생명 공학 - 정의, 사례

생명 공학의 초기 예에는 동물과 작물을 사육하고 미생물을 사용하여 치즈, 요구르트, 빵, 맥주 및 와인을 만드는 것이 포함됩니다. 발효로 만든 치즈와 와인은 생명공학의 초기 사례입니다.

생명 공학은 인간에게 유익한 제품이나 시스템을 개발하기 위해 살아있는 시스템, 유기체 또는 유기체의 일부를 의도적으로 사용하거나 변경하는 것으로 광범위하게 정의될 수 있습니다.

다음 활동은 생명공학의 예입니다.

▷ 경쟁자를 죽이기 위해 항생제를 분비하는 토양의 박테리아
▷ 현미경을 사용하여 박테리아를 연구하는 미생물학자
▷ 인간은 효모를 사용하여 맥주와 포도주를 만듭니다.
▷ 폐의 결핵균이 결핵을 유발합니다.
▷ 지역 사회에서 질병을 모니터링하는 공중 보건 공무원

 

생명 공학의 초기 사례

생명 공학의 가장 초기 사례는 식물과 동물의 가축화입니다. 가축화는 10,000년 전에 우리 조상들이 식물을 신뢰할 수 있는 식품 공급원으로 유지하기 시작했을 때 시작되었습니다. 쌀, 보리, 밀은 최초의 가축화된 식물 중 하나였습니다.

야생 동물은 우유나 고기를 제공하거나 쟁기질을 하거나 농장을 지키는 일을 돕기 위해 길들여졌습니다. 개, 양, 염소는 가축화된 최초의 동물 중 하나로 생각됩니다.

다양한 질병을 감지하기 위한 합성 인슐린 및 합성 성장 호르몬 및 진단 테스트는 생명공학이 의학에 미치는 영향의 일부 예일 뿐입니다. 생명공학은 또한 산업 공정의 정제, 환경 정화 및 농업 생산에 도움이 되는 것으로 입증되었습니다.

 

 

일상 생활에서의 생명 공학 사례

1. 바이오 연료
바이오 연료는 식물, 동물 폐기물 및 조류 물질과 같은 바이오 매스에서 파생됩니다. 연료 가격의 상승과 화석 연료의 고갈로 인해 생명 공학을 통한 바이오 연료 생산이 중요한 역할을 할 수 있습니다. 바이오 연료는 재생 가능한 에너지원 역할을 하며 온실 가스 배출을 방지하므로 환경 친화적입니다. 바이오 연료의 예로는 에탄올, 바이오 디젤 및 바이오 가스가 있습니다.

2. 유제품
생명 공학은 유제품에 광범위하게 적용되며 치즈와 요구르트와 같은 우리가 가장 좋아하는 유제품에 대한 생명 공학 덕분입니다. 치즈는 우유의 젖산 발효에 의해 형성됩니다. 우유에는 물(85%), 지방, 탄수화물(유당), 단백질(카제인 및 유청)이 포함되어 있습니다.

치즈는 우유를 산성화하거나 레닛을 첨가하여 우유를 고체 커드와 액체 유청으로 분리함으로써 형성됩니다. 유산균 또는 연쇄상구균과 같은 특정 박테리아는 유당(유당)을 젖산으로 전환하여 우유 pH를 낮춥니다.

이것을 우유의 산성화라고 합니다. 그것은 우유에 존재하는 해로운 박테리아를 죽입니다. 이렇게 하면 우유를 커드와 액상 유청으로 분리하는 데 도움이 됩니다. Rennet은 카제인 단백질의 응고를 돕는 효소입니다.

이렇게 하면 고체 커드와 액체 유청이 분리됩니다. 그런 다음 액체 유청을 제거하고 커드를 소금에 절여 모양을 만듭니다. Rennet은 반추 동물의 위장에 존재하는 일련의 효소입니다. 키모신(프로테아제)은 우유의 카제인 단백질을 응고시키는 핵심 효소입니다.

3. 베이커리 제품
빵은 인간이 일상 생활에서 가장 흔하게 섭취하는 식품 중 하나입니다. 빵을 부드럽고 폭신하게 만드는 것이 무엇인지 아십니까? 빵은 밀가루, 물, 효모 및 설탕을 사용하여 반죽을 만들어 형성됩니다. 촉촉한 반죽에 존재하는 아밀라아제는 밀가루에 존재하는 전분(아밀라아제 또는 아밀로펙틴)을 분해하고 맥아당과 자당을 방출합니다.

효모는 에너지를 얻기 위해 설탕을 먹고 사는 균류의 일종입니다. 반죽에 존재하는 효모에는 호기성 호흡을 통해 맥아당을 포도당으로 분해하지만 곧 산소가 고갈되어 혐기성 호흡으로 전환하는 말타아제가 포함됩니다. 혐기성 호흡에서는 당을 분해하여 CO2와 에탄올을 생성합니다.

이 CO2 분자는 글루텐 분자에 갇히게 되어 반죽이 보송보송해집니다. 그런 다음 반죽을 가열하여 효모를 죽이고 에탄올을 증발시킵니다. Saccharomyces cerevisiae는 빵을 만드는 데 사용되는 효모 종으로 제빵 효모라고도 합니다.

 

4. 유당이 없는 우유
유당은 우유에 자연적으로 존재하는 설탕입니다. 그것은 포도당과 갈락토스라는 더 작은 단위를 가지고 있습니다. 유당은 락타아제라는 효소에 의해 장에서 분해됩니다. 어떤 사람들은 유당을 소화할 수 없고 체내에 유당 효소가 부족하기 때문에 유당 불내증이 있습니다.

그런 사람들에게 유당은 그대로 장에 남아 메스꺼움, 복부 팽만감, 경련 등과 같은 증상을 유발합니다. 생명공학 덕분에 유당이 없는 밀크인 시장이 탄생했습니다. 이러한 우유는 락타아제 효소로 전처리됩니다.

이로 인해 유당이 포도당과 갈락토오스로 분해됩니다. 이 효소는 클루이베로마이세스(Kluyveromyces)라는 효모에서 생산됩니다. 유당이 없는 우유는 단일 단위 포도당과 갈락토오스로 구성되며, 이는 유당보다 물에 더 잘 녹고 장에서 쉽게 흡수될 수 있습니다.

5. 스킨케어 제품
생명 공학은 미용 및 미용 의학에서 중요한 역할을 해왔습니다. 보톡스는 일상 생활에서 생명 공학 제품의 두드러진 예 중 하나입니다. 보톡스는 클로스트리디움 보툴리눔균에 의해 생성되는 단백질입니다.

신경 세포를 마비시켜 얼굴의 주름을 감소시킵니다. 히라우론산은 안티에이징 스킨케어에도 매우 중요한 성분입니다. 인체에 자연적으로 존재합니다. 실험실에서 히알루론산은 Streptococcus zooepidemicus, Escherichia coli, Bacillus subtilis와 같은 특정 박테리아가 적절한 온도와 pH에서 포도당을 발효시켜 생성됩니다.

6. 세제 프로테아제
이들은 단백질 불순물을 제거하는 현대 세제의 필수 구성 요소이며 세탁물에 존재하는 전분, 단백질 및 지방산을 분해하는 데 사용됩니다. 프로테아제의 생산은 차례로 유용한 부산물인 유기 비료를 산출하는 바이오매스를 생성합니다.

7. 유전자 변형(GM) 작물
생명공학은 면, 양모 실크 등과 같은 천연 섬유를 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 해충 또는 제초제 저항성 작물을 만들어 작물 생산의 수확량과 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다. 유전자 변형 식품은 유전 공학에 의해 DNA의 변화를 도입하여 생산됩니다. GM 식품의 몇 가지 예는 Bt 작물, 황금 쌀 등입니다.

8. 염료 제조
Shikonin은 자연적으로 발생하는 나프토퀴논의 한 예입니다. 그것은 식물 Lithospermum erythrorhizo의 말린 뿌리에서 발견됩니다. 그들은 화장품, 식품 및 섬유 산업에서 천연 착색제로 사용됩니다. 생명공학은 또한 안트라퀴논 염료 생산에도 도움이 됩니다.

이 염료는 trichoderma, aspergillus 및 curvularia 균주와 같은 다양한 균류에서 추출할 수 있습니다. 안트라퀴논 생물염료의 예는 CI 분산 블루 7 및 CI 애시드 그린 28입니다. 안트라퀴논은 식물과 곰팡이에 의해 생성되는 유기 화합물입니다. 이 염료는 저렴하고 매우 친환경적입니다.

 

9. 항생제 생산
항생제는 생명공학 제품의 매우 일반적인 예 중 하나입니다. 그들은 토양에 사는 미생물에 의해 생성되는 비 단백질 분자입니다. 항생제는 스트렙토마이세스, 바실러스, 페니실리움(진균)과 같은 많은 종의 박테리아에 의해 2차 대사산물로 생성됩니다.

항생제는 인간과 동물의 전염병 퇴치에 중요한 역할을 합니다. 항생제는 작용 방식에 따라 살균(박테리아를 죽임)과 정균(박테리아 성장을 억제)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 페니실린은 Alexander Fleming이 발견한 최초의 항생제입니다.

10. 백신 생산
생명공학은 다양한 치명적인 질병에 대한 백신 생산에 중요한 역할을 했습니다. 백신은 표면 단백질 또는 병원체에 의해 생성되는 독소 중 하나인 죽은 또는 비활성 병원체로 만들어집니다.

예방 접종은 우리의 면역 체계를 자극하여 항체를 생성합니다. 이 항체들은 기억항체로서 혈액 속을 오랫동안 순환하며, 향후 상기 병원체가 침입하면 기억항체가 이에 대항하여 싸운다.