Biotechnologia jest nauką interdyscyplinarną, która łączy wiedzę oraz umiejętności z zakresu biologii (często mikrobiologii), chemii, fizyki, informatyki i nauk inżynieryjnych. Umożliwia wykorzystanie organizmów, ich części lub metabolitów w celach diagnostycznych i produkcyjnych.

Biotechnologia molekularna jest dyscypliną naukową, która korzysta z dorobku wielu dziedzin: genetyki, mikrobiologii, biochemii, informatyki oraz nauk inżynieryjnych. Opiera się na wykorzystaniu biokatalizatorów i enzymów modyfikowanych na drodze inżynierii genetycznej i biologii molekularnej, analizuje molekularne podłoże funkcjonowania organelli komórkowych i całych komórek oraz zajmuje się modyfikacjami genetycznymi komórek, w celu nadania im określonych właściwości.

Więcej o biotechnologii molekularnej w e‑materiałach:

• Enzymy stosowane w biotechnologii molekularnejPj6jLBI6qEnzymy stosowane w biotechnologii molekularnej;

• Analiza restrykcyjna i elektroforeza DNADHtpqGNvPAnaliza restrykcyjna i elektroforeza DNA;

• Sondy molekularne i hybrydyzacja DNAP13CO68KjSondy molekularne i hybrydyzacja DNA;

• Wektory genetycznePZrQkzhBdWektory genetyczne;

• Łańcuchowa reakcja polimerazyP1HrrXrstŁańcuchowa reakcja polimerazy;

• Sekwencjonowanie DNAPl0UNZMxbSekwencjonowanie DNA;

• Klonowanie DNAP167J44LAKlonowanie DNA;

• Tworzenie zrekombinowanego DNAPbOTu3OPsTworzenie zrekombinowanego DNA;

• Cel uświęca środkiP1EiaffEECel uświęca środki;

• Biblioteki genomowe i cDNAP4Y8Ypc5ZBiblioteki genomowe i cDNA;

• Diagnostyka molekularna chorób genetycznychDxGtyxu31Diagnostyka molekularna chorób genetycznych;

• Procedura terapii genowejP17aVdnfSProcedura terapii genowej;

• Terapia genowa i poradnictwo genetycznePZ8geFH15Terapia genowa i poradnictwo genetyczne;

• Ustalanie profilu genetycznegoP17O4eic5Ustalanie profilu genetycznego;

• Barkoding DNAP89VSyohiBarkoding DNA.

R1Da90xKphVFj1

Zdjęcie mikroskopowe przedstawia pałeczki Escherichia coli. Są one podłużne, wybarwione na czerwono. Skupione w większych grupach.

Biotechnologia molekularna należy do trzech – obok informatyki i telekomunikacji – najbardziej perspektywicznych dziedzin przemysłu XXI wieku. Biotechnologia molekularna jest szeroką dyscypliną, w której procesy biologiczne, organizmy, komórki lub składniki komórkowe są wykorzystywane do wytwarzania lub modyfikowania produktów bądź procesów w określonych celach. Metody i produkty opracowane przez biotechnologów są wykorzystywane w badaniach naukowych, rolnictwie, przemyśle i medycynie. Najpowszechniejsze obszary zastosowania biotechnologii  molekularnej stanowią medycyna i przemysł, w tym produkcja żywności i leków, a także ochrona środowiska.

Rozwój biotechnologii molekularnej stwarza szansę poprawy życia zdrowotnego i ekonomicznego człowieka. Jednak postępy badań naukowych oraz prac wdrożeniowych wymagają akceptacji społeczeństwa.

Genomika

Genomika to nauka zajmująca się badaniem całego genomu danego organizmu w celu:

• poznania wszystkich jego genów (genomu);

• identyfikacji produktów ekspresji tych genów, czyli białek i RNA;

• poznania mechanizmów regulacji genetycznej.

Proteomika

Proteomika to nauka badająca wszystkie białka danej komórki lub organizmu (czyli proteom) w celu ich zidentyfikowania, poznania ich roli, struktury trójwymiarowej, wzajemnych relacji i rozmieszczenia w cytozolu i organellach komórkowych. Niezwykle istotne jest także scharakteryzowanie białek w chorych komórkach, ponieważ wiedzę tę można wykorzystać w medycynie, np. poznanie kształtu białka charakterystycznego dla danego typu nowotworu pozwoli na zaprojektowanie lekarstwa, które będzie mogło wiązać się z miejscami aktywnymi tego białka, unieszkodliwiając je. Do 2023 r. wyprodukowano ok. 500 różnych leków nakierowanych na konkretne białka. Szacuje się, że potrzebnych będzie 10–20 tys. takich leków.

Perspektywy rozwoju biotechnologii molekularnej są bardzo szerokie. Przewiduje się, że w przyszłości posłuży ona do:

• rozwoju terapii genowych polegających na wszczepianiu do komórek obcych kwasów nukleinowych,

• terapii chorób, które obecnie określa się jako choroby nieuleczalne,

• tworzenia bardziej skutecznych i mniej szkodliwych biofarmaceutyków,

• wykorzystania hodowli komórek macierzystych w leczeniu chorób serca, udaru mózgu czy stwardnienia rozsianego, a nawet do produkcji narządów wszczepianych chorym,

• wytwarzania na szeroką skalę biomateriałów (biodegradowalnych tworzyw) oraz biopaliw z odnawialnych surowców (takich jak etanol, biodiesel, biogaz czy też sama biomasa),

• zmniejszenia problemu głodu na świecie poprzez zwiększenie ilości i jakości plonów.

Słownik