تقانة حيوية

التقانة الحيوية إنگليزية: Biotechnology هي تطبيق المعلومات المتعلقة بالمنظومات الحية بهدف استعمال هذه المنظومات أو مكوناتها في الأغراض الصناعية. أي أنها تقانة مستندة على علم الأحياء، خصوصاً عندما تستعملَ في الزراعة، علم الغذاء، والطب.

استُعمل مصطلح التقانة الحيوية لأول مرة من قبل الاقتصادي الزراعي المجري كارل إيركي سنة 1919 ليعني به "كل خطوط العمل المؤدية إلى منتجات، ابتداءً من المواد الأولية بمساعدة كائنات حية"[1].

Brewing was an early application of biotechnology

توسع التعريف مؤخراً ليشمل إنتاج مواد بمساعدة كائنات حية كالأنزيمات والكتلة الحيوية، ثم تم تضييق التعريف ليركز على تقانات جديدة بدلاً من عمليات الإنتاج التقليدية. مؤخراً، بدأت بعض التقانات الحيوية تستغني عن الكائنات الحية مثل في تقنية مصفوفة دنا صغيرة DNA microarray أو تقنية العناصر المشعة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تطبيقات

A rose plant that began as cells grown in a tissue culture

التكنولوجية الحيوية لديها العديد من التطبيقات على سبيل المثال:

الطب

العلاج الجيني بالانجليزية : Gene therapy أي معالجة الأمراض الوراثية في البشر باستخدام التكنولوجية الحيوية في نقل وتعديل الجينات المعطوبة.

بالإضافة إلى إمكانية زرع أعضاء جديدة باستخدام المحتوى الوراثي لخلية المريض بدلا من أن ينقل له عضو من متبرع أو من ميت.

إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى للفرد إنگليزية: pharmacogenomics أو ما يعرف بعلم الصيدلة الجيني.

التعامل في قضايا اثبات النسب وفي الطب الشرعى بوحدات الDNA في الجانب الجنائي من القضايا للكشف عن هوية المجرم عن طريق البصمة الوراثية، بالإضافة إلى فحوصات ما قبل الزواج لمعرفة إحتمالية الإصابة بالأمراض في الأجيال القادمة.

الكائنات الدقيقة..

تستخدم الكائنات الدقيقة (خاصة البكتريا والفيروسات) على نطاق واسع في مشروعات التكنولوجيا حيوية على سبيل المثال:

Pharmacogenomics

DNA Microarray chip – Some can do as many as a million blood tests at once

Pharmaceutical products

Computer-generated image of insulin hexamers highlighting the threefold symmetry, the zinc ions holding it together, and the histidine residues involved in zinc binding.

-إنتاج البروتينات كالانسولين البشرى(humo insulin)

-استخدام البكتريا في إنتاج الاسمدة الحيوية(bio fertilizers) بدلاً من استخدام الاسمدة الكيماوية.

-في تنقية المياة من الملوثات.

-التخلص من المخلفات العضوية.

-تصنيع المركبات الكيميائية المستخدمة في العقاقير.

-استخدام الكائن الدقيق كناقل لبعض الجينات التي تحمل الصفات المرغوبة.

اختبار جيني

Gel electrophoresis

الاختبار الجيني involves the direct examination of the DNA molecule itself. A scientist scans a patient’s DNA sample for mutated sequences.

أسئلة مثيرة للجدل

The bacterium Escherichia coli is routinely genetically engineered.

العلاج الجيني

Gene therapy using an Adenovirus vector. A new gene is inserted into an adenovirus vector, which is used to introduce the modified DNA into a human cell. If the treatment is successful, the new gene will make a functional protein.

مشروع الجينوم البشري

صورة تناسخ الدنا من مشروع الجينوم البشري (HGP)

الاستنساخ

الزراعة

على الصعيد الزراعى فتح مجال التكنولوجية الحيوية أفاقًا واسعة جدًا في الإنتاج النباتى.

-إمكانية نقل جينات بعض الصفات المرغوبة (مثل تحمل درجة الحرارة ونقص المياه من نباتات صحراوية) إلى نباتات أخرى.

-التحكم في أحجام وأشكال الثمار والنباتات بشكل عام (زيادة الحجم وتغيير اللون والشكل حسب الرغبة).

-إمكانية رفع القيمة الغذائية لمحصول ما بإضافة بعد الصفات الوراثية من محاصيل أخرى.

-مضاعفة كميات المحاصيل الناتجة واختزال الوقت اللازم للنمو وبالتالى المساعدة على القضاء على المجاعات وارتفاع أسعار الغذاء.

-إنتاج وقود حيوي.

Biological engineering

Bioremediation and biodegradation

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

فروع

هناك تصنيف آخر لمجالات التكنولوجيا الحيوية.

تقانة حيوية حمراء إنگليزية: Red Biotechnology

وهي التكنولوجيا الحيوية في المجال الطبى، من أمثلتها إنتاج المضادات الحيوية من الكائنات الحية واستخدام الهندسة الوراثية لمعالجة الأمراض وفي منابلة الجينات وكذلك إمكانية إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجيني لفرد ما.

تقانة حيوية خضراء إنگليزية: Green Biotechnology

وهي التكنولوجيا الحيوية في المجال الزراعى، من أمثلتها إنتاج النباتات المعدلة وراثيًا ذات الفوائد العدة كما أخبرنا من قبل باستخدام زراعة الانسجة أو غيرها، المبيدات الحشرية غير الكيميائية، الاسمدة الحيوية..

تقانة حيوية بيضاء إنگليزية: White Biotechnology

من أكثر المجالات انتشارا وقد ادخلت العديد من التعديلات على صناعات قديمة (كالورق والبلاستيك) وهي المعروفة أيضًا بالتكنولوجيا في المجال الصناعي ،من أمثلتها استخدام الكائنات الحية لإنتاج مواد كميائية مطلوبة للاستخدام التجارى حيويًا بدلاً من إنتاجها صناعيًا وتشمل أيضًا التصنيع الدوائي وإنتاج الفيتامينات هناك أيضًا المعالجة الخاصة للأنسجة والجلود، إنتاج البلاستيك القابل للتحلل العضوى..

تقانة حيوية زرقاء إنگليزية: Blue Biotechnology هذا المجال هو التكنولوجيا الحيوية التي تتعامل مع عالم البحار والكائنات البحرية، وليس في هذا الفرع الوليد على الساحة العربية تطبيقات رائدة تُذكر حتى الآن..