¿Debería la biotecnología ser una disciplina de artes liberales o de ciencias?
Objetivos de la formación empresarial
Esta especialización cultiva las teorías básicas, los conocimientos y las habilidades de la biotecnología con teorías y sistemas básicos de ciencias de la vida, y puede participar en investigaciones científicas o en instituciones de investigación científica. o colegios y universidades, profesionales de alto nivel que puedan dedicarse a la investigación aplicada, el desarrollo de tecnología, la gestión de la producción y la gestión administrativa relacionada con la biotecnología en empresas, instituciones y departamentos administrativos de la industria, la medicina, la alimentación, la agricultura, la silvicultura, la ganadería, la pesca. protección del medio ambiente, jardinería y otras industrias.
Requisitos de formación empresarial
Los estudiantes de esta especialización aprenden principalmente las teorías y conocimientos básicos de la biotecnología, reciben formación en pensamiento científico y experimentos científicos en investigación básica aplicada y desarrollo tecnológico, y tienen buenas Alfabetización científica y habilidades básicas en docencia, investigación científica, desarrollo y gestión.
La biotecnología es producto del desarrollo de la biología moderna y su intersección con disciplinas afines. Su núcleo es la ingeniería genética basada en tecnología de ADN recombinante, incluida la ingeniería microbiana, la ingeniería bioquímica, la ingeniería celular y los productos biológicos. Formar profesionales de alto nivel en biotecnología que dominen las teorías, conocimientos y habilidades básicos de la biología y la biotecnología modernas, hayan obtenido una formación preliminar en investigación básica aplicada y en investigación de desarrollo científico y tecnológico, y tengan buena calidad científica, una fuerte conciencia de innovación y capacidad práctica.
La especialización en biotecnología forma profesionales de alto nivel con conocimientos ecológicos que pueden participar en la protección y gestión del medio ambiente ecológico en instituciones de investigación científica, universidades, empresas, instituciones y departamentos administrativos.
Los egresados de la carrera de biotecnología deben poseer los siguientes conocimientos y habilidades:
1. Dominar las teorías y conocimientos básicos de las matemáticas, la física y la química;
2. Maestría Teorías básicas, conocimientos básicos y habilidades experimentales básicas de biología básica, bioquímica, biología molecular, microbiología, ingeniería genética, ingeniería de fermentación e ingeniería celular, así como los principios y métodos básicos de la biotecnología y su desarrollo de productos;
3. Comprender los principios generales y el conocimiento de carreras similares;
4. Estar familiarizado con las políticas y regulaciones relevantes, como las políticas nacionales de la industria de biotecnología, los derechos de propiedad intelectual y las regulaciones de seguridad de bioingeniería;
5. Comprender las fronteras teóricas, las perspectivas de aplicación y los últimos desarrollos de la biotecnología, así como el desarrollo de la industria de la biotecnología;
6. Dominar los métodos básicos de uso de la tecnología de la información moderna para la consulta de información. recuperación de literatura y obtención de información relevante; tener la capacidad de diseñar experimentos, crear condiciones experimentales, resumir, organizar y analizar resultados experimentales, escribir artículos y participar en intercambios académicos.
Temas principales
Biología, química
Platos principales
Microbiología, biología celular, genética, zoología, botánica, ecología, comportamiento, Fisiología vegetal, fisiología animal, evolución biológica, bioquímica, biología molecular, ingeniería genética, ingeniería celular, ingeniería microbiana, ingeniería bioquímica, tecnología downstream de bioingeniería, equipos de ingeniería de fermentación, etc.
Principales vínculos docentes prácticos: incluyendo prácticas docentes, prácticas de producción y tesis de graduación (diseño), etc. , generalmente programado entre 10 y 20 semanas.
Duración de los estudios
Una disciplina
Título otorgado
Licenciatura en Ciencias
En los últimos años, la genética La biotecnología moderna representada por la ingeniería celular, la ingeniería de enzimas y la ingeniería de fermentación se está desarrollando rápidamente, afectando y cambiando cada vez más la producción y el estilo de vida de las personas. La denominada biotecnología se refiere a "la tecnología que utiliza organismos vivos (o sustancias biológicas) para mejorar productos, mejorar animales y plantas, o cultivar microorganismos para fines especiales". Bioingeniería es un término general para biotecnología, que se refiere a la combinación de bioquímica, biología molecular, microbiología, genética e ingeniería bioquímica para transformar o rediseñar el material genético de células diseñadas, cultivar nuevas variedades y utilizar sistemas biológicos existentes a escala industrial. productos industriales mediante procesos bioquímicos. En definitiva, es el proceso de industrialización de los organismos vivos, sistemas vivos o procesos vitales. La bioingeniería incluye la ingeniería genética, la ingeniería celular, la ingeniería enzimática, la ingeniería de fermentación, la ingeniería bioelectrónica, los biorreactores, la tecnología de esterilización y la ingeniería de proteínas emergente, entre las cuales la ingeniería genética es el núcleo de la bioingeniería moderna. La ingeniería genética (o ingeniería genética, tecnología de recombinación genética) consiste en combinar genes de diferentes organismos in vitro y conectarlos al ADN de vectores (plásmidos, fagos, virus) y luego transferirlos a microorganismos o células para su clonación, de modo que genes transferidos Los genes se expresan en células o microorganismos para producir la proteína deseada.
Actualmente, más del 60% de los logros de la biotecnología se concentran en la industria farmacéutica para desarrollar nuevos fármacos únicos o mejorar la medicina tradicional, lo que ha provocado importantes cambios en la industria farmacéutica y el rápido desarrollo de los productos biofarmacéuticos. Los biofarmacéuticos son el proceso de aplicación de tecnología de bioingeniería al campo de la fabricación de medicamentos, el más importante de los cuales es la ingeniería genética. Es decir, la tecnología de clonación y la tecnología de cultivo de tejidos se utilizan para cortar, insertar, conectar y recombinar ADN para obtener productos biomédicos. Los biofarmacéuticos son preparaciones biológicamente activas que utilizan microorganismos, parásitos, toxinas animales y tejidos biológicos como materias primas y se preparan mediante biotecnología o tecnología de separación y purificación. La calidad de los productos intermedios y terminados está controlada por biotecnología y tecnología analítica, incluidas vacunas, toxinas y. toxoides, suero, hemoderivados, preparados inmunológicos, citoquinas, antígenos, anticuerpos monoclonales y productos de ingeniería genética (productos de ADN recombinante, reactivos de diagnóstico in vitro). Los productos biofarmacéuticos que se han desarrollado y han entrado en la etapa de aplicación clínica se pueden dividir en tres categorías principales según sus usos: medicamentos de ingeniería genética, vacunas biológicas y reactivos de diagnóstico biológico. Estos productos desempeñan un papel cada vez más importante en el diagnóstico, prevención, control e incluso eliminación de enfermedades infecciosas y en la protección de la salud humana.
La relación entre biotecnología y tecnologías de la información
La relación entre biotecnología y tecnologías de la información
La biotecnología se basa en las ciencias de la vida y utiliza organismos vivos (o biológicos). una tecnología integral que combina las características y funciones de tejidos, células y otros componentes), diseña y construye nuevas sustancias o nuevas cepas con las propiedades esperadas, y combina principios de ingeniería para procesar y producir productos o proporcionar servicios. La ciencia de la información es el estudio de la adquisición, transmisión y procesamiento de información. Es una disciplina emergente que combina tecnología informática, tecnología de la comunicación y tecnología microelectrónica, es decir, el uso de computadoras para procesar información, el uso de tecnología de comunicación electrónica moderna para participar en la recopilación, el almacenamiento, el procesamiento y la utilización de información, así como la fabricación y tecnología de productos relacionados. Desarrollo y Servicios de Información. La tecnología de la información y la biotecnología son tecnologías avanzadas en la nueva economía, no son una relación de intercambio, sino que se complementan entre sí y promoverán el rápido desarrollo económico en el siglo XXI.
1. El desarrollo de la biotecnología requiere el apoyo de la tecnología de la información
(1) La tecnología de la información proporciona poderosas herramientas informáticas para el desarrollo de la biotecnología. En el desarrollo de la biotecnología moderna, las computadoras y la tecnología informática de alto rendimiento han desempeñado un papel muy importante en su promoción. Compañía británica de investigación genética Sanger Celera
En la publicación del borrador del genoma humano mapeado conjuntamente por el centro, el Instituto Whitehead, los Institutos Nacionales de Salud y el Centro del Genoma Humano del Instituto de Genética de China Academia de Ciencias, muchas instituciones de investigación de EE. UU. enfatizan particularmente que es la tecnología informática de alto rendimiento proporcionada por los proveedores de tecnología de la información la que hace que todo esto sea posible. Asimismo, los servidores Alpha de Compaq proporcionaron a los investigadores una extraordinaria potencia informática durante la creación del borrador del genoma humano conocido como "Programa de aterrizaje lunar del Apolo de ciencias biológicas". Según expertos de la industria, detrás de esta feroz competencia en la decodificación de genes hay una competencia en el poder de las supercomputadoras. Al mismo tiempo, esta competencia ayudará al público a tener una comprensión general de los superpoderes de las supercomputadoras. Hasta entonces, estas máquinas, que cuestan al menos varios millones de dólares y pueden funcionar a velocidades ultraaltas, eran desconocidas. Se utilizan para controlar reactores nucleares, predecir el tiempo o jugar contra maestros de ajedrez de talla mundial. Hoy en día, existe una conciencia cada vez mayor de que las supercomputadoras serán importantes para crear nuevos medicamentos, tratar enfermedades y, en última instancia, permitirnos reparar defectos genéticos en los humanos. La informática de alto rendimiento puede hacer mayores contribuciones a la humanidad.
El CEO de Celera dijo en una entrevista con USA Today: "Esta es la primera vez en la historia de la humanidad que el código genético humano se ha combinado de forma lineal. Celera quiere hacerlo de la manera correcta". El desafío de secuenciar 3.200 millones de pares de bases es uno de los cálculos a gran escala más intimidantes jamás intentados. Para completar el procesamiento masivo de datos requerido para este proyecto histórico, Celera utilizó 700 procesadores Alpha de 64 bits interconectados con una potencia informática de 1,3 billones de operaciones de punto flotante por segundo. Al mismo tiempo, Celera también utiliza el sistema Storage Works de Compaq para gestionar una base de datos con un espacio de 50 TB y una tasa de crecimiento anual de IOTA. El presidente de la junta directiva de Compaq Computer Company dijo una vez en un discurso: "Hoy en día, nos resulta difícil separar el progreso de la biotecnología del desarrollo de la informática de alto rendimiento. De hecho, muchos científicos destacados creen que la alta- La computación de alto rendimiento es el futuro de la biología y la medicina." En el futuro, se utilizarán computadoras y software cada vez más potentes para recopilar, almacenar, analizar, simular y publicar información.
La tecnología de la información también ayuda a fortalecer la gestión, la transferencia de información, la recuperación y el intercambio de recursos de diversas bases de datos en el campo de la biotecnología. Después del secuenciador de genes, otro hardware que llama la atención en el campo de la biotecnología es el chip genético, cuyo desarrollo también depende en gran medida de la tecnología de la información. Los chips genéticos se disponen y fijan sobre un sustrato, como un portaobjetos de microscopio o una oblea de silicio. Coloque los fragmentos de genes en este chip y coloque los fragmentos de genes de la muestra en el lector de chips de genes (también un dispositivo de decodificación), y la información de la muestra se podrá comparar y decodificar rápidamente. Los secuenciadores de genes son dispositivos que descifran la información genética de muestras desde cero, mientras que los chips genéticos y sus lectores son dispositivos que descifran la información comparándola con la información genética existente. En este campo, las empresas estadounidenses son muy conocidas, pero mientras las empresas japonesas cooperan con las empresas estadounidenses, también participan activamente en el desarrollo de este campo.
(2) El desarrollo de la biotecnología requiere del apoyo de tecnología de software específica. El desarrollo de la biotecnología y su industria aumentará aún más la demanda de software biotecnológico, y la tecnología del software se convertirá en una de las fuerzas clave que respaldarán el desarrollo de la biotecnología y su industria. En todos los campos de la biotecnología, se necesita el software profesional correspondiente para respaldar: 1) La construcción de diversas bases de datos biotecnológicas requiere tecnología de software con excelente rendimiento y actualizaciones rápidas 2) Análisis de estructura de bajo nivel de ácidos nucleicos, diseño de cebadores, mapeo de plásmidos, secuencia; el análisis, el análisis de la estructura de bajo nivel de proteínas, la simulación de reacciones bioquímicas, etc. también requieren el software y el soporte técnico correspondientes. 3) El fortalecimiento de la gestión de la bioseguridad y la gestión de la seguridad de la bioinformación también es inseparable del apoyo del software y el desarrollo técnico;
La biotecnología ha abierto un nuevo camino para el desarrollo de las tecnologías de la información.
(1) La biotecnología impulsa el desarrollo de la industria de las supercomputadoras. Con la finalización de la misión del Proyecto Genoma Humano, los datos estructurales y de secuencia de ácidos nucleicos y proteínas han crecido exponencialmente. Frente a datos tan enormes y complejos, los humanos solo pueden beneficiarse de ellos utilizando computadoras para administrar datos, controlar errores y acelerar el proceso de análisis. Sin embargo, completar estos procesos está más allá de las capacidades de las computadoras comunes y requiere computadoras con capacidades informáticas extremadamente poderosas. Por lo tanto, el desarrollo de la biotecnología planteará mayores requisitos para la tecnología de la información, promoviendo así el desarrollo de la industria de la información. Un ejemplo más convincente es que en la edición del 22 de octubre de 2002 de Nature, 165438+, los científicos israelíes anunciaron el desarrollo de una "computadora biológica" en miniatura compuesta de moléculas de ADN y moléculas de enzimas. Un billón de ordenadores de este tipo tienen sólo el tamaño de una gota de agua, con una velocidad de cálculo de 10.000 millones de operaciones por segundo y una precisión del 99,8%. Por supuesto, como ocurre con todas las nuevas tecnologías, algunos científicos se muestran escépticos. Creen que la computadora en este tubo de ensayo tiene un defecto fatal, porque la reacción bioquímica en sí tiene un cierto grado de aleatoriedad, y los resultados de esta operación pueden no ser completamente precisos y las moléculas de ADN involucradas en la operación no pueden comunicarse entre sí; entre sí como las computadoras tradicionales, y sólo pueden "entre sí" para la guerra", lo cual no es suficiente para manejar algunos cálculos a gran escala.
Los países europeos y americanos y Japón han establecido sucesivamente centros de datos bioinformáticos, como el Centro Nacional de Información Biotecnológica (ncbi) en los Estados Unidos, el Instituto Europeo de Bioinformática (ebi) en el Reino Unido y más. de 70 instituciones farmacéuticas y biológicas en Japón, "informatización de la bioindustria" compuesta por empresas de alta tecnología, etc. Según un informe de 2001 del Grupo Goldman Sachs, IBM, Sun, Compaq y otras empresas han alcanzado al menos 12 intenciones de cooperación con empresas de biotecnología y empresas de investigación, y existen más de 140 acuerdos de cooperación que abarcan diversos campos técnicos, incluidos los chips genéticos. , simulado por computadora.
(2) La biotecnología romperá fundamentalmente los límites físicos de las computadoras. Las computadoras que se utilizan hoy en día se basan en chips de silicio. Debido a las limitaciones del espacio físico, así como a los problemas de consumo de energía y disipación de calor, inevitablemente encontrarán límites de desarrollo. Para lograr grandes avances, deben confiar en la innovación en nuevos materiales. En el año 2000, científicos de la Universidad de California en Los Ángeles desarrollaron un interruptor molecular basado en las características de macromoléculas biológicas que pueden producir información o no en diferentes estados. En 2001, se lanzó la primera computadora de ADN del mundo que podía funcionar automáticamente y fue calificada como uno de los diez mayores avances científicos y tecnológicos del mundo ese año. En 2002, el profesor Adleman, pionero en el campo de la investigación informática del ADN, utilizó una sencilla computadora de ADN para encontrar la respuesta a un problema matemático con 24 variables y 10.000 resultados posibles en un experimento. El desarrollo de las computadoras de ADN dio un paso adelante. Un paso importante.
La industria de la información y la industria biológica son, sin duda, productos de alta tecnología. En la investigación de las ciencias de la vida, las computadoras siempre son indispensables.
Si vas a un instituto de secuenciación del genoma, la variedad de secuenciadores basados en supercomputadoras te hará pensar que estás en una empresa de tecnología de la información. La industria biológica se ha acelerado con la incorporación de las computadoras, y la industria de la tecnología de la información también se ha desarrollado y es rentable debido a las necesidades de las ciencias biológicas. Utilizando diversas herramientas de las matemáticas, la informática y la biología para aclarar y comprender el significado biológico contenido en las grandes cantidades de datos obtenidos de la investigación genómica, la biología y la informática se cruzan y combinan entre sí para formar una nueva disciplina. Los beneficios de los avances en bioinformática o biología de la información son inconmensurables. En Estados Unidos ha surgido un gran número de empresas basadas en la bioinformática con la esperanza de encontrar riqueza en campos como los medicamentos genéticamente modificados, los biochips y la ingeniería metabólica. La industria de la bioinformática tiene un enorme potencial. Se puede decir que la integración de la biotecnología y la tecnología de la información es el futuro del mercado económico mundial. En el Foro de Alta Tecnología de la Tercera Feria Internacional de Alta Tecnología de China celebrada en Shenzhen, el académico Hou Yunde, vicepresidente de la Academia China de Ingeniería, señaló que la industria de la biotecnología debe posicionarse como una industria clave después de la industria de la información. Dijo que la información y la biotecnología son tecnologías clave relacionadas con el desarrollo económico y el destino nacional de China en el nuevo siglo, y se convertirán en el punto de crecimiento económico de las industrias innovadoras de China.
Biotecnología y aplicaciones principales
Mucha gente cree que 2000 es el año de la inversión en la industria de la biotecnología. La finalización y publicación de la secuenciación de genes humanos es otro hito en la historia de la ciencia que ha fascinado a muchos ladrones. En 2000, el mercado de valores de la industria biotecnológica de Estados Unidos creció en 30 mil millones de dólares, lo que superó con creces la inversión total en el mercado de valores de la industria en los cinco años anteriores. Las acciones de la industria de biotecnología y otras tecnologías aumentaron de manera anormal. Hay muchos signos de que la industria biotecnológica está entrando en una etapa de madurez, aunque tenga menos de 30 años.
En 2001, a pesar de la crisis económica de Estados Unidos, la industria biotecnológica todavía absorbió 1.500 millones de dólares en inversiones, lo que fue el segundo año de mayor inversión en la historia de la industria. Los inversores creen que las empresas de biotecnología, especialmente aquellas que se especializan en nuevos medicamentos y las compañías farmacéuticas con las que trabajan, lanzarán cientos de nuevos medicamentos de primera clase en los próximos cinco años. Los avances de la biotecnología en los campos de la ciencia genética, la investigación de proteínas, la bioinformática, el diseño de fármacos asistido por computadora, los biochips de ADN y la farmacogenética han llevado la conquista de las enfermedades al nivel molecular. Muchos inversores creen que el uso de la biotecnología para desarrollar nuevos fármacos dará sus frutos.
Según estadísticas de la Organización de la Industria Biotecnológica de Estados Unidos (Bio), entre 1982 y 2000 entraron en el mercado aproximadamente 120 fármacos biológicos. 2.001.300 nuevos medicamentos se encuentran en las etapas finales de ensayos clínicos. Basándose en experiencias pasadas, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) aprobará aproximadamente 240 nuevos medicamentos para ingresar al mercado en 2007, duplicando así el número de medicamentos biotecnológicos en el mercado. La mayoría de los nuevos medicamentos biotecnológicos son una nueva clase de medicamentos utilizados para tratar enfermedades cardíacas, cáncer, diabetes y enfermedades infecciosas.
La importante aplicación de la biotecnología no se da sólo en la industria de la salud, sino también en otras industrias. Al depender de la biotecnología, la agricultura utiliza menos tierra para producir alimentos más saludables; la manufactura puede reducir la contaminación ambiental y ahorrar el consumo de energía; la industria puede utilizar recursos renovables para producir materias primas para proteger el medio ambiente.
La madurez de la industria biotecnológica no sólo se refleja en la investigación y el desarrollo de productos, sino también en las reservas de efectivo de la industria. En 2000, cuando la industria de la biotecnología recaudó una gran cantidad de capital de la comunidad, la mayoría de las empresas de biotecnología se encontraban en una buena posición de capital en 2001. Según el Informe sobre biotecnología 54 38+0 de Ernst & Young de 2006, más de la mitad de las 340 empresas de biotecnología que cotizan en Estados Unidos pueden mantener reservas de efectivo durante más de tres años, lo que sienta las bases para el rápido desarrollo de la industria en el futuro. Una buena base.
Otra señal de la madurez de la industria biotecnológica son las fusiones. Empresas de biotecnología bien financiadas, como Genetics, se están fusionando con otras empresas de tecnología auxiliar para formar empresas biofarmacéuticas integradas que pueden desarrollar, producir y vender productos de forma independiente. Este tipo de actividad de fusión no sólo aumenta la variedad de productos y los ingresos de la empresa, sino que también ayuda a mejorar la competitividad de toda la industria.
La industria biotecnológica es el principal motor de la nueva economía. Si bien los precios de las acciones de la industria biotecnológica también se han reducido significativamente recientemente, sus ganancias pasadas han superado sus pérdidas actuales. Durante el año pasado, el índice Nasdaq de biotecnología cayó un 20%, pero aún está casi un 100% arriba en comparación con los tres años anteriores. En el actual mercado bajista, el índice se ha comportado mejor que el Nasdaq Composite y el Dow Jones Industrial Average.
Muchos analistas creen que en 2002 los sectores biológico y farmacéutico se desarrollarán sin contratiempos pero de manera saludable. En los próximos 12 a 24 meses, las existencias de productos biológicos volverán a despegar y nuevos productos biotecnológicos comenzarán a ingresar al mercado.
Muchos gobiernos estatales de Estados Unidos apoyan el desarrollo de la industria biotecnológica y han lanzado muchos planes de desarrollo económico para atraer empresas biotecnológicas. Por ejemplo, Michigan es uno de los diez principales estados biotecnológicos de los Estados Unidos. El gobierno estatal se ha comprometido a entrar entre los cinco primeros de los Estados Unidos en la industria biotecnológica y planea invertir 654.380 millones de dólares para construir el Corredor de Ciencias Biológicas de Michigan. Actualmente, hay más de 300 empresas biotecnológicas en este corredor.
De los genes a la medicina
En el primer año del siglo XXI, los científicos completaron la secuenciación de genes humanos. El impacto de este logro en el desarrollo de la industria biotecnológica será inconmensurable. En el proceso de exploración de los misterios de los genes humanos, encontrar algunos fármacos nuevos se ha convertido en el foco de la biotecnología.
En mayo de 2001, la FDA aprobó la comercialización de Gleevec, desarrollado por Novartis, como un buen fármaco para el tratamiento de la leucemia crónica. Este es el primer fármaco anticancerígeno nuevo diseñado y desarrollado basándose en el mecanismo de actividad de las células cancerosas. Los medicamentos tradicionales contra el cáncer afectarán a las células normales durante el tratamiento y tendrán efectos secundarios graves en los pacientes, mientras que Gleevec sólo mata las células cancerosas con mutaciones genéticas. Las últimas investigaciones muestran que Gleevec es eficaz contra los cánceres y tumores del sistema sanguíneo y puede convertirse en un nuevo fármaco anticancerígeno de amplio espectro.
Otro tipo de fármaco biotecnológico utilizado para tratar el cáncer son los anticuerpos monoclonales. Los anticuerpos se dirigen a moléculas específicas asociadas con las células cancerosas. Desde la década de 1980, la milagrosa eficacia de los anticuerpos monoclonales ha atraído la atención de muchas empresas farmacéuticas. Después de más de diez años de investigación, los anticuerpos monoclonales fueron reconocidos inicialmente como nuevos fármacos contra el cáncer. Actualmente, muchas empresas farmacéuticas están desarrollando anticuerpos monoclonales y sus aplicaciones se han ampliado desde la lucha contra el cáncer hasta el tratamiento de otras enfermedades. En el año 2000, la FDA había aprobado nueve anticuerpos monoclonales y más de 60 productos se encontraban en ensayos clínicos.
En términos de lucha contra el cáncer, los anticuerpos monoclonales actúan como el sistema inmunológico humano, pero en la mayoría de los casos el sistema inmunológico humano no bloquea las células cancerosas como células dañinas, lo que permite que las células cancerosas se multipliquen en el cuerpo y pongan en peligro. vida humana.
Los anticuerpos monoclonales actúan dirigiéndose a las células cancerosas, destruyéndolas o activando el sistema inmunológico del cuerpo para atacarlas. Los anticuerpos monoclonales también pueden ser una "bomba inteligente", que transporta agentes químicos o radiactivos que seleccionan células cancerosas para atacar.
En 1997, la FDA aprobó el primer anticuerpo monoclonal Rituxan para el tratamiento del linfoma no Hodgkin, y en 1998 se lanzó otro anticuerpo monoclonal, Herceptin, para el tratamiento del cáncer de mama.
Herceptin fue desarrollado por Genentech, una empresa estadounidense fundada en 1976 y la primera empresa biofarmacéutica. La estadounidense Genentech es una de las diez principales empresas de biotecnología del mundo. Se han lanzado diez productos biofarmacéuticos a base de proteínas y se están desarrollando más de 20 productos, dirigidos principalmente al cáncer, las enfermedades cardiovasculares y del sistema inmunológico. La empresa tiene más de 5.000 empleados. Fundada en 1992, Human Genome Corporation fue la primera empresa de la industria biotecnológica en desarrollar el genoma humano. La empresa primero estudia y explora la relación entre los genes humanos y las enfermedades, con el objetivo de descubrir genes relacionados con enfermedades y desarrollar fármacos terapéuticos relacionados. La empresa tiene actualmente ocho productos en ensayos clínicos.
Otros productos biomédicos incluyen la terapia génica, las células madre y las vacunas. A medida que se comprende mejor la biología humana, el descubrimiento de fármacos se vuelve más complejo. Las industrias biotecnológica y farmacéutica tienen que depender de herramientas más avanzadas y sofisticadas para desarrollar nuevos medicamentos. Históricamente, Agilent ha sido un importante fabricante de equipos de pruebas médicas y la empresa tiene vínculos comerciales muy estrechos con las diez principales empresas farmacéuticas del mundo. En la actualidad, Agilent también proporciona nuevos instrumentos científicos para el diagnóstico de enfermedades y la investigación de nuevos fármacos.
Biotecnología Agrícola
La aplicación de la biotecnología en la agricultura se basa en el conocimiento de la genética y las proteínas animales y vegetales. Muchos expertos creen que sólo apoyándose en la biotecnología podrán los países en desarrollo superar el hambre y aliviar la escasez mundial de alimentos causada por el crecimiento demográfico.
Al utilizar genes específicos de animales y plantas, se pueden cultivar más cultivos en menos tierra y se puede reducir el uso de pesticidas. Utilizando la biotecnología, se pueden producir cultivos en climas severos. La biotecnología también puede mejorar la nutrición y el sabor de los alimentos.
St. Louis en Estados Unidos es la región de más rápido crecimiento en biotecnología agrícola en el mundo.
Esta zona se considera un cinturón bioindustrial y en ella se encuentra la famosa empresa de biotecnología agrícola Monsanto.
La biotecnología es un método de cría rápido y eficaz. Al introducir genes específicos, se pueden cambiar las cualidades de plantas y animales. Por ejemplo, los científicos podrían prolongar la vida útil de los tomates insertando genes antimaduración. La introducción en las plantas de genes resistentes a insectos que sean inofensivos para los humanos puede prevenir plagas y enfermedades y reducir el uso de pesticidas. También puede interferir con el gen que produce vitamina A en el arroz para mejorar el valor nutricional del arroz.
Otra posible aplicación de la biotecnología en la agricultura es la producción de vacunas comestibles y el uso de frutas y verduras para producir vacunas contra enfermedades infecciosas como la hepatitis y el cólera. La tecnología de clonación utilizada en animales puede mantener el alto rendimiento de animales de alta calidad.
Los productos de biotecnología agrícola comercializados son principalmente soja, maíz, colza, algodón, etc., genéticamente modificados. Las plantas genéticamente modificadas fueron rápidamente aceptadas por los agricultores debido a sus excelentes cualidades. En 2001, la superficie mundial de plantación de plantas genéticamente modificadas alcanzó los 53 millones de hectáreas, un aumento del 19% con respecto a 2000.
Biotecnología Industrial y Ambiental
La aplicación de la biotecnología en la fabricación industrial y la gestión ambiental tiene como objetivo promover el desarrollo sostenible de la industria. En 1998, la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos reconoció que la biotecnología desempeñaría un papel clave en el desarrollo sostenible de la industria y alentó a sus países miembros a apoyar la investigación en biotecnología industrial y ambiental.
Los microbios se consideran fábricas químicas naturales. Están reemplazando a los catalizadores industriales para fabricar productos químicos. Por ejemplo, las preparaciones enzimáticas pueden sustituir el fósforo en los detergentes y los sulfuros en el proceso de curtido del cuero. En el proceso de fabricación de papel, las preparaciones enzimáticas pueden reducir la cantidad de cloruro utilizado en el proceso de blanqueo de la pulpa. La aplicación de microorganismos en la producción industrial hace que la producción industrial sea limpia, eficiente y sostenible.
Las enzimas también pueden servir como biocatalizadores para convertir biomasa en energía, etanol, etc. Aún más atractivo es que los tallos de maíz se pueden convertir en plásticos degradables mediante enzimas biológicas para el envasado de alimentos.
La aplicación de la genética y las proteínas en la biotecnología industrial no sólo tiene como objetivo descubrir las características de las enzimas microbianas, sino también permitir que los microorganismos produzcan nuevas preparaciones enzimáticas para diversos usos mediante mutaciones diana.
Los científicos predicen que dentro de 10 a 20 años, la aplicación de la biotecnología en la industria será tan importante como su aplicación en la salud humana.
Otras aplicaciones de la biotecnología
Actualmente, la biotecnología se utiliza principalmente en la salud humana, la agricultura, la industria y el medio ambiente, pero también se utiliza en otros ámbitos.
En la actualidad, cada vez hay más empresas biológicas que desarrollan productos médicos para animales. El mercado anual de productos de salud animal en los Estados Unidos es de aproximadamente 4 mil millones de dólares. Hay aproximadamente 65.438+000 productos biológicos animales aprobados por el USDA, principalmente vacunas y medicamentos terapéuticos para prevenir enfermedades infecciosas de los animales y enfermedades comunes.
La biotecnología también se utiliza en la protección de animales salvajes raros, utilizando la identificación del ADN para identificar especies animales y rastrear sus áreas de actividad.
La aplicación de la biotecnología marina desarrolla la supervivencia de la vida marina sobreexplotada y en peligro de extinción. Al mismo tiempo, proporciona una manera para que los humanos encuentren nuevos medicamentos a partir de ricos recursos biológicos marinos. Por ejemplo, una toxina contenida en las caracolas es un analgésico eficaz y las esponjas se pueden utilizar como antiinfecciosos.
La aplicación de la biotecnología en el desarrollo espacial puede establecer un entorno que sustente la vida de los astronautas durante la exploración espacial a largo plazo. Además, la biotecnología también se utiliza en la arqueología humana y la investigación criminal, y la historia evolutiva de las poblaciones humanas se puede estudiar mediante análisis de ADN. La aplicación de la tecnología del ADN en las investigaciones de casos penales puede ayudar a los funcionarios encargados de hacer cumplir la ley a identificar a los delincuentes.
Bio-antiterrorismo
¿American Airlines 9? El incidente terrorista "11" y los posteriores casos de ántrax han hecho que la mayoría de los estadounidenses sientan que pueden ocurrir incidentes de bioterrorismo en el futuro y que deben prestar atención a la prevención de incidentes de bioterrorismo.
En el pasado, varias empresas de biotecnología estadounidenses han trabajado con el gobierno para proponer estrategias de defensa para armas biológicas, pero la mayoría de los experimentos fueron solo simulaciones. ¿A las nueve? Antes del undécimo incidente, el Departamento de Salud de Estados Unidos gastó 50 millones de dólares en investigaciones sobre la prevención del bioterrorismo. Pero después del 11 de septiembre, el presupuesto aumentó significativamente. Un proyecto de ley sobre bioterrorismo aprobado en junio asignó 4.500 millones de dólares al Departamento de Seguridad Nacional de Estados Unidos para bioterrorismo. Los expertos predicen que el bioterrorismo se convertirá en un nuevo campo de defensa nacional y que Estados Unidos utilizará la biotecnología para defenderse de varios posibles ataques bioterroristas. El bioterrorismo estará estrechamente relacionado con el sistema de salud pública, la industria de defensa tradicional, la biotecnología y la industria farmacéutica.
Después del incidente del 11 de septiembre, Estados Unidos desarrolló rápidamente vacunas contra el ántrax y la viruela. Alrededor de 24 empresas de biotecnología estadounidenses están participando en la investigación y el desarrollo de otras vacunas y medicamentos, y el gobierno estadounidense planea pagar 640 millones de dólares para almacenar vacunas para enfermedades relacionadas con el fin de prevenir varios posibles incidentes de bioterrorismo. Por ejemplo, se están desarrollando nuevos antibióticos y agentes antivirales para combatir patógenos que se han vuelto resistentes a las enfermedades. Una empresa está estudiando el uso de anticuerpos monoclonales para eliminar toxinas de la sangre. Otros productos en desarrollo incluyen preparaciones enzimáticas especializadas para remediar ambientes contaminados intencionalmente, monitores atmosféricos rápidos, reactivos de diagnóstico para agentes infecciosos y nuevos sistemas de administración de medicamentos.
Aplicación de la biotecnología
Aplicación de la biotecnología tradicional
Aplicación de la biotecnología moderna
Aplicación de la biotecnología tradicional
Incluyendo:
Microscopía, preparación y tinción de muestras de portaobjetos, marcado y rastreo de isótopos, cultivo sin suelo, mejoramiento de cultivos, microscopía, microscopía fotoeléctrica y microscopía electrónica.
Aplicación: Tecnología de tinción y preparación de muestras de portaobjetos celulares (nivel microscópico, nivel submicroscópico).
Aplicación: tecnología de rastreo y etiquetado de isótopos para estudiar la estructura y función celular*
Aplicación: estudio de cuestiones relacionadas con sustancias químicas en células u organismos, como la ubicación y el movimiento de una sustancia. , Dopaje de sustancias, etc.
Por ejemplo: replicación del ADN durante la mitosis, cambios materiales durante la fotosíntesis, distribución y transporte de hormonas de transporte en células animales y vegetales del cuerpo, investigaciones sobre el descubrimiento de material genético en el desarrollo de la capa germinal y diferenciación de animales de transporte. .
Basado en el principio del cultivo en solución, varios elementos minerales necesarios durante el crecimiento y desarrollo de las plantas se preparan en una solución nutritiva en una determinada proporción, y esta solución nutritiva se utiliza para cultivar plantas.
Solicite la especialización en "Biotecnología"
La biotecnología es todavía una especialización muy nueva, por lo que es difícil encontrar trabajo y la biotecnología es una especialización muy costosa. Generalmente, esta especialización no está estandarizada en las universidades de pregrado, y mucho menos en las universidades de primer ciclo y en biotecnología. Si quieres desarrollarte en el futuro, solo puedes seguir aprendiendo y aprendiendo.