داخل گیاهان این پروتئین سمی برای حشرات تولید می‌شود. حشراتی که به گیاه حمله کنند توسط این پروتئین از بین خواهند رفت.
http://b2n.ir/76447
