หน่วยการเรียนรู้ที่2
เทคโนโลยีชีวภาพ

อ้างอิง: https://youtu.be/CjA0YlFQ-2E

ประวัติของเทคโนโลยีชีวภาพ

เทคโนโลยีชีวภาพ (biotechnology )หมายถึง การนำเอาความรู้ทางด้านต่างๆ ของวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิต หรือสิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิต หรือผลผลิตของสิ่งมีชีวิต เพื่อเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ไม่ว่าจะเป็นการผลิต หรือกระบวนการทางสินค้าหรือบริการ ใช้ประโยชน์เฉพาะอย่างตามที่ต้องการโดยสามารถใช้ประโยชน์ทางด้านต่างๆ เช่น ด้านการเกษตร ด้านอาหาร ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านทางการแพทย์เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์ทางเทคโนโลยีชีวภาพในชีวิตประจําวัน

ผลิตภัณฑ์ทางเทคโนโลยีชีวภาพในชีวิตประจำวัน ไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิควิทยาศาสตร์และกระบวนการทางชีววิทยาชั้นสูงมากนัก หรือเรียกว่าเป็นเทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่เป็นอาหารที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เช่น นมเปรี้ยวและโยเกิร์ต ขนมปัง น้ำส้มสายชู วุ้นมะพร้าว แหนม ผลไม้ดอง น้ำหมักชีวภาพ หรือน้ำสกัดชีวภาพ หรือน้ำจุลินทรีย์

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพ

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาบทบาทและหน้าที่ของจีนในสิ่งมีชีวิตต่างๆ และสามารถพัฒนาวิธีการควบคุมการแสดงออกของลักษณะทางพันธุกรรมสำเร็จ จึงนำความรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์ มาปรับปรุงสายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตให้มีคุณสมบัติตรงตามความต้องการ เช่น พันธุวิศวกรรม(genetic engineering) การโคลน (cloning) การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (tissue culture) และลายพิมพ์ (DNA finger printing) เป็นต้น

พันธุวิศวกรรม (genetic engineering)

พันธุวิศวกรรม คือกระบวนการนำความรู้ต่างๆ ที่ได้จากการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล หรืออณูชีววิทยา (molecular biology) นำมาประยุกต์ใช้ในการปรับเปลี่ยนดัดแปลง เคลื่อนย้าย ตรวจสอบสารพันธุกรรม (DNA) หรือจีน (gene) และผลิตภัณฑ์ของสารพันธุกรรมอย่างพวกอาร์เอ็นเอ (RNA) และโปรตีนของสิ่งมีชีวิตเพื่อนำมาใช้ประโยชน์

พันธการโคลน (cloning)

การโคลน หมายถึงการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ ซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนสิ่งมีชีวิตต้นแบบทุกประการ การโคลนทำโดยการนำนิวเคลียสของเซลล์ร่างกายไปใส่ในเซลล์ไข่ที่ดูดเอานิวเคลียสออกไปก่อนแล้ว ด้วยกระบวนการนี้เซลล์ไข่ที่มีนิวเคลียสของเซลล์ร่างกายจะพัฒนาไปเป็นสิ่งมีชีวิตตัวใหม่

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช เป็นการโคลนอย่างหนึ่งทำโดยการนำส่วนใดส่วนหนึ่งของพืชเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ ซึ่งประกอบด้วยธาตุอาหาร น้ำตาล วิตามิน และฮอร์โมนพืช ในสภาพปลอดเชื้อและมีการควบคุมแสงสว่าง อุณหภูมิ และความชื้น

ลายพิมพ์ DNA

ลายพิมพ์ DNA เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของแต่ละบุคคล ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ DNA จากทุกเซลล์ในร่างกายจะเหมือนกันหมดด้วยเหตุนี้การตรวจเนื้อเยื่อจากส่วนใดในร่างกายจึงได้ผลเช่นเดียวกันกับการตรวจลายพิมพ์ DNA เป็นการตรวจเทียบลำดับเบสของ DNA ที่ตำแหน่งต่างๆ ซึ่งโอกาสที่บุคคลจะมีลำดับเบสของ DNA ตรงกันในทุกตำแหน่งที่ตรวจนั้นแทบจะไม่มีเลย

ด้านการเกษตรและอาหาร

การพัฒนาและปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์ให้มีคุณลักษณะตามที่มนุษย์ต้องการดังที่ได้กล่าวมาแล้ว นอกจากนี้ยังมีวิธีการอื่นๆ เช่น การผสมเทียม และการถ่ายตัวอ่อน

การผสมเทียม (artificial insemination) เป็นการทำให้เกิดปฏิสนธิในสัตว์โดยไม่ต้องมีการร่วมเพศตามธรรมชาติ โดยมนุษย์เป็นผู้ฉีดน้ำเชื้อของสัตว์เพศผู้เข้าไปในอวัยวะสืบพันธุ์ของสัตว์เพศเมียในช่วงเวลาที่เป็นสัด (ระยะที่สัตว์มีไข่สุก) เพื่อให้อสุจิผสมกับไข่ทำให้เกิดปฏิสนธิซึ่งเป็นผลให้ตัวเมียนั้นตั้งท้อง

การถ่ายฝากตัวอ่อน (embryo transfer) เป็นการนำตัวอ่อนที่เกิดจากสัตว์ที่เป็นตัวให้ (donor) ย้ายไปฝากใส่ไว้ในมดลูกของสัตว์อีกตัวที่เป็นตัวรับ (recipient) เพื่อทำหน้าที่ฝังตัวอ่อนและอุ้มท้องไปจนคลอด ตัวให้จะต้องเป็นแม่พันธุ์ที่มีสุขภาพแข็งแรง พันธุ์ดี ให้ผลผลิตสูง ไม่มีโรคติดต่อ ส่วนตัวรับไม่จำเป็นต้องเป็นพันดี แต่ต้องมีสุขภาพแข็งแรง ไม่มีโรคติดต่อ

ด้านการแพทย์และสุขภาพ

เทคโนโลยีชีวภาพสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในทางด้านการแพทย์และสุขภาพได้หลายอย่าง เช่น ยารักษาโรคมีการนำความรู้มาประยุกต์กันระหว่างเทคโนโลยีชีวภาพกับสมุนไพรหรือสมุนไพรไทยจนสามารถทำยารักษาโรคตัวใหม่ได้ การป้องกันโรค เช่น
การตรวจดีเอ็นเอเพื่อวิเคราะห์โรคทางพันธุกรรมของพ่อแม่เพื่อดูว่าบุตรที่เกิดมาจะมีโอกาสเกิดโรคทางพันธุกรรมใดๆ หรือไม่ หรือการทำวัคซีนเพื่อป้องกันโรค

ด้านอุตสาหกรรม

เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อประโยชน์ด้านอุตสาหกรรม เช่น

- การผลิตไวน์ เป็นการนำน้ำผลไม้มาหมักด้วยยีสต์ โดยจะเปลี่ยนน้ำตาลในผลไม้ให้กลายเป็นแอลกอฮอล์ ผลไม้แต่ละชนิดจะให้กลิ่นและรสชาติที่แตกต่างกันไป

- การใช้กระบวนการพันธุวิศวกรรม ทำให้เกิดอุตสาหกรรมใหม่ๆ ขึ้นมากมาย เช่น การเปลี่ยนโครงสร้างแป้ง น้ำมัน และโปรตีนในพืชหรือการลดปริมาณเซลลูโลสในไม้ การผลิตสารเคมีจากพืชบางชนิด เป็นต้น

ด้านสิ่งแวดล้อม

ความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ นำไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืนและช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชที่ได้รับการถ่ายฝากจีน (gene) ต้านทานโรคและแมลง ทำให้ไม่ต้องใช้สารเคมีฉีดพ่นหรือใช้ในปริมาณที่ลดลงมาก