సూక్ష్మజీవుల ఆవిష్కరణే.. ఆధునిక బయోటెక్నాలజీకి నాంది

టీఎస్‌పీఎస్సీ, ఇతర పోటీ పరీక్షల ప్రత్యేకం
బయాలజీ

బయోటెక్నాలజీ లేదా జీవ సాంకేతిక శాస్త్రం అంటే నవీన ఉత్పత్తులు, సాంకేతికత ద్వారా మానవ జీవన ప్రమాణాలు మెరుగుపర్చడానికి కొన్ని జీవ ప్రక్రియలను, జీవులను ఉపయోగించే విస్తృత క్షేత్రం. ఇది జీవశాస్త్రం, రసాయన శాస్త్రం, ఇంజినీరింగ్‌, కంప్యూటర్‌ సైన్స్‌తో సహా అనేక రకాల విభాగాలను కలిగి ఉంటుంది. బయోటెక్నాలజీ అంతిమ లక్ష్యం మానవ ఆరోగ్యం, వ్యవసాయం, పర్యావరణాన్ని మెరుగుపర్చడం.

బయోటెక్నాలజీ

• బయోటెక్నాలజీ అనే పదాన్ని 1919లో హంగేరియన్‌ ఇంజినీర్‌ కార్ల్‌ ఎరెకీ ప్రతిపాదించారు.
• 20వ శతాబ్దం మధ్యకాలం నుంచి, ప్రత్యేకించి దీవితి నిర్మాణాన్ని కనుక్కున్న తర్వాత ఆధునిక బయోటెక్నాలజీ గణనీయమైన పురోగతిని సాధించింది.
• ఈ ఆవిష్కరణ జన్యు ఇంజినీరింగ్‌ యుగానికి నాంది పలికింది.
• బయోటెక్నాలజీ చరిత్రను నాగరికత ప్రారంభమైన రోజుల నుంచి గుర్తించవచ్చు.
• దీనికి సంబంధించిన కొన్ని ప్రారంభ ఉదాహరణలు బ్రెడ్‌, వైన్‌, బీర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కిణ్వ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం. మొక్కలు, జంతువులను ఎంపిక చేసి పెంచడం మొదలైనవి.
• బయోటెక్నాలజీ ఆధునిక యుగం 19వ శతాబ్దంలో సూక్ష్మజీవుల ఆవిష్కరణ, వ్యాధికి చెందిన జెర్మ్‌ సిద్ధాంతం అభివృద్ధితో ప్రారంభమైంది.
• 20వ శతాబ్దంలో జన్యుశాస్త్రం, పరమాణు జీవశాస్త్రంపై మన అవగాహనలో ప్రధాన పురోగతి చోటుచేసుకుంది. ఈ పురోగతులు పునఃసంయోజక (రీకాంబినెంట్‌) దీవితి సాంకేతికత లాంటి జన్యువులను మార్చటానికి, అభివృద్ధి పరచడానికి, కొత్త పద్ధతుల అభివృద్ధికి దారి తీశాయి.
• రీకాంబినెంట్‌ దీవితి సాంకేతికత బయోటెక్నాలజీలో విప్లవాత్మక మార్పులను కలిగించింది. మందులు, టీకాలు, జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన పంటలు, అనేక రకాల కొత్త ఉత్పత్తులను చేయడం దీని ద్వారా సాధ్యపడింది.

ప్రాథమిక సూత్రం

ఉపయోగకరమైన ఉత్పత్తులు లేదా ప్రక్రియలను రూపొందించడానికి జీవులను (లేదా వాటి ఉప ఉత్పత్తులను) ప్రభావవంతంగా ఉపయోగిస్తాం. ఇందులో బ్యాక్టీరియా లేదా ఈస్ట్‌ లాంటి సూక్ష్మజీవులను లేదా మొక్కలు లేదా జంతువులు లాంటి పెద్ద జీవులను ఉపయోగించడం కూడా జరుగుతుంది.

ప్రధాన అంశాలు

జీవులు, వాటి ఉత్పత్తులు: ఔషధాలు, ఆహారం, పారిశ్రామిక రసాయనాల లాంటి పలు రకాల ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి శాస్త్రవేత్తలు ఈ జీవులను ఉపయోగించవచ్చు.
ఉదా: బ్యాక్టీరియా, ఈస్ట్‌, శిలీంధ్రాలు, మొక్కలు, జంతువులు సెల్యులార్‌, మాలిక్యులర్‌ స్థాయిలో మార్పులు (మానిప్యులేషన్‌): ఇది జెనెటిక్‌ ఇంజినీరింగ్‌ పద్ధతుల ద్వారా కావాల్సిన ఉత్పత్తులను సృష్టించడానికి, ఒక జీవి జన్యువులను మార్చడానికి అనుమతిస్తుంది.

ఆల్కహాల్‌ లేదా కార్బన్‌ డైఆక్సైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, చక్కెరలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి ఈస్ట్‌ను ఉపయోగించే కిణ్వ ప్రక్రియ, సెల్‌ కల్చర్‌ దీనికి ఉదాహరణ. బయోటెక్నాలజీ

అనువర్తనాలు (అప్లికేషన్స్‌): పర్యావరణ కాలుష్య నివారణలో, ఔషధ, వ్యవసాయ రంగాల్లో, పరిశ్రమల అభివృద్ధిలో బయోటెక్నాలజీ విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

పర్యావరణ కాలుష్య నివారణ: కలుషితమైన నేల, నీటిని శుభ్రం చేయడానికి బయోటెక్నాలజీని ఉపయోగించవచ్చు. ఉదాహరణకు శాస్త్రవేత్తలు సముద్ర ఆవాసాల్లో చమురు  విచ్ఛిన్నం చేయడానికి లేదా నేల నుంచి భారీ లోహ మూలకాలను తొలగించడానికి బ్యాక్టీరియాను ఉపయోగిస్తారు.

ఔషధ తయారీ: బయోటెక్నాలజీని కొత్త మందులు, టీకాలు, రోగ నిర్ధారణ పరీక్షలను అభివృద్ధి చేయడానికి ఉపయోగిస్తున్నారు.

ఉదా: ఇన్సులిన్‌ అనేది పాంక్రియాస్‌ ద్వారా ఉత్పత్తి చేసిన హార్మోన్‌. ఇది రక్తంలో చక్కెర స్థాయులను నియంత్రించడానికి అవసరం. మధుమేహం ఉన్న వ్యక్తులు తగినంత ఇన్సులిన్‌ను ఉత్పత్తి చేసుకోలేరు. శాస్త్రవేత్తలు జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన బ్యాక్టీరియాను ఉపయోగించి ఇన్సులిన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే మార్గాన్ని అభివృద్ధి చేశారు.

వ్యవసాయం: తెగుళ్లు, వ్యాధులు, కలుపు నివారణను నిరోధించి, జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన పంటలను అభివృద్ధి చేయడానికి బయోటెక్నాలజీని ఉపయోగిస్తారు. ఇది ఆహార ఉత్పత్తిని పెంచడానికి, పురుగు మందుల అవసరాన్ని తగ్గించడానికి సహాయపడుతుంది. మెరుగైన పోషక విలువలతో పంటలను రూపొందించడానికి కూడా దీన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

పరిశ్రమ: జీవ ఇంధనాలు, ఎంజైమ్‌లు, బయోడిగ్రేడబుల్‌ ప్లాస్టిక్‌ల లాంటి అనేక రకాల పారిశ్రామిక ఉత్పత్తులను ఉత్పత్తి చేయడానికి బయోటెక్నాలజీని ఉపయోగిస్తారు.

జీవ ఇంధనాలు అంటే మొక్కలు లేదా ఆల్గే జీవుల నుంచి ఉత్పత్తి చేసే ఇంధనాలు. ఇవి మనం శిలాజ ఇంధనాలపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడే పునరుత్పాదక శక్తి వనరులు.

బయోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించే సాంకేతికతలు

బయోటెక్నాలజీలో అనేక విభిన్న పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు. వాటిలో కొన్ని అత్యంత సాధారణమైనవి.

జన్యు ఇంజినీర్‌: కొత్త లక్షణాలను అందించడానికి ఒక జీవి జన్యు స్వరూపాన్ని మార్చడమే జన్యు ఇంజినీర్‌. ఉదాహరణకు తెగుళ్లు లేదా వ్యాధులకు నిరోధకత కలిగిన మొక్కలను రూపొందించడానికి జన్యు ఇంజినీరింగ్‌ ఉపయోగించవచ్చు.

జన్యు క్లోనింగ్‌: ఇందులో జన్యువు కాపీలను తయారు చేస్తారు. ఇన్సులిన్‌ లాంటి ప్రోటీన్‌ను పెద్ద మొత్తంలో ఉత్పత్తి చేయడానికి జన్యు క్లోనింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

కణజాల వర్ధనం: ప్రయోగశాలల్లో మొక్కల కణాలు లేదా జంతు కణాలను పెంచడం కణజాల వర్ధనం. కొత్త మొక్కలు లేదా జంతువులను ఉత్పత్తి చేయడానికి లేదా వ్యాక్సిన్‌ లాంటి నిర్దిష్ట ఉత్పత్తిని పెద్ద మొత్తంలో ఉత్పత్తి చేయడానికి దీన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

బయోఇన్ఫర్మాటిక్స్‌: బయోలాజికల్‌ డేటాను నిల్వ చేయడానికి, విశ్లేషించడానికి, అర్థం చేసుకోవడానికి కంప్యూటర్లను ఉపయోగించడమే బయోఇన్ఫర్మాటిక్స్‌.
బయోటెక్నాలజీ అన్ని రంగాల్లో దీన్ని ఉపయోగిస్తున్నారు.

మాదిరి ప్రశ్నలు

1. కింది వాటిలో బయోటెక్నాలజీకి సంబంధించిన అంశం?

1) బాహ్య అంతరిక్ష అధ్యయనం
2) మానవ ప్రయోజనం కోసం జీవుల జన్యువులను మార్పు చెందించడం
3) కొత్త కంప్యూటర్‌ టెక్నాలజీల అభివృద్ధి
4) రసాయన సమ్మేళనాల విశ్లేషణ

2. కింది వాటిలో ఏది బయోటెక్నాలజీ సాధారణ అప్లికేషన్‌ కాదు?

1) ఔషధాల ఉత్పత్తి
2) పంట దిగుబడుల మెరుగుదల
3) కొత్త ఆయుధాలు లేదా క్షిపణుల అభివృద్ధి
4) కాలుష్యం బయోరెమిడియేషన్‌

3. బయోటెక్నాలజీలో సెలెక్టివ్‌ బ్రీడింగ్‌ వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక భావన ఏమిటి?

1) విదేశీ జన్యువులను ఒక జీవిలోకి ప్రవేశపెట్టడం
2) కావాల్సిన లక్షణాల కోసం ఉపయోగకర జీవుల ప్రజననం
3) పెద్ద సంఖ్యలో ఒకేలాంటి జీవులను క్లోనింగ్‌ చేయడం
4) కాలుష్య కారకాలను విచ్ఛిన్నం చేయడానికి సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించడం

4. బయోటెక్నాలజీ ఆధునిక యుగం ఎప్పుడు ప్రారంభమైంది?

1) కిణ్వ ప్రక్రియ పద్ధతులతో పురాతన కాలంలో
2) 18వ శతాబ్దంలో పారిశ్రామిక విప్లవ సమయంలో
3) 19వ శతాబ్దంలో సూక్ష్మజీవుల ఆవిష్కరణతో
4) 20వ శతాబ్దంలో కంప్యూటర్ల ఆవిష్కరణ తర్వాత

5. కింది వాటిలో భవిష్యత్తులో ఏ పరిధిలోని పరిష్కారాలను బయోటెక్నాలజీ కలిగి ఉండవచ్చు?

1) వ్యక్తిగత జన్యుశాస్త్రం ఆధారంగా వ్యక్తీకరించిన ఔషధాన్ని అభివృద్ధి చేయడం
2) కణజాల ఇంజినీరింగ్‌ కోసం కొత్త బయోమెటీరియల్స్‌ను సృష్టించడం
3) వాతావరణ మార్పులాంటి పర్యావరణ సవాళ్లకు కొత్త పరిష్కారాలను కనుక్కోవడం
4) పైవన్నీ

6. కింది వాటిలో బయోప్రొడక్ట్‌కి ఉదాహరణ ఏది?

1) యురేనియం
2) జిర్కోనియం
3) పెట్రోలియం
4) ఇన్సులిన్‌

7. వ్యాక్సిన్లను రూపొందించడంలో ఉపయోగపడే శాస్త్రం?

1) కెమిస్ట్రీ
2) బయోటెక్నాలజీ
3) ఫిజిక్స్‌
4) జియాలజీ

8. వ్యవసాయంలో బయోటెక్నాలజీ పరిధి ఏమిటి?

1) కొత్త వ్యవసాయ సాధనాలను అభివృద్ధి చేయడానికి
2) సహజంగా భూసారాన్ని పెంచడానికి
3) వ్యాధులకు పంట నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి
4) పైవన్నీ

9. బయోడిగ్రేడబుల్‌ ప్లాస్టిక్‌లు పర్యావరణ అనుకూల ప్రత్యామ్నాయం. ఎందుకంటే....

1) వీటిని ముడి చమురు నుంచి సేకరిస్తారు
2) సూక్ష్మజీవుల ద్వారా సహజంగా విచ్ఛిన్నమవుతాయి
3) ఉత్పత్తి చేయడానికి చౌకగా ఉంటాయి
4) ఎక్కువ మన్నికైనవి

10. బయోటెక్నాలజీలో నైతికపరమైన ఆందోళన అంశాలు దేనివల్ల తలెత్తవచ్చు?

1) ఔషధాల ధరను తగ్గించడం
2) పర్యావరణంలోకి జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన జీవులను ప్రవేశపెట్టడం
3) పరిశ్రమల్లో వేగవంతమైన ఉత్పత్తి సమయం వల్ల
4) కొత్త జీవ ఇంధనాలను సృష్టించడం

11. బయోటెక్నాలజీలో సూక్ష్మజీవుల పాత్ర?

1) యాంటీబయాటిక్స్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు
2) చమురు కాలుష్యాన్ని శుభ్రం చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు.
3) రెండూ సరైనవి
4) రెండూ సరికావు

12. బయోటెక్నాలజీలో కిణ్వ ప్రక్రియ ప్రాముఖ్యత ఏమిటి?

1) జీవ ఇంధనాలను రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
2) పెరుగు, జన్నును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే ప్రక్రియ
3) సంక్లిష్ట అణువుల విచ్ఛిన్నానికి సహాయపడుతుంది.
4) పైవన్నీ

13. జన్యు సవరణ, సెలెక్టివ్‌ బ్రీడింగ్‌ మధ్య తేడా?

1) జన్యు సవరణ అనేది సహజ ప్రక్రియ, సెలెక్టివ్‌ బ్రీడింగ్‌ కృత్రిమమైంది.
2) సెలెక్టివ్‌ బ్రీడింగ్‌ కొత్త జన్యువులను పరిచయం చేస్తుంది. జన్యు సవరణ ఇప్పటికే ఉన్న జన్యువులను మారుస్తుంది.
3) సెలెక్టివ్‌ బ్రీడింగ్‌ కంటే జన్యు సవరణ నెమ్మదిగా ఉంటుంది.
4) తేడా ఏమీలేదు