Bazele Teoretice ale Biotehnologiilor Microbiene

Biotehnologiile moderne constituie o achiziţie de valoare fundamentală şi aplicativă a ştiinţei contemporane. Odată cu dezvoltarea cunoştinţelor de biologie celulară, genetică moleculară, biochimie, microbiologie şi inginerie genetică a devenit posibilă manipularea artificială a informaţiei genetice a organismelor vii şi pe această bază au apărut biotehnologiile moderne cu implicaţii deosebite în ameliorarea plantelor, a animalelor, în producerea de substanţe biologic active (farmaceutice, produse chimice şi bioenergetice valoroase).

Biotehnologiile contemporane au implicaţii deosebite în agricultură, industria alimentară, industria farmaceutică şi chimică şi medicină. În acest scop s-au elaborat programe prioritare pentru dezvoltarea şi valorificarea practică a cercetărilor de inginerie genetică şi biotehnologie. Pentru pregătirea de specialişti în aceste domenii ale biotehnologiei au fost introduse în învăţământul superior cursuri de biotehnologii moderne. În accepţia modernă, biotehnologiile au apărut după începerea exploatărilor industriale şi comerciale ale rezultatelor cercetărilor de biologie.

Primele generaţii de biotehnologii se situează la începutul secolului 19. În prezent, biotehnologiile moderne sunt într-o perioadă de mare avânt, descoperirile în acest domeniu se succed cu o viteză apreciabilă. Pe plan mondial se fac eforturi susţinute pentru dezvoltarea cercetărilor privind manipularea artificială a informaţiei genetice a plantelor, animalelor şi microorganismelor pe care se bazează în mare măsură biotehnologiile moderne.

Organisme specializate au luat măsuri atât pentru aprofundarea cercetărilor din domeniul biotehnologiilor, dar mai ales pentru extinderea rezultatelor cercetării în direcţia aplicării lor în agricultură, industria alimentară, chimică şi farmaceutică.

Secolul 20 a însemnat un pas uriaş în dezvoltarea cercetărilor de genetică, inginerie genetică, biologie celulară şi moleculară, de biochimie şi microbiologie. Totodată s-au dezvoltat tehnicile de culturi de celule vegetale, animale şi de microorganisme. S-au creat astfel premisele apariţiei biotehnologiilor moderne şi a bioindustriei. Biotehnologiile moderne şi bioindustriile vor contribui la rezolvarea unor probleme majore ale umanităţii.

Se consideră că de acestea trebuie să beneficieze ţările în curs de dezvoltare care vor putea cu ajutorul acestor biotehnologii să-şi amelioreze situaţia sau starea alimentară şi sanitară şi să realizeze progrese în protecţia mediului înconjurător.

Bioindustriile au cunoscut o dezvoltare deosebită după descoperirea în 1927 a penicilinei de către Fleming şi industrializarea ei în 1939. O altă perioadă de dezvoltare a bioindustriilor se poate situa după 1972 când apar tehnicile de inginerie genetică şi până în 1975 când noile metode de producere a anticorpilor dau noi obiective bioindustriilor.

Dacă până în 1975 putem vorbi de „biologie industrială”, „industria de fermentaţie”, „farmacologie”, după acest moment s-a simţit nevoie de a găsi o nouă definiţie.

Unii autori înţeleg prin biotehnologii toate procedeele chimice, fizice sau informatice care servesc la transformarea industrială a viului. Alţi autori se limitează la tehnicile ce decurg din ştiinţele vieţii ca genetica, biochimia, biologia celulară, imunologia. Pentru aceşti autori termenul potrivit este cel de inginerie biologică.

Scopul biotehnologiilor constă în utilizarea bacteriilor, levurilor, celulelor vegetale şi animale a căror metabolism şi a căror capacităţi de biosinteză sunt orientate către obţinerea de substanţe specifice. Aceste biotehnologii oferă posibilitatea ca pornind de la resurse larg disponibile să se obţină o mulţime de substanţe şi compuşi esenţiali pentru viaţă.

Aplicate la scară industrială, aceste biotehnologii constituie bioindustria care cuprinde pe de o parte activităţi industriale în cadrul cărora biotehnologiile pot înlocui tehnologiile folosite în mod curent şi pe de altă parte activităţile industriale în care biotehnologiile au un rol esenţial.

Activităţile industriale în care biotehnologiile au un rol promotor cuprind industria alimentară (producţia de biomasă levuriană, algală şi bacteriană în vederea obţinerii de proteine, AA, vitamine, enzime), domeniul creşterii productivităţii agricole, industria farmaceutică (obţinerea de vaccinuri, sinteza de hormoni, de interferoni şi antibiotice), protecţia mediului înconjurător şi lupta împotriva poluării (tratarea apelor uzate, transformarea resturilor menajere, fabricare compuşilor biodegradabili).

Specialiştii ridică următoarea întrebare: „Vor fi biotehnologiile un panaceu pentru rezolvarea diverselor probleme cu care se confruntă mai ales ţările în curs de dezvoltare?”. Răspunsurile la această întrebare vor trebui să ia în considerare situaţiile diverse existente în aceste ţări, deoarece unele dintre ele au un bun nivel de cercetare ştiinţifică şi tehnologică, o bază industrială dezvoltată care asigură implementarea unor noi biotehnologii. Chiar şi ţările mai puţin avansate biotehnologic şi ştiinţific pot beneficia de progresele înregistrate în biotehnologii datorită reţelei de cooperare regională şi internaţională.

În concluzie, biotehnologiile cuprind un ansamblu de procedee de transformare a materiilor prime şi de producere cu ajutorul culturilor de microorganisme şi de celule animale şi vegetale a unei mari varietăţi de substanţe utile omului. Perfecţionarea acestor biotehnologii şi dezvoltarea lor ca rezultat a recentelor descoperiri de biologie moleculară vor produce schimbări profunde pe plan economic şi social, deoarece activităţile bioindustriale privesc producţia agricolă, nutriţia, tratarea şi prevenirea unor boli, satisfacerea nevoilor de energie şi protecţie a mediului înconjurător