Biotechnologia

Biotechnologia to interdyscyplinarna dziedzina wiedzy korzystająca ze zdobyczy nauk przyrodniczych oraz nauk o charakterze inżynieryjnym. Naukami wchodzącymi w skład biotechnologii są: inżynieria genetyczna, immunologia, biologia molekularna, anatomia, chemia organiczna oraz wiele innych.

Ogólny podział nauk biotechnologicznych obejmuje biotechnologię roślin, zwierząt, żywności oraz rzadziej biotechnologię dotyczącą leków czy innych. Mix nauk przyrodniczych i inżynieryjnych ma na celu wykorzystanie organizmów żywych w produkcji i usługach. Jedną z najistotniejszych ról w biotechnologii odgrywa kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) będący nośnikiem informacji genetycznej. Kwas dezoksyrybonukleinowy nazywany również cząsteczką życia składa się zarówno z miejsc kodujących białka jak i miejsc, które ich nie kodują.

Geny są to takie obszary DNA, które w wyniku ekspresji ulegają przepisaniu przez białko enzymatyczne zwane polimerazą DNA na RNA, będące tak na prawdę cząsteczka amtrycową. Matrycowe RNA przenika z jądra komórkowego do cytoplazmy. Warto wspomnieć, że proces przepisywania DNA na RNA nazywa się transkrypcją. Matrycowy RNA (mRNA) zostaje następnie poddany wewnątrz komórkowej ?obróbce?. W wyniku tego procesu introny zostają wycięte, a pozostawione zostają kodujące egzony. Następnie ma miejsce translacja czyli przepisanie matrycowego RNA na białka. W trakcie tego procesu kluczową rolę odgrywają tRNA oraz rybosomy. Nić mRNA wnika pomiędzy dwie jednostki rybosomów.

W następnej kolejności cząsteczkinici tRNA przyłączają się do komplementarnych kodonów w mRNA. W ten oto sposób z genu powstaje nowe białko. Oczywiście takie białko również ulega dodatkowym reorganizacjom. Biotechnologia bada każdy etap ekspresji genów za pomocą konkretnych technik molekularnych. DNA poddaje się analizie za pomocą reakcji PCR (Polymerase Chain Reaction), w której następuje lawinowy wzrost liczby cząsteczek DNA w specjalnie do tego przystosowanych warunkach.

Reakcja PCR zachodzi najczęściej w kilkudziesięciu cyklach, które które z kolei skłądają się z trzech podstawowych etapów: denaturacji matrycy, anillingu i elongacji. Matryca w postaci DNA ulega procesowi amplifikacji z udziałem enzymu ? termostabilnej polimerazy Taq, która pochodzi z bakterii Thermus aquaticus lub polimeraza Pfu z bakterii Pyrococcus furiosis. Kwas rybonukleinowy bada się bardzo często z zastosowaniem modyfikacji reakcji PCR, zwanej RT-PCR. Technika ta pozwala na przepisanie totalnego lub matrycowego RNA na dużo bardziej stabilne DNA, a następnie na amplifikację DNA zgodnie z regułami opisanego wcześniej PCR.
Biotechnologia to niesamowita dziedzina nauki. Naświetlone wyżej rzeczy to zaledwie niewielki ułamek jej pasjonujących.

Artykuły tematyczne:

• GBE Polska