كاربردهاي بيوتكنولوژي در کشاورزی (docx) 27 صفحه
دسته بندی : تحقیق
نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحات: 27 صفحه
قسمتی از متن Word (.docx) :
كاربردهاي بيوتكنولوژي
كاربردهاي بيوتكنولوژي كاربردهاي بيوتكنولوژي بقدري وسيع است كه تقريباً تمام جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت تأثير قرارداد و خواهد داد. به‌نحوي كه حدس زده مي‌شود در آينده نزديك كنار اكثر نامهاي رايج علوم و فنون يك كلمة «بيو» يا «بيوتك» هم اضافه شود كه نشانه تأثير اين علم بر آن رشته مي‌باشد. كاربرد بيوتكنولوژي در كشاورزي يا بيوتكنولوژي كشاورزي « Agbiotech »: عمده‌ترين كاربردهاي بيوتكنولوژي در كشاورزي را مي‌توان به دسته‌هاي زير تقسيم كرد. ـ ايجاد گياهان مقاوم به حشرات و آفتها ـ ايجاد گياهان تحمل كننده علفكشها ـ ايجاد گياهان مقاوم به بيماريهاي ويروسي و قارچي ـ ايجاد گياهان مقاوم به شرايط سخت مانند سرما، گرما و شوري ـ ايجاد گياهان داراي ارزشهاي غذائي ويژه ـ ايجاد گياهان داراي خاصيت درماني ـ پيشگيري ـ ايجاد گياهان داراي خصوصيت متابوليكي تغيير يافته مانند رشد سريع و راندمان كشت بالاتر ـ ايجاد گياهان و ميوه‌هاي داراي زمان ماندگاري بيشتر همچنين بايد اضافه كرد: ـ ايجاد دامهاي ترانسژنيك كه داراي خصوصيات ويژه‌اي مانند توليد شير زياد يا گوشت كم‌چربي و... هستند. ـ ايجاد جانوراني كه بعنوان كارخانه توليد آنتي‌بادي و واكسن و دارو عمل كنند ـ ايجاد ماهيها و ساير دامهائي كه با سرعت زياد رشد مي‌كنند گياهان مقاوم به حشرات و آفتها باتوسعه تكنيكهاي بيوتكنولوژي دانشمندان قادرند ژنهائي از يك موجود زنده را به موجود ديگري انتقال دهند. در سال 1990 اولين گياه ترانسژنيك در مزرعه واقعي كشت گرديد و در 1993 FDA گياهان و غذاهاي ترانسژنيك را بعنوان مواد اساساً بي‌ضرر معرفي كرد. هم‌اكنون با استفاده از اين تكنيكها ژنهاي مربوط به توليد يك پروتئين سمي (بتاتوكسين) از باكتري باسيلوس تورانجينسيس به گياهان متعددي از قبيل ذرت، پنبه و سيب‌زميني و... انتقال يافته است و بدينوسيله اين گياهان به حشراتي كه علاقه به تغذيه از آنها را دارند مقاوم گشته‌اند. چرا كه بمحض استفاده حشرات از اين گياه بدليل نابودي دستگاه گوارش آنها از بين خواهند رفت. هرساله هزينه‌هاي هنگفتي بابت مبارزه شيميائي با اين آفات صورت مي‌گيرد كه علاوه بر هزينه‌بري زياد آلودگيهاي زيست‌محيطي فراواني را به‌دنبال دارد. راندمان اين مواد شيميايي نيز بدليل ايجاد مقاومت در حشرات در برابر سموم بمرور پايين آمده است و بهمين خاطر نياز به تعويض مكرر اين آفت‌كش‌ها وجود دارد. هم‌اكنون در آمريكا ذرت و پنبه و سيب‌زميني ترانسژنيك تا ميزان زيادي مورد استقبال واقع شده است بطوريكه تا سال 1998 حدود 18% از ذرت و 17% از پنبه و 4% از سيب‌زميني كشت داده شده در آمريكا از نوع ترانسژنيك بوده است و هم‌اكنون براساس روند رشد موجود برآورد مي‌شود كه بيش از 50% غلات كشت داده شده در آمريكا از نوع ترانسژنيك باشند. (5) گياهان مقاوم به بيماريهاي ويروسي و قارچي بيماريهاي ويروسي و قارچي از مهمترين بيماريهاي گياهي هستند كه علاوه بر وارد كردن خسارات زياد به محصولات كشاورزي مانع كشت آنها در بسياري از شرايط آب و هوائي مي‌شود. باكلون كردن برخي ژنهاي گياهان مقاوم در گياهان حساس مانند ژنهاي كيتنياز و 1 و 3 گلوكاناز كه باعث تخريب ديواره پلي‌ساكاريدي قارچهاي پاتوژن مي‌شوند بيوتكنولوژيستها به گياهاني دست يافته‌اند كه مقاوم به قارچهاي پاتوژن مي‌باشند. همچنين باكلون كردن ژنهاي جانوري و انجام اقداماتي شبيه واكسيناسيون مي‌توان به گياهان مقاوم به ويروس نيز دست يافت. روشهاي مبارزه بيولوژيك بسيار متعدد و متنوع بوده و تنها موارد بالا تنها مثالهائي از اين دست مي‌باشند. (6) گياهان مقاوم به علفكشها روشهاي رايج مبارزه با علفهاي هرز به‌نحوي كه بايد انتخابي نيست و علفكشها در موارد زيادي علاوه بر نابودي علفها به گياهان زراعي نيز آسيب مي‌زنند. بعنوان مثال Glyphosate كه يك علف‌كش كارآمدي است مي‌تواند گياهاني را كه داراي سير متابوليكي Shikamate هستند را نيز نابود كند. بهمين منظور بيوتكنولوژيستها با وارد كردن ژن مقاومت گليفوسيت EPSP سنتتاز به گياهاني مانند چغندرقند، سويا، پنبه، گوجه‌فرنگي و تنباكو آنها را در برابر علفكشها مقاوم كرده‌اند. (7) گياهان تحمل كننده شرايط سخت ارزش گياهاني كه بتوانند در خاكهاي شور با حرارت بالا، سرماي زياد و... رشد كنند بركسي پوشيده نيست. بيش از 13 زمينهاي قابل آبياري جهان داراي درصد غيرقابل تحمل نمك در خود هستند. بيوتكنولوژيستها با بررسي گياهاني كه بصورت خودرو در شرايط سخت مانند فشار اسمزي بالا، سرماي زياد، گرمان فراوان و... رشد مي‌كنند به ژنهائي دست يافته‌اند كه عامل مقاومت اين گياهان در برابر اين شرايط سخت مي‌باشد. با انتقال اين ژنها گياهان متعددي توليد شده‌اند كه قادرند در خاكهاي نامناسب با املاح زياد رشد كنند. بعنوان مثال با انتقال ژنهاي مسئول انتقال يونهاي سديم بداخل گياهاني مانند آرابيدوپسيس سطح تحمل اين گياه تا 200 ميلي مولار نمك افزايش پيدا كرده است. همچنين با خاموش كردن سيستم بيان ژنهاي سنتز اسيدهاي چرب‌تري ئنوئيك در گياهان بيوتكنولوژيستها توانسته‌اند تا اين گياهان را در دماهاي بالاتر از حد معمول رشد دهند. همچنين با انتقال ژنهاي مسئول توليد نوعي پروتئين ضديخ كه در ماهيهاي آب‌هاي قطبي يافت مي‌شود به گياهان بسياري، باعث ايجاد مقاومت در برابر سرماي زياد در اين گياهان شده‌اند. (8) گياهاني كه داراي ارزش ويژه‌اي هستند هرمادة با ارزشي كه در درون يك گياه يا هر موجود زنده ديگر ساخته شده و تجمع مي‌يابد بواسطه عملكرد ژنهاي مسئول سنتز آن ماده مي‌باشد. بيوتكنولوژيستها با شناسائي اين ژنها و افزايش قدرت بيان اين ژنها و يا افزايش تعداد نسخه‌هاي اين ژنها در يك گياه مي‌توانند گياهان و ميوه‌هائي كنند كه داراي ارزشهاي غذائي ويژه‌اي هستند. بهمين سبب اصلاح جديد Nutritional Genomics وضع شده است كه نشان از كاربرد ژنها در بهبود تغذيه انسان و دام دارد. بعنوان مثال «برنج طلائي» برنجي است كه داراي مقادير بسيار زيادي از ويتامين A مي‌باشد. اين برنج مايه اميدي شده است براي نجات هزاران آفريقائي كه هرساله در اثر كمبود ويتامين A به كوري كامل مبتلا مي‌شوند. همچنين بدليل پايين بودن ميكرونوترنيت‌ها در علوفه دامها، انتقال ژنهاي مسئول متراكم ساختن آنها در گياهان علوفه‌اي نقش مؤثري در تغذيه دامها و انسان خواهد داشت. (8) گياهاني كه داراي خصوصيت متابوليكي تغيير يافته هستند افزايش سرعت رشد جمعيت انساني در سالهاي اخير بركسي پوشيده نيست، ليكن افزايش سرعت توليد محصولات كشاورزي پابه‌پاي آن رشد نكرده است. تا سال 2020 نياز به افزايش 40 درصدي در راندمان كشت برنج وجود دارد. بيوتكنولوژيستها بدو طريق باعث كاهش فاصله اين دو مقوله از يكديگر خواهند شد. اول با افزايش راندمان كشت محصولات كشاورزي در هرهكتار و دوم با افزايش سرعت رشد گياهان. بعنوان مثال ژنهائي كه مسئول كنترل قد در كوتاه شدن آن در گياهان هستند بطور غيرمستقيم باعث افزايش راندمان محصول مي‌شوند. با انتقال اين ژنها در گونه‌هاي فاقد آن باعث افزايش راندمان گرديده‌اند. همچنين با انتقال ژنهاي مسئول فتوسنتز در ذرت به برنج توانسته‌اند راندمان توليد برنج را تا 35% افزايش دهند. همچنين با دستكاريهاي ژنتيكي در سلولهاي درختاني كه از چوب آنها استفاده مي‌گردد باعث افزايش سرعت رشد آنها تاحد قابل توجهي شده‌اند كه اين امر مي‌تواند روند تخريب جنگلها را متوقف سازد. (8) گياهان و ميوه‌هائي كه داراي زمان ماندگاري بيشتر هستند آيا قبول داريد درصورتيكه ميوه‌هائي مانند گوجه‌فرنگي زمان ماندگاري بيشتري داشته باشند چقدر در كاهش ضايعات اين ميوه مؤثر خواهد بود. بيوتكنولوژيستها با به تأخير انداختن سرعت رسيدن گوجه‌فرنگي به اين امر دسترسي پيدا كرده‌اند. گياهاني كه داراي خاصيت درماني يا پيشگيري هستند بيوتكنولوژيستها با انتقال ژنهاي سنتز پروتئينهاي مختلف ميكروبي و انساني به گياهان و توليد اين پروتئينها در گياهان دست به ابتكارات مؤثري زده‌اند. بعنوان مثال توليد واكسنهاي مختلف در گياهان و ايجاد ميوه‌هائي كه داراي خاصيت واكسيناسيون هستند. و يا امكان توليد پروتئينهائي مثل انسولين در گياهان كه در آيندة بسيار نزديك به تحقق خواهد پيوست باعث انقلابي در اين زمينه خواهد شد. همچنين گياهان بعنوان ارگانيسم‌هاي كانديد براي توليد پروتئينهائي مانند آنتي‌باديها و آنزيمها و... در مقياس بسيار بالا در نظر گرفته شده‌اند و عملاً كارآئي خود را در اين زمينه نشان داده‌اند. حيوانات ترانسژنيك امروزه بدليل رشد روزافزون جمعيت نياز به مواد غذائي اهميت بيشتري پيدا كرده است و اين اهميت هنگامي بيشتر مي‌شود كه موضوع كيفيت نيز در كنار آن مطرح شود. بيوتكنولوژيستها با دستكاريهاي بدون ضرر در ژنهاي حيواناتي مانند گوسفند و گاو و ماهي باعث رشد سريع آنها مي‌شوند. همچنين با دستكاريهاي ژنتيكي مي‌توان به گوشت كم‌چربي و ترد دست يافت كه ارزش غذائي و سلامت بخش آن بسيار بالا باشد. با انتقال ژنهاي مختلف به اين جانوران مي‌توان آنها را غني از مواد خاصي كرد. اخيراً دانشمندان ژاپني با انتقال برخي از ژنهاي گياه اسفناج به خوك موجب توليد گوشتي شده‌اند كه داراي برخي خواص استنتاج نيز مي‌باشد. گاوهاي شيري ترانسژنيك مي‌توانند بعنوان كارخانه‌هاي توليد پروتئينها و واكسنها و آنتي‌باديها عمل كنند. هم‌اكنون اين روش بصورت كاربردي در توليد بسياري از پروتئينها بكار مي‌رود. بعنوان مثال گاو ترانسژنيك حامل ژن لاكتوفرين انسان كه يك پروتئين، حاوي آهن و ضروري براي رشد نوزادان است مي‌تواند باتوليد شير نزديك به شير انسان نيازهاي نوزادان انسان را تاحد زيادي برآورده كند. يا بعنوان مثال بزهاي ترانسژنيك مي‌توانند در هر ليتر شير بيش از چهارگرم آنتي‌بادي مونوكلونال توليد كنند كه ارزش آن بسيار بالا مي‌باشد. بدين نحو با جايگزيني تنها 10 بز ترانسژنيك بجاي يك كارخانه بزرگ مدرن مي‌توان به يك روش كاملاً اقتصادي دست يافت. (9) با دستكاري ژنهاي توليد هورمون رشد در ماهيها و افزايش توليد اين هورمون بصورت طبيعي به ماهيهائي دست يافته‌اند كه داراي سرعت رشد بسيار بيشتري از گونه مشابه خود هستند. بيوتكنولوژي پزشكي كاربرد بيوتكنولوژي در پزشكي به وسعت علم پزشكي بوده و حتي اين علم با سرعت روزافزون بر وسعت و دامنه علم پزشكي مي‌افزايد. از مهمترين كاربردهاي بيوتك در پزشكي مي‌توان به موارد زير اشاره كرد: ـ تأثير دگرگون بخش در امر پيشگيري از بيماريهاي ميكروبي، بيماريهاي ژنتيكي، بيماريهاي تغذيه‌اي و متابوليسمي و بيماريهاي روحي‌رواني و... ـ تأثير دگرگون بخش در امر درمان بيماريهاي عفوني، ژنتيكي، سوءتغذيه و متابوليسم و نازائي ـ تأثير دگرگون بخش در پزشكي قانوني ـ تأثير دگرگون بخش در پزشكي زيبائي عناوين مطرح در بيوتكنولوژي پزشكي كه هركدام نياز به توصيف كامل دارند عمدتاً عبارتند از: ژن‌درماني، واكسنهاي نوتركيب، DNA واكسنها، بيوانفورماتيك، ژنوميكس، پروتئوميكس، بيومدسين و بيوفارماسئوتيكال امروزه پيشرفتهاي پزشكي به مدد بيوتكنولوژي درحال سرعت گرفتن مي‌باشد. پزشكي سنتي بتدريج جاي خود را به پزشكي مولكولي خواهد داد. درآينده نه‌چندان دور مكانيسم هيچ بيماري ناشناخته نخواهد ماند و تقريباً هيچ بيماري غيرقابل كنترل نخواهد بود. پزشكي سنتي عمدتاً بدنبال علائم و نشانه‌ها Sign & Symptoms بيماريها بوده و از روي آن به استنتاج وجود بيماري و عامل بيماريزا مي‌پرداخت و در مواردي بدليل ناشناخته بودن عوامل بيماريها، مكانيسم‌ها و سيستم‌هاي كنترلي آنها مبارزه تنها برعليه علائم و نشانه‌ها صورت مي‌گرفت. امروزه بكمك بيوتكنولوژي، علم پزشكي درحال شناخت ريشه‌اي‌ترين بخش از حيات و مظاهر آن مي‌باشد. با كشف كامل توالي ژنوم انسان در سال 2001 هم‌اكنون دانشمندان بيوتكنولوژيست بدنبال شناسائي ژنهاي مسئول صفتهاي مختلف و نيز ژنهاي مسئول نقائص گوناگون انساني مي‌باشند. تا به‌حال ژنهاي مسئول ايجاد بيماريهاي بسياري شامل سرطانها، بيماريهاي قلبي عروقي، تنفسي، رواني و... شناسائي شده‌اند. با شناسائي تك‌تك اين ژنها و سپس شناسائي پروتئينهاي حاصله از اين ژنها داروهاي كاملاً انتخابي و مؤثر براي مقابله با يك بيماري ساخته مي‌شوند (tailor made) اين مبارزه در سطح پروتئين و فنوتيپ است راه ديگر مبارزه استفاده از ژن‌درماني و Antisence است. بيماريهاي ژنتيكي بسياري درحال حاضر بعنوان كانديد براي ژن‌درماني درنظر گرفته شده‌اند. تقريباً هركدام از ما تعدادي ژن ناقص در بدن خود داريم كه برخي از آنها خصوصيات خود را در فنوتيب ما آشكار نكرده‌اند و برخي ديگر كم يا زياد خصوصيات خود را در فنوتيپ ما آشكار نموده‌اند تقريباً از هر 10 نفر يكنفر داراي اختلالات ژنتيكي تظاهر يافته مي‌باشد. تقريباً 5% مراجعه كودكان به بيمارستانها بخاطر نقص در يك تك‌ژن مي‌باشد. بيماريهائي مانند سيستيك فيبروزيس، دسيتروفي عضلاني دوشن، بيماري سيستم عصبي هانتينگتون، تالاسمي، هموفيلي، كم‌خوني داسي شكل، سندروم لش ـ نايهان lesch-Nyhan ، فنيل كتونوري و... جزو كانديداهاي ژن درماني هستند. بيشتر توجه در ژن درماني متوجه بيماريهاي ژنتيكي - متابوليكي است كه نقص يك ژن باعث عدم سنتز يا سنتز ناقص يك پروتئين و عدم انجام يك فرآيند شيميائي مي‌شود. فرآيند ژن درماني مي‌تواند بر روي سلولهاي سوماتيك بدن صورت گيرد و يا بر روي سلولهاي زايا صورت گيرد كه در اينصورت صفت اصلاح شده به نسل بعد نيز منتقل مي‌شود. در فرآيند ژن درماني معمولاً از قطعات ژن سالم ساختگي بهره گرفته مي‌شود. تكنولوژي ديگري كه استفاده مي‌شود آنتي سنس است كه در آن از قطعات اسيدهاي نوكلئيك DNA و RNA يا تركيبات آنالوگ آنها استفاده مي‌شود و بدين‌ترتيب اتصال احتمالي اين قطعات به محل موردنظر مانع بيان يك ژن ناقص و يا توليد يك پروتئين مضر مي‌گردد. (10) و (11) واكسنهاي نوتركيب مي‌توان گفت كه در توليد همه‌گونه از واكسنها از تكنيكهاي بيوتكنولوژي بهره‌گرفته شده و مي‌شود. ليكن اوج توانمنديهاي بيوتكنولوژي نوين را مي‌توان در واكسنهاي نوتركيب نسل چهارم (و نيز DNA واكسنها) مشاهده كرد. تابحال براي توليد واكسنها از ميكروارگانيسم‌هاي ضعيف شده يا كشته شده يا اجزاء آنها كه بصورت طبيعي از آنها استخراج مي‌شدند استفاده مي‌شد و اين امر در موارد قابل توجهي باعث ايجاد عوارض جانبي در افراد مي‌گرديد. ليكن باتوسعه تكنيكهاي DNA نوتركيب، واكسنهاي نسل چهارم توليد شدند كه در آنها تنها از جزء مؤثر در ايجاد ايمني (جزء ايمونوژن) ميكروارگانيسم‌ها استفاده مي‌شود. نمونه آن واكسن ساب‌يونيتي مؤثر در برابر هپاتيت B مي‌باشد. فرآيند توليد يك واكسن نوتركيب بسيار طولاني و پيچيده مي‌باشد. در ابتدا بيوتكنولوژيستها بايد ايمونوژن‌ترين جزء ميكروارگانيسم‌ها را كه معمولاً پروتئينها يا گليكوپرتئينهاي غشائي هستند طبق فرآيندهاي بسيار طولاني و پيچيده شناسائي كنند و پس از آن با شناسائي محل و توالي ژن آن در ژنوم ميكروارگانيسم اقدام به تكثير آن بخش كرده و قطعات تكثير شده را درون پلاسميدهاي ويژه كلونينگ قرار دهند و سپس اقدام به انتقال پلاسميدهاي نوتركيب به سلول ميزبان مناسب براي توليد آن پروتئين بنمايند. درصورت موفقيت در توليد اقتصادي يك پروتئين كانديد براي واكسن يك بانك سلولي و يك بانك پلاسميد از سلولهاي نوتركيب ايجاد شده و ساختارهاي پلاسميدي آنها ايجاد مي‌شود كه براي مراحل بعد مورد استفاده قرار گيرد. براي تأييد اين واكسن از نظر مؤثر بودن، كارآئي و بي‌ضرر بودن براي انسان (يا دام) (ClinicalTrials) مراحل زيادي بايد طي شود كه چندين سال بطول مي‌كشد. براي توليد صنعتي و تجاري يك واكسن نياز به سرمايه‌گذاري فراواني مي‌باشد. بخشي از اين سرمايه‌گذاري بايد براي ايجاد يك محيط كاملاً استاندارد مطابق با شرايط (Good Manufacturing Practices) GMP و تسهيلات و تأسيسات استاندارد مطابق با GMP و افراد كاملاً متخصص و آموزش ديده و ايجاد يك سيستم با ثبات حفظ كيفيت گردد. واكسنهاي DNA با پيشرفت تكنيكهاي بيوتكنولوژي نسل بعدي واكسنها پيشنهاد شدند كه در آنها بجاي توليد بخش ايمونوژن عامل بيماريزا در كارخانه‌ها با ارسال اطلاعات ژنتيكي (DNA) لازم براي توليد اين اجزاء درون سلولهاي بدن به توليد اين ايمونوژنها در بدن پرداخته مي‌شود. از مهمترين مزاياي اين واكسنها درعين مشكل بودن طراحي و توليد آنها پايدار بودن ايمني حاصله و كنترل بيشتر بر نحوه ايمني‌زائي در بدن مي‌باشد. بيومدسين يا بيوفارماسئوتيكال بسياري از بيماريهاي رايج انساني بدليل نقص ژنتيكي در توليد يك پروتئين فانكشنال در سلولهاي بدن مي‌باشد. اين بيماريها كه شيوع زيادي در جوامع انساني دارند اغلب داراي آثار اقتصادي - اجتماعي بيشتري نسبت به ساير بيماريها هستند. بعنوان مثال بيماريهائي مانند هموفيلي، تالاسمي، كم‌خوني‌ها، انواع نقص‌هاي سيستم ايمني، اختلالات رشد و ديابت و... با پيشرفتهاي اخير در زمينه علوم زيستي بيوتكنولوژيستها قادر شده‌اند تا با شناسائي اين اختلالات و ژنهاي مربوطه به توليد پروتئينهايي بپردازند كه بدن اين بيماران قادر به توليد آنها نيست يا ميزان توليد آنها كافي نيست. از جمله اين پروتئينها مي‌توان به انواع فاكتورهاي خوني، اريتروپوئيتين، انواع اينترلوكين‌ها، انواع هورمونها مانند انسولين، هورمون رشد اشاره كرد كه درحال حاضر در كارخانه‌هاي بيوتك در مقياس صنعتي درحال توليد هستند. توليد اين پروتئينها هرچند كه هزينه‌بري زيادي را بهمراه دارد اما باعث كاهش چشمگير مرگ‌ومير ناشي از اختلالات ژنتيكي شده است. بازار توليد اين مواد درحال حاضر بالغ بر ميلياردها دلار است و داراي رشد روزافزوني نيز مي‌باشد. درحاليكه رشد سالانه صنعت دارو 3% مي‌باشد، رشد سالانه صنعت داروهاي بيوتكنولوژي 25% مي‌باشد. ژنوميكس Genomics پروژه ژنوم انساني بزرگترين و باارزش‌ترين پروژه در علوم‌زيستي بوده است كه تابحال اجرا شده و در حقيقات منشاء پديد آمدن علم ژنوميكس نيز محسوب مي‌شود. HGP باهدف تعيين توالي ژنوم (محتواي ژنتيكي) انسان در سال 1996 شروع شده و درسال 2001 با اتمام نسخه اوليه به اوج خود رسيد . با كامل شدن پروژه ژنوم انسان دانشمندان به محل دقيق ژنهاي انسان پي‌خواهند برد و با شناسائي ژنوتيب مربوط به تمام جنبه‌هاي فنوتيپ انسان به كليد اصلي صفات انساني دست پيدا خواهند كرد. شناسائي اين ژنها دانشمندان را قادر خواهد ساخت كه به رفع تمام نقائص ژنتيكي انسانها بپردازند و نيز منشاء تمام حالات جسمي و روحي و رفتاري انسان را شناسائي كرده و در دست خود بگيرند. هم‌اكنون ژنهاي جديدي براي اختلالات جسمي و حتي روحي مانند بيماريهاي قلبي و عروقي، اسيكزوفرني و... شناسائي شده است و پيمودن اين راه باسرعت هرچه تمام ادامه دارد. اينك قدمهاي زيادي به انتهاي اين مرحله سرنوشت‌ساز از تاريخ بشر باقي نمانده است و همگي دانشمندان منتظر به‌ثمر رسيدن دستاوردهاي اين پروژه در آينده بسيار نزديك مي‌باشند. يكي از ابزارها و شاخه‌هاي بيوتكنولوژي كه اخيراً به شكوفائي رسيده است بيوانفورماتيك مي‌باشد كه كار تجزيه و تحليل داده‌هاي بدست آمده از HGP و... را انجام داده و آنها را تبديل به اطلاعات باارزش و قابل استفاده براي دانشمندان مختلف مي‌نمايد. موضوع مرتبط با اين امر موضوع كشف SNP ها مي‌باشد. SNP ها تفاوت‌هاي تك‌نوكلئوتيدي هستند كه بين دو فرد، از نظر يك ژن بين آنها وجود دارد. شناسائي اين تفاوتها ارزش فراواني دارد. چراكه بطور مثال فردي كه داراي هوش بيشتر يا دندان مستحكمتر نسبت به فرد ديگري است ممكن است تنها در يك نوكلئوتيد از يك ژن با يكديگر تفاوت داشته باشند و شناسائي مكان و نوع اين تفاوت ارزش اقتصادي زيادي براي كاشف و انحصارگر آن دارد. بهمين دليل هم‌اكنون شكارچيان ژن درحال شناسايي قوم‌ها و نژادهائي هستند كه در يك يا چند زمينه خاص داراي خصوصيات برتر مي‌باشند. پروتئوميكس Proteomics دنياي پروتئوميكس دنياي بي‌انتهائي است كه ما هم‌اكنون در روزنه ورودي آن قرار گرفته‌ايم. دانشمندان بعد از استخراج اطلاعات ژنوم انساني به كاربرد آن در حوزه پروتئوميكس مي‌انديشند. در پروتئوميكس دانشمندان براساس اصل يك پروتئين يك ژن بدنبال يافتن كليه پروتئينهاي توليد شده در بدن انسان و ربط آن به يك ژن هستند. پس از اتمام پروژه پروتئوميكس كه حتي بسيار بزرگتر و طولاني‌تر و پرابعادتر از پروژه ژنوميكس خواهد بود مي‌توان گفت كه انسان به عمده اطلاعات حياتي لازم در مورد خود دست يافته است و پس از كاربرد اين اطلاعات در طراحي داروها و فرآيندهاي مناسب تقريباً قادر به مبارزه با هر بيماري و هر اختلال در بدن خود خواهد بود و حتي قادر به پيشگيري از اكثر آنها خواهد شد. مرحله بعد از (و حتي همگام با) پروتئؤميكس طراحي داروهاي بيولوژيك مي‌باشد كه دانشمندان را قادر مي‌سازد پروتئينهاي مزاحم يا ناقص را خنثي كنند يا توليد پروتئينهاي ضروري در بدن را باعث شوند. بازار پروتئوميكس برعكس ژنوميكس بسيار گسترده‌تر و غير متمركز بوده و هم‌اكنون بسياري از كشورها حتي كشورهاي جهان سوم مثل برزيل نيز قدم به اين عرصه گذاشته‌اند. كلونينگ انسان از زماني كه دانشمندان با ابداع روش جديد همانندسازي گوسفندي بنام دالي را خلق كردند اميدها و نگرانيهاي زيادي در جوامع انساني بوجود آمد. بيوتكنولوژيستها توانستند با انتقال محتواي ژنتيكي يك سلول سوماتيك به يك سلول تخم كه محتواي ژنتيكي آن تخليه شده بود به توليد موجوداتي كاملاً مشابه موجود دالي دست يابند. بازار اين فناوري در تكثير دام‌هايي با خصوصيات ويژه مانند شير زياد يا گوشت مناسب بسيار گسترده است. با اينحال كشيده شدن اين بحث به همانندسازي انسان نگرانيهائي را در كشورهاي مختلف بوجود آمده است. موضوع مرتبط با اين امر توليد موجودات يا ارگانهاي انساني از سلولهاي ريشه‌اي جنين مي‌باشد كه همانند كلونينگ داراي مخالفان و موافقان خاص خود مي‌باشد. تراشه‌هاي زيستي تراشه‌هاي زيستي مانند DNA Chips از كاربردهاي نوين و بسيار اغواگر بيوتكنولوژي مي‌باشد. در يكي از اين كاربردها دانشمندان توانسته‌اند با استفاده از رشته‌هاي DNA به توليد تراشه‌هائي دست بزنند كه سرعت پردازش اطلاعات در آنها در مقايسه با حجم كوچك آنها بسيار بيش از تراشه‌هاي معمولي مي‌باشد. از كاربردهاي ديگر و اصلي تراشه‌هاي زيستي دو مورد DNA Chips و DNA Microarray مي‌باشد. DNA Chips : در اين تكنولوژي بيوتكنولوژيستها با ساختن قطعات اليگو نوكلئوتيدي 20 تا 80 نوكلئوتيدي با توالي‌هاي متفاوت و تثبيت آن بصورت آرايشي از نقاط بسيار ريز (كمتر از 300 ميكرون) بر روي بستر مناسب (مانند نيتروسلولز يا برخي فلزات و مواد پلاستيكي) و سپس مجاور كردن نمونه‌هاي DNA مجهول با اين نقاط تثبيت شده شرايط يك واكنش هيبريديزاسيون را بوجود مي‌آورند. در صورتيكه بين سكانس مجهول و سكانس معلوم هر يك از اليكونوكلئوتيدها واكنش هيبريداسيون صورت گيرد مي‌توان پي‌به سكانس DNA مجهول برد. از اين روش همچنين براي تعيين ميزان بيان پروتئين يا فراواني نيز استفاده مي‌شود. اين روش توسط شركت Affymetryx ابداع شده است. DNA Microarray : در اين تكنولوژي پروب cDNA (با طول بين 500 تا 5000 باز) بر روي بستر جامد مناسب تثبيت بود و سپس اين نقاط تثبيت شده در معرض نمونه‌هاي DNA مجهول قرار مي‌گيرد. اين روش در دانشگاه استانفورد ابداع شده است. كاربرد هر دو روش كه تاحد زيادي مشابه هم هستند در كشف ژنها، در تشخيص بيماريها، در علم فارماكوژنوميك و در علم توكيكوژونوميك و.... مي‌باشد. منـابـع 1ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 1 2ـ روزنامه اطلاعات شماره 21305 مقاله بيوتكنولوژي آيندة ما از احمد عاصمي‌نيا 3ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 4 4ـ تاريخچه بيوتكنولوژي از سايت www.bio.org 5ـ بيوتكنولوژي كشاورزي از سايت biotech.about.com 6ـ بيوتكنولوژي كشاورزي - گياهان مقاوم به بيماريهاي ويروسي و قارچي از سايت www.biotech-info.net 7ـ بيوتكنولوژي كشاورزي - گياهان مقاوم به علفكشها از سايت www.biotech-info.net 8ـ كاربردهاي بيوتكنولوژي كشاورزي www.biotech-info.net 9ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 4 10ـ ژن درماني از سايت biotech.about.com 11ـ بولتن بيوتكنولوژي شمارة 2 12ـ گزارش سال 2000 ارنست اند يانگ از بيوتكنولوژي 2000 آمريكا و اروپا بيوتكنولوژي ديباچه: اساس و پايه بيوتكنولوژي جديد را مي‌توان انتقال ژنهاي يك موجود به موجود ديگر و فعال ساختن آنها در موجود جديد دانست؛ فن‌آوري رو به گسترشي كه امروزه به سرعت در صنايع دارويي، غذايي، پزشكي، شيميايي و كشاورزي وارد شده است. براي مثال ممكن است اين ژنها وارد يك باكتري شوند و پس از فعال شدن، تركيبات كم مقدار ولي باارزشي چون هورمون رشد يا انسولين ايجاد كنند يا ممكن است اين ژنها به گياهان منتقل شده و گونه‌هايي را ايجاد كنند كه در مقابل آفت‌كش‌ها مقاوم هستند يا اين كه بازدهي بالايي دارند. به اين ترتيب استفاده از انسولين براي بيماران ديابتي محدوديت خاصي نخواهد داشت همچنين كشاورزان مي‌توانند در پرورش گياهاني چون سويا از سموم و آفت‌كش‌هاي كمتري استفاده كنند وبا استفاده از نژادهاي جديد، با همان سرمايه‌گذاري قبلي، محصولي تا چند برابر به دست آورند.رشته بيوتكنولوژي يك رشته كاربردي و ميان رشته‌اي مهندسي ـ علوم پايه است كه قلمرو آن حداقل 33 حوزه تخصصي علوم را در برمي‌گيرد. اين رشته در كشور ما از سال 1378 در دانشكده علوم دانشگاه تهران در مقطع دكتراي پيوسته ارائه مي‌شود.رشته بيوتكنولوژي از سه مرحله كارشناسي، كارشناسي‌ارشد و دكتري تشكيل شده است كه دانشجويان در مرحله كارشناسي پس از گذراندن موفقيت‌آميز 132 واحد دروس مشترك معرفتي- نظري، علوم پايه، پزشكي، مهندسي و مباني بيوتكنولوژي به اضافه آموختن زبان انگليسي در حد 550 نمره تافل و آشنايي كامل با يك زبان برنامه‌نويسي كامپيوتر در صورتي كه معدل آنها در هر نيمسال تحصيلي كمتر از 15 نباشد، مي‌توانند وارد مرحله دوم؛ يعني مقطع كارشناسي‌ارشد شوند كه در اين مقطع يكي از 6 گرايش بيوتكنولوژي ميكروبي، بيوتكنولوژي پزشكي، بيوتكنولوژي محيطي و دريايي، بيوتكنولوژي مولكولي، فرآورش زيستي و بيوتكنولوژي كشاورزي (گياهي) را انتخاب كرده و بعد از گذراندن 48 واحد در يكي از گرايش‌هاي تخصصي، و انجام معادل 6 واحد پژوهش‌هاي انفرادي و ارائه 2 واحد سمينار از مقطع كارشناسي‌ارشد فارغ‌التحصيل مي‌شوند. در اين مرحله در صورتي كه ميانگين نمرات دروس مقطع كارشناسي‌ارشد آنها حداقل 16 باشد، مي‌توانند در امتحان جامع شركت كنند و در صورت موفقيت در اين امتحان، وارد مرحله دكتراي تخصصي (Ph.D) شده و رسماً براي ثبت پايان نامه دكتري اقدام كنند.به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته نيز براي ورود به مقطع كارشناسي‌ارشد و دكتري بايد شرايط لازم را داشته باشند؛ يعني بايد ميانگين معدل بالايي داشته و در آزمون جامع موفق شوند اما در يك آزمون رقابتي شركت نمي‌كنند.در اين ميان دانشجويان گرايش "بيوتكنولوژي ميكروبي" در زمينه بيوتكنولوژي غذايي و دارويي، توليد آنزيمها، پروتئينها، پلي ساكاري‌ها، قارچ‌ها و مخمرها اطلاعات لازم را به دست مي‌آورند."بيوتكنولوژي پزشكي" نيز در زمينه ژنتيك پزشكي، تشخيص بيماريهاي عفوني، ارثي و سرطاني، تعيين نقشه ژني و درمان‌هاي مولكولي، كاربرد بيوتكنولوژي در پزشكي قانوني، توليد فرآورده‌هاي نوتركيب و واكسنها و مواد تشخيصي است و "بيوتكنولوژي محيطي و دريايي" به استخراج معادن از طريق بيولوژيك، تصفيه فاضلاب‌ها و آلاينده‌هاي خطرناك و جامد، رفع آلودگي درياها و بازسازي بيولوژيكي محيط مي‌پردازد."بيوتكنولوژي مولكولي" شامل مهندسي ژنتيك، مهندسي پروتئين، توليد آنتي‌بادي‌هاي منوكلونال، غشاء و سنسورهاي بيولوژيك و انجام تحقيقات بنيادي بيوتكنولوژي مي‌شود و "فرآورش زيستي" (مهندسي فرآيندهاي زيستي) به طراحي راكتورهاي بيوشيميايي، تكنولوژي فراورش مواد غذايي، آنزيمها و داروها مي‌پردازد. و بالاخره " بيوتكنولوژي گياهي" (كشاورزي) به كشت سلول و بافت گياهي، تعيين نقشه ژني گياهي، مهندسي ژنتيك گياهي، توليد بذر و نهال مقاوم به شرايط نامناسب محيط، بيماريهاي متداول و حشرات و آفات عمده، توليد كودهاي زيستي و آنزيمها و هورمونها با منشاء گياهي مي‌پردازد. توانايي‌هاي لازم : رشته بيوتكنولوژي از بين داوطلبان گروه آزمايشي رياضي و فني و علوم تجربي دانشجو مي‌پذيرد چرا كه بعضي از گرايش‌هاي اين رشته به علوم پزشكي و بعضي ديگر از گرايش‌ها به رشته‌هاي مهندسي مربوط مي‌شود.گفتني است كه دوره دكتراي مستقيم بيوتكنولوژي، دوره آموزشي خاصي است كه مناسب با توانايي‌هاي دانشجويانِ سرآمد به صورت پيوسته و فشرده تنظيم شده است و با پذيرش دانشجوياني كه از نظر بهره هوشي، قدرت درك و استدلال، توان نوآوري و خلاقيت، خودآموزي و استفاده مناسب از وقت، علاقه و انگيزه شديد به يادگيري و توانايي‌هاي ذهني و رواني سرآمد همگنان خود هستند، آنان را براي اخذ درجه دكتري در اين رشته آماده مي‌كند.از همين‌رو نيمي از ظرفيت پذيرش اين رشته به داوطلباني اختصاص دارد كه در مرحله ماقبل نهايي المپيادهاي دانش‌آموزي رياضي،فيزيك، شيمي، كامپيوتر و زيست‌شناسي پذيرفته شده باشند و نيمي ديگر نيز مخصوص داوطلباني است كه از طريق آزمون سراسري وارد شده و نمره كل آزمون سراسري آنها از 000 , 10 كمتر نباشد.در ضمن از پذيرفته‌شدگان اين رشته، مصاحبه علمي به عمل مي‌آيد تا دانشجوياني كه واقعاً علاقه‌مند بوده و انگيزه علمي لازم را دارند، وارد اين رشته شوند. موقعيت شغلي در ايران : رشته بيوتكنولوژي، يك رشته جديد است و بي‌شك مدتي زمان خواهد برد تا فارغ‌التحصيلان آن، جايگاه واقعي خويش را پيدا كنند اما اين به معناي آن نيست كه موقعيت شغلي براي فارغ‌التحصيلان اين رشته مهيا نيست چون زمينه كار بيوتكنولوژي در داخل كشور مساعد است و براي مثال در حال حاضر عده‌اي از دانشجويان دوره دكتراي ميكروبيولوژي كه در زمينه بيوتكنولوژي ميكروبي مطالعه مي‌كنند، بر روي آب‌هاي شور كشور مثل درياچه اروميه كه امكان رشد موجودات در آن پيچيده و مشكل است، تحقيق مي‌كنند تا با بهره‌گيري از تكنيكهاي بيوتكنولوژي، محيطي مناسب براي رشد موجودات دريايي در داخل آن فراهم آورند.از سوي ديگر فارغ‌التحصيلان اين رشته مي‌توانند 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 مشترك در گرايش‌هاي مختلف بيوتكنولوژي : روانشناسي عمومي، فلسفه عمومي، فلسفه هنر و زيبايي‌شناسي، فلسفه و روش شناسي علوم، تاريخ علم، روش تحقيق، مباني منطق ، منطق رياضي، اصول و مباني مديريت صنعتي، آشنايي با قرآن كريم، مباني علم حقوق و روابط بين‌الملل، اصول علم اقتصاد، رياضي عمومي ، آمار و احتمالات، محاسبات علمي عددي، شيمي عمومي، شيمي‌آلي ، شيمي تجزيه، شيمي فيزيك ، مكانيك ، الكتريسته و مغناطيس، موج و حرارت، فيزيك جديد، زيست‌شناسي عمومي ، زيست‌شناسي سلولي ، زيست‌شناسي مولكولي، ژنتيك عمومي، ژنتيك ميكروارگانيسم‌ها، اصول مهندسي ژنتيك، ميكروبيولوژي عمومي ، ميكروبيولوژي كاربردي، بيوشيمي ساختماني، متابوليسم، روشهاي بيوشيمي و دستگاه‌ها، ايمني‌شناسي، زيست‌شناسي پرتوي، اصول مهندسي بيوشيمي، موازنه جرم و انرژي، مكانيك سيالات ، انتقال حرارت، انتقال جرم، مباني بيوتكنولوژي پزشكي، مباني بيوتكنولوژي مولكولي، مباني بيوتكنولوژي كشاورزي، مباني بيوتكنولوژي محيطي ، مقررات زيست ايمني. دروس تخصصي گرايش بيوتكنولوژي پزشكي: ايمونوژنتيك، ايمني‌شناسي سلولي - مولكولي، ژنتيك پزشكي، متابوليت‌هاي ميكروبي، فاراماكوژنتيك، فرآورده‌هاي نوتركيب، مهندسي ژنتيك پيشرفته، آنزيمولوژي. دروس تخصصي گرايش بيوتكنولوژي محيطي و دريايي: فروشوئي ميكروبي، تصفيه بيولوژيكي فاضلاب‌ها، تصفيه بيولوژيكي آلاينده‌هاي خطرناك، آلودگي دريا و بيوتكنولوژي دريايي، پاكسازي زيستي، مدلسازي و شبيه‌سازي فرآيندها، معادلات ديفرانسيل، شيمي فيزيك ، ميكروبيولوژي محيطي. دروس تخصصي گرايش بيوتكنولوژي مولكولي: بيوفيزيك سلولي مولكولي، مهندسي ژنتيك پيشرفته، آنزيمولوژي، ساختمان و عمل پروتئينها، ساختمان و عمل اسيدهاي نوكلئيك، زيست‌شناسي مولكول پيشرفته، بيولوژي سلولي - مولكولي تكويني، شيمي فيزيك . دروس تخصصي گرايش فرآورش زيستي: مهندسي واكنش‌هاي شيميايي، فرآيندهاي جداسازي، طراحي راكتورهاي بيوشيميايي(بيوراكتورها)، مباني بيوتكنولوژي تخمير، پديده‌هاي انتقالي در سيستم‌هاي بيوشيمي، كنترل فرآيند، طرح و اقتصاد مهندسي، معادلات ديفرانسيل، شيمي فيزيك. دروس تخصصي گرايش بيوتكنولوژي كشاورزي: سيتوژنتيك (كلاسيك و نوين)، اصول اصلاح نباتات، اصلاح نباتات پيشرفته، كشت بافت گياهي و كاربردهاي آن، تعيين نقشه ژني گياهي (كلاسيك ونوين)، ژنتيك مولكولي گياهي ، روشهاي نوين انتقال ژن به گياهان، آفات و بيماريهاي گياهي، مهندسي ژنتيك پيشرفته. دروس تخصصي گرايش بيوتكنولوژي ميكروبي: ميكروبيولوژي محيطي، فيزيولوژي ميكروارگانيسم‌ها، پديده‌هاي تخميري، پروتئينها و پلي ساكاريدهاي ميكروبي، بيوتكنولوژي غذايي، بيوتكنولوژي آركي باكترها، آنتي بيوتيك‌ها، بيوتكنولوژي قارچ‌ها.
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
قیمت: 29٬000 تومان
