Công nghệ sinh học là ngành được xây dựng dựa trên hệ thống các sinh vật sống hoặc các tổ chức sống nhằm sản xuất và tạo ra các sản phẩm công nghệ dựa trên ngành sinh học, đặc biệt được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, khoa học thực phẩm, và dược phẩm. Hiệp hội đa dạng về sinh học của Liên Hiệp Quốc đã đưa ra một vài định nghĩa về công nghệ sinh học
Định nghĩa tổng quát về công nghệ sinh học
Khái niệm công nghệ sinh học bao trùm nhiều quy trình chủ yếu có hai công đoạn trong việc làm này là thay đổi hay phân tích các sinh vật sống theo mục đích của con người như thuần hóa động vật, trồng trọt và cải tạo những sinh vật này thông qua các hoạt động sinh sản như chọn lọc có điều kiện, lai ghép hay nhân bản vô tính. Khái niệm này trong thời hiện đại bao gồm công nghệ gen cũng như các công nghệ nuôi cấy mô và tế bào. Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ định nghĩa công nghệ sinh học là việc ứng dụng khía cạnh sinh học của sinh vật, hệ thống hoặc các quá trình sinh học vào nhiều ngành công nghiệp khác nhau để hiểu biết về khoa học sự sống và cải tiến giá trị của vật liệu sinh học trong các ngành dược học, thực vật học và động vật học;
Công nghệ sinh học là một lĩnh vực công nghệ cao dựa trên nền tảng khoa học về sự sống với sự kết hợp giữa quy trình nghiên cứu và thiết bị kỹ thuật nhằm tạo ra các quy mô công nghệ khai thác các hoạt động sống của vi sinh vật, tế bào thực vật và động vật nhằm sản xuất ở quy mô công nghiệp các sản phẩm sinh học có chất lượng cao, phục vụ cho nhu cầu và lợi ích của con người đồng thời phát triển kinh tế – xã hội và các sảm phẩm thân thiện với môi trường nhằm giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng hiện nay.
Lịch sử hình thành của ngành công nghệ sinh học
Qua từng thời kỳ phát triển, công nghệ sinh học chia thành 3 giai đoạn chính:
- Công nghệ sinh học truyền thống: Công nghệ sinh học truyền thồng được định hình nhằm chế biến các sản phẩm dân dã đã có từ lâu đời như tương, chao, nước mắm… bằng các phương pháp truyền thống như: xử lý đất đai, phân bón,…. nhằm phục vụ cho một số lĩnh vực như: nông nghiệp, cây trồng, chăn nuôi; hay tạo ra các sản phẩm phục vụ nhu cầu đời sống sinh hoạt.
- Công nghệ sinh học cận đại: Công nghệ sinh học cận đại có sử dụng công nghệ trong quá trình chế biến sản phẩm như việc sử dụng các nồi lên men công nghiệp để sản xuất ở quy mô lớn các sản phẩm sinh hoạt như mì chính, acid amin, acid hữu cơ, chất kháng sinh, vitamin, enzym, v.v….
- Công nghệ sinh học hiện đại: Công nghệ sinh học hiện đại thường thấy như Công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệ enzym và protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ lên men, công nghệ môi trường.
Ngày nay, công nghệ sinh học đang được ứng dụng vào trong rất nhiều các lĩnh vực của cuộc sống: công nghiệp, nông nghiệp, y học, dược… Bằng những kiến thức sinh học về thực vật, động vật, nấm, vi khuẩn,… và sử dụng “công nghệ DNA tái tổ hợp”, những nhà khoa học đang cố gắng tạo ra những cây trồng, vật nuôi có năng suất và chất lượng cao, những loại thực phẩm, dược phẩm phục vụ cho việc chữa bệnh cho con người. Công nghệ tế bào và kĩ thuật chuyển gen hiện nay rất phát triển ở Việt Nam
Công nghệ sinh học ứng dụng
Công nghệ sinh học là một lĩnh vực rất rộng và tham gia vào khá nhiều vào trong các lĩnh vực khác như:
- Tin sinh học là một lĩnh vực đa ngành trong đó giải quyết vấn đề sinh học bằng cách sử dụng các kỹ thuật tính toán, và làm cho tổ chức nhanh chóng và phân tích dữ liệu sinh học có thể. Lĩnh vực này cũng có thể được gọi là sinh học tính toán, và có thể được định nghĩa là” khái niệm sinh học về các phân tử và sau đó áp dụng các thông tin kỹ thuật để hiểu và tổ chức thông tin liên kết với các phân tử này, trên quy mô lớn.” Tin sinh học đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như chức năng gen, cấu trúc gen, proteomics, và tạo thành một thành phần quan trọng trong lĩnh vực công nghệ sinh học và dược phẩm.
- Công nghệ sinh học lam là một thuật ngữ đã được sử dụng để mô tả các ứng dụng hàng hải và thủy sản của công nghệ sinh học, nhưng ứng dụng của nó là tương đối hiếm.
- Công nghệ sinh học xanh được áp dụng công nghệ sinh học nông nghiệp. Một ví dụ là việc lựa chọn và thuần hóa thực vật thông qua vi nhân giống. Một ví dụ khác là thiết kế chuyển gene thực vật để phát triển trong môi trường cụ thể trong sự hiện diện (hoặc không) của các hóa chất. Một hy vọng là công nghệ sinh học xanh có thể sản xuất các giải pháp thân thiện với môi trường hơn so với truyền thống công nghiệp / nông nghiệp. Một ví dụ của việc này là kỹ thuật chuyển gen kháng sâu bệnh vào thực vật, do đó không cần phải sử dụng chất bảo vệ thực vất quá nhiều như hiện nay. Một ví dụ này sẽ là ngô chuyển gene.
- Công nghệ sinh học đỏ được áp dụng trong lĩnh vực y dược. Một số ví dụ thiết kế của các sinh vật để sản xuất kháng sinh, và các kỹ thuật chữa các căn bệnh di truyền qua kỹ thuật di truyền.
- Công nghệ sinh học trắng, còn được gọi là công nghệ sinh học công nghiệp, công nghệ sinh học áp dụng trong công nghiệp. Một ví dụ là nuôi cấy vi sinh vật để sản xuất một hóa chất hữu ích. Dùng enzyme như một chất xúc tác trong công nghiệp để sản xuất hóa chất có gây ô nhiễm môi trường. Công nghệ sinh học trắng có xu hướng tiêu thụ ít tài nguyên hơn so với các quy trình truyền thống được sử dụng để sản xuất hàng công nghiệp
Hiểu một cách đơn giản, công nghệ sinh học là ngành nghiên cứu và vận dụng sinh vật sống kết hợp với quy trình và thiết bị kỹ thuật để tạo ra sản phẩn và sản xuất ở quy mô công nghiệp với các sản phẩm sinh học phục vụ cho lợi ích của con người, đồng thời phát triển kinh tế – xã hội và bảo vệ môi trường. Cụ thể, các sản phẩm từ công nghệ sinh học được ứng dụng trong đời sống như:
- Sản xuất thuốc,
- Sản xuất thức ăn;
- Điều chế và sản xuất hóa chất công nghiệp;
- Phát triển giống cây trồng, vật nuôi;
- Ứng dụng công nghệ di truyền, xét nghiệm trong y khoa;
- Xử lý và giải quyết các vấn đề môi trường;…
Đi sau hơn vào chi tiết, công nghệ sinh học thường được phân thành các chuyên ngành tùy theo mục đích ứng dụng: Công nghệ sinh học ứng dụng trong nông nghiệp, ứng dụng trong thực phẩm, ứng dụng trong môi trường. Ngoài khối lượng kiến thức nền tảng về lĩnh vực sinh học, kỹ thuật và công nghệ, các chuyên ngành này còn được trang bị những kiến thức chuyên sâu về sinh học thực nghiệm, sinh học phân tử, công nghệ lên men vi sinh vật, kỹ thuật nuôi cấy mô thực vật ứng dụng, công nghệ sản xuất sinh dược phẩm. Sinh viên có khả năng thu thập mẫu, đo đạc và tổng hợp, phân tích số liệu; sử dụng các phương pháp thí nghiệm hiện đại của công nghệ sinh học.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của đời sống và sản xuất công nghiệp là sự gia tăng các vấn đề cấp thiết về môi trường, thực phẩm, nông nghiệp,.. đang được xã hội quan tâm. Trước tình hình nhiều trung tâm nghiên cứu được thành lập để giải quyết các vấn đề trên, cùng những lợi thế đầy tiềm năng đến từ ngành công nghệ quan trọng này, Công nghệ sinh học đã trở thành một trong những ngành nghề mũi nhọn của thời đại công nghệ cao. Từ việc vận hành, bảo trì các thiết bị ứng dụng hiện đại cho đến nghiên cứu phát triển sản phẩm công nghệ sinh học, điều hành sản xuất, quản lý và đảm bảo chất lượng sản phẩm tại các nhà máy đều đòi hỏi vai trò quan trọng của các chuyên gia am tường về công nghệ sinh học.
Ngành Công nghệ sinh học được xác định là ngành học của tương lai. Ngành học này đã và đang ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống con người. Vì vậy, cơ hội việc làm luôn luôn rộng mở đối với sinh viên ngành Công nghệ sinh học.
Nguồn: Wikipedia.org