ביוטכנולוגיה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ביוטכנולוגיה היא תחום חדש יחסית של מחקר ופיתוח יישומי, המנצל את תהליכי החיים במערכות ביולוגיות לצורך ייצור מוצרים בתחומי התעשייה, הרפואה והחקלאות, לרווחת האדם. ההגדרה הרשמית והתמציתית של הביוטכנולוגיה היא השימוש בייצורים בתעשייה לביצוע תהליכים ולהפקת חומרים.

המערכות הביולוגיות שבהן משתמש הביוטכנולוג הן תאים או רקמות של צמחים, בעלי חיים, או מיקרואורגניזמים (חיידקים בעיקר), או חומרים מייצורים אלו (גנים, אנזימים, הורמונים).

הביוטכנולוגיה קיבלה בשנים האחרונות דחיפה עצומה בזכות הגילויים המהירים במדע הגנטיקה. חברות רבות העוסקות בביוטכנולוגיה זוכות להצלחה רבה, ביניהן חברת טבע הישראלית. תחום זה מעסיק בעשור האחרון מומחים מתחומים רבים בעולם כולו, ומשלב מחקר על תהליכי החיים (נשימה, הזנה, הפרשה, רבייה, תורשה ועוד), תנאי הגידול ואורח החיים של יצורים אלו, עם פיתוח של רעיונות וטכנולוגיות מתקדמות העוסקים בניצול תהליכים אלו לרווחת האדם.

שטחי הפעילות העיקריים של הביוטכנולוגיה הם:

ביוקטליזה: השימוש באנזימים ובמערכות אנזימטיות לשם זירוז תגובות כימיות.
תהליכי תסיסה: ייצור תרופות, תוספי מזון, אנזימים וביוכימיקלים על ידי מיקרואורגניזמים כגון חיידקים, שמרים ופרוטיסטים.
הנדסה גנטית: לפיתוח מוצרים חדשים ולשיפור תהליכי ייצור קיימים.
ייצור נוגדנים ושימושיהם למטרות רפואיות (אבחון, ריפוי והכוונת תרופות) ואחרות (כגון תהליכי הפרדה).
תרביות תאים מבעלי-חיים ומצמחים ושימושיהן ליצירת תרופות ותכשירי חיסון ולהחדרת שינויים מוכוונים בצמחים ובבעלי-חיים.
ביוטכנולוגיה סביבתית: לפיתוח תהליכי ניצול וניטרול של פסולת חקלאית ותעשייתית, במגמה לצמצם ולפתור בעיות הקשורות בזיהום הסביבה.

[עריכה] ניצול תהליכים ביולוגיים לתועלת האדם בתקופה הקדומה

כבר בתקופת התנ"ך ניצל האדם תהליכים ביולוגיים לצרכיו: אפיית לחם, הכנת גבינות, יין, בירה, חומץ, עיבוד סיבי פשתן ועיבוד עורות. הידע על הכנת המוצרים עבר במסורת מדור לדור מבלי שהבינו את הצד המדעי של התהליכים. כיום ידוע שמיקרואורגניזמים כגון חיידקים ושמרים מעורבים בתהליכים הללו. המטרה הקדומה הייתה שימור המזון לזמן ממושך. המזון לא היה אז זמין בכל עונות השנה ובכל מקום אליו נדדו; החמצת המזון משמרת ומגנה עליו מפני קלקול (חיי מדף ארוכים יותר) לעומת מזון טרי, שכן הסביבה החומצית שנוצרת אינה מאפשרת לרוב המיקרואורגניזמים להתיישב על גבי המזון ולקלקל אותו. לסביבה החומצית אחראיים התוצרים הסופיים של תהליכי התסיסה השונים: חומצה לקטית (חומצת חלב), חומצה אצטית (חומץ), חומצה פחמתית (תוצר התסיסה במקרה זה הוא פחמן דו-חמצני; כשהוא מגיב עם מים נוצרת חומצה פחמתית) ועוד.

[עריכה] לימודי ביוטכנולוגיה

תוכניות לימודים אקדמיות בביוטכנולוגיה הינן ברובן חדשות למדי. היות שהתחום עוסק בצדדים הפרקטיים והתעשייתים של הביולוגיה, מתרכזים לימודי הביוטכנולוגיה בעיקר במכללות ופחות באוניברסיטאות. במספר מכללות בישראל ניתן כיום ללמוד לתואר ראשון (BSc או BA) בביוטכנולוגיה. לאחר סיום הלימודים יכולים תלמידי המכללות, בהתאם להישגיהם הלימודיים, לעבור לאוניברסיטה לשם לימודי תואר שני בביולוגיה או בתחום קרוב. התואר הראשון מאפשר גם יציאה לשוק העבודה, אף שלרוב לעבודה מחקרית עצמאית או בתפקיד ניהולי בתחום נדרש תואר שני.

תחום חדש יחסית הינו לימודי הנדסת ביוטכנולוגיה. בלימודים אלו המתקיימים באוניברסיטאות ובמכללות מסוימות מוכשרים מהנדסי ביוטכנולוגיה לעבודה בתעשייה ובמחקר.

ברבים מבתי ספר תיכוניים ברחבי הארץ מוצעת בשנים האחרונות מגמת ביוטכנולוגיה, המורכבת מ-3 יחידות לימוד כימיה ושתי יחידות לימוד ביולוגיה. עבודת הגמר שמגישים תלמידי המגמה בכיתה י"ב, נדרשת לשלב בין שני התחומים. בתחילת שנת 2000 השתכללו לימודי הביוטכנולוגיה בבתי הספר, וכיום מחייבים 5 יחידות מלאות בכימיה וגם בביולוגיה. בשנים האחרונות נכנס התחום אף ללימוד בסיסי גם בחטיבות ביניים, כמבוא ללימודים התיכוניים.