Биотехнология и биоинженерия в чем разница

Биоинженер и биотехнолог, в чем разница

Биоинформатика – это новая отрасль науки, производства и сельского хозяйства. Ее цель – улучшение качеств растений, разработка новых медицинских препаратов, альтернативных видов топлива. Эти проблемы решают биоинженер и биотехнолог, в чем разница между этими профессиями, в каких областях они специализируются.

Кто такой биоинженер

По определению биоинженер – это работник, научный сотрудник, задачи которого изменять свойства живых организмов. Они работают над структурами ДНК, РНК, создают новые инструменты и аппаратуру для исследований. Генная инженерия – это подраздел отрасли. Биоинженер – это практик который применяет знания и опыт для решения технических проблем в области биологии.
Сферы, где эта профессия востребована:

• медицинская отрасль, создание новых препаратов для лечения врожденных и онкологических заболеваний;
• фармакология, разработка лекарств;
• сельское хозяйство, селекция, вывод новых растений;
• создание топлива на основе растительной жизни.

Для обучения нужно поступить на соответствующий факультет. Пример – Московский государственный университет им. Ломоносова, специальность – биоинформатика. Срок обучения – 5 лет.

Биотехнолог, определение

На практике без опыта сложно узнать, что делает биоинженер и биотехнолог, в чем разница между этими профессиями. Последняя – это общее название деятельности. Поэтому перед обучением выбирают специализацию. От этого будет зависеть дальнейшая зарплата, перспективы профессионального, карьерного роста. Больще о профессии можно узнать на сайте — https://jobjoys.com/inzhenernoe-delo/biotehnologi/
Популярные направления специальности:

• медицина, изучение заболеваний человека патологий и методов их лечения;
• биоинженерия, рассмотренные выше;
• фармакология анализ свойств веществ и компонентов биологического происхождения;
• информатика, использование математики, методов компьютерного анализа в биологии;
• гибридизация, создание новых видов растений, живых организмов методом изменения генов.

Области деятельности – практическое применение знаний, или исследования. Их можно совмещать для улучшения результатов работы.

Отличия в профессиях

Разница между биотехнологом и биоинженером заключается в специализации. Первый – это общее определение профессии не включает разбивку по областям. Ее осваивают на первых курсах обучения, начиная с третьего года действует программа специализация. До этого момента можно изменить направление.
Биоинженер занимается изучением, изменением определенных живых форм, организмов. Это могут быть сельскохозяйственные культуры, медицинские бактерии, основа для разработки биологического топлива. Эти факторы влияют на уровень зарплаты и востребованности специалистов.

Заработные платы и рынок труда

Биоинформатика – востребованная специальность на рынке труда. Средняя зарплата в России составляет 45 000 руб. Если сотрудник занимается научной деятельностью, разрабатывает и внедряет новые технологии, размер заработной платы может достигать 170 000 руб.
На рынке труда вакансии по этой профессии в медицине и сельском хозяйстве. Молодому специалисту без опыта работы сложно найти должность. Поэтому после окончания обучения рекомендуется остаться на аспирантуре, попробовать себя в научной деятельности.

Биотехнология. Генная инженерия

• 5385
• 4,1
• 0
• 8

Молекулярный биолог Пробирочка расскажет про биотехнологию и все ее аспекты — от становления до прогресса

Автор

Редакторы

Комикс на конкурс «био/мол/текст»: Генная инженерия и биотехнология, будучи одними из главных направлений научно-технического прогресса, способствуют решению разнообразных задач. За счет генной инженерии совершен огромный шаг навстречу новым технологиям. В этой статье будет рассказано об истории открытия, становления и успехов биотехнологии, а также о тех вопросах, над которыми сейчас работают молекулярные биологи и биотехнологи.

Конкурс «био/мол/текст»-2018

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2018.

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

Генная инженерия и биотехнология, будучи одними из главных направлений научно-технического прогресса, хорошо способствуют решению разнообразных задач.

В настоящее время биотехнология способна решить множество проблем медицины и создания пищевых продуктов. Также особая роль биотехнологии отводится в сельском хозяйстве. Ученые занимаются созданием и дальнейшим культивированием трансгенных растений и синтезом средств их защиты.

За счет генной инженерии был совершен огромный шаг навстречу новым технологиям. Однако ее развитие породило множество споров, в том числе и о ГМО. Несмотря на все слухи, польза ГМО явно видна. ГМ-растениям не страшен холод, пестициды или засуха. Помимо этого, использование генномодифицированных организмов может улучшить качество жизни населения стран третьего мира.

Самая главная молекула. Открытие ДНК

Несомненно, молекула ДНК занимает особое место в биологической науке. Ведь ДНК является носителем всей наследственной информации, сохраняет ее и передает следующему поколению. Именно с открытия знаменитой двойной спирали учеными Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном (1953 г.) начался новый виток в истории человеческой культуры — эпоха генетики, молекулярной биологии, биотехнологии и биомедицины.

Значение ДНК колоссально, поскольку во всех живых организмах генетическая информация существует в виде особой структуры — двойной спирали. Рассмотрим ДНК с химической точки зрения. Молекула представляет собой достаточно длинную цепь из строительных блоков — нуклеотидов. А каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, дезоксирибозы (особого сахара) и фосфатной группы.

Язык науки. Генетический алфавит

Двухцепочечная молекула ДНК хранит генетическую информацию, а генетическим кодом называют систему записи последовательности кодируемого белка нуклеотидами в гене.

Между языком генетики и любым другим языком можно для наглядности провести параллель. Как самый обычный текст, написанный, к примеру, на русском или английском языках, описывающий последовательность действий, так и запись информации в гене о последовательности аминокислот белка состоит из логически упорядоченных букв. То есть вся генетическая информация в молекуле записана набором из четырех букв — так называемым «алфавитом». Нуклеотиды обозначаются буквами А (аденин), Т (тимин), Ц (цитозин) и Г (гуанин). Они одинаковы у всех — от бактерий до человека. Различной будет лишь последовательность этих букв.

Свойства генетического кода:

• Триплетность. Генетический код состоит из трех букв — триплетов нуклеотидов ДНК. Они комбинируются в разной последовательности: ГЦА, АЦГ, ААТ и т.д. Каждый из триплетов кодирует конкретную аминокислоту, а это значит, что все 20 существующих аминокислот зашифрованы тремя определенными нуклеотидами.
• Вырожденность. Триплетов, кодирующих аминокислоты, существует 61, а аминокислот только 20, поэтому каждая аминокислота может кодироваться несколькими триплетами.
• Однозначность. Каждому триплету соответствует только одна аминокислота.

Кольцо и спираль. Разнообразие форм

После открытия структуры ДНК началось активное развитие молекулярной биологии. Тем не менее, понимая строение ДНК на уровне химической структуры, никто не мог представить, что эта молекула может быть кольцевой. Как теперь известно, кольцевую ДНК имеют бактерии. Но кольцевая молекула есть и у человека, она находится в митохондриях.

Кольцевое строение ДНК наиболее эффективно для ее удвоения, то есть репликации. Репликация кольцевого типа — относительно простой процесс удвоения молекулы. Происходит разделение цепочек исходной молекулы и наращивание по принципу комплементарности новых цепочек по существующим. В результате получаются дочерние ДНК, которые окажутся идентичными копиями исходной. При кольцевом строении молекулы процесс удвоения протекает более точно.

Роль биотехнологии. Правда о ГМО

Переход биологии на молекулярный уровень дал начало развитию биотехнологии. Ее суть состоит в использовании методов генной инженерии для рыночного производства значимых биологических продуктов: новейших лекарств, реагентов для научных исследований и продуктов питания.

Для создания всего вышеперечисленного используют рекомбинантные белки. Это такие искусственно созданные и обладающие новыми свойствами белки, синтез которых контролируют новые гены, внедренные в клетки.

Рекомбинантные ДНК

ДНК — главный материал, с которым работает генный инженер. Но проверять результаты работы и производить рекомбинантный продукт придется с помощью живых организмов. Так, при создании рекомбинантных ДНК нельзя обойтись без кишечной палочки, которая подходит для производства некоторых биотехнологических продуктов. А при работе с эукариотическими генами и белками часто используют пекарские дрожжи. Главная особенность дрожжей — отличная способность к гомологичной рекомбинации. Дрожжи также удобно использовать при производстве рекомбинантных белков, так как они умеют редактировать матричную РНК, их продукты лишены токсичности, а у некоторых видов достаточно высокий выход продукта.

Вышеуказанные микроорганизмы стали моделями для изучения молекулярной организации и отработки генетических техник у прокариот и эукариот. Для обеспечения техники безопасности и удобства работы с рекомбинантными ДНК были созданы различные мутанты кишечной палочки. К примеру, следующие:

• неспособные передавать плазмиды другим клеткам;
• устойчивые к бактериофагам;
• содержащие мутации для выявление клеток с рекомбинантными ДНК.

Для генных инженеров эта бактерия особо значима, так как:

• для работы с ней не требуется дорогое и сложное оборудование;
• она чувствительна к большинству стандартных антибиотиков (это существенно облегчает подбор маркеров для клонирования);
• ее геном и биохимия хорошо изучены, разработано огромное множество инструментов для работы с ней.

Однако у кишечной палочки есть и ряд недостатков:

• продукты, полученные при работе, могут обладать токсическими свойствами, поэтому необходимы постоянный контроль и очистка;
• она не умеет самостоятельно сворачивать и модифицировать синтезируемые белки;
• иногда снижается выход целевого продукта из-за формирования неполноценных белков.

Постепенно увеличивалось влияние биологии на быт и жизнь человека в целом. Это привлекло к ней всеобщее внимание. Рост возможностей современной биотехнологии породило множество споров, в том числе и о ГМО.

Интересный факт

Человечество тысячи лет вмешивается в эволюционные процессы, проводя искусственный отбор организмов с полезными, значимыми для человека спонтанно возникшими мутациями — селекцию. К примеру, когда-то всем известной кукурузы (в современном понимании) и вовсе не существовало. Древние люди занимались скрещиваниями дикого родственника нынешней кукурузы — теосинте. И как выяснилось в результате исследований, геномы теосинте и кукурузы оказались уж очень схожими. Разницу между двумя видами определили несколько десятков генетических мутаций.

Многих пугает даже сама аббревиатура «ГМО», ведь каждый вкладывает в нее какой-то свой смысл, а у многих она ассоциируется с чем-то злым, опасным и даже смертоносным. Вероятнее всего, ГМО нагоняет страх на людей из-за непонимания, что же это такое.

ГМО — это организмы, геном которых был изменен при помощи генетической инженерии. Тем не менее факт остается фактом: за счет эволюционных процессов гены изменяются сами по себе у всех живых организмов. Отличие лишь одно: в процессе эволюции мы не можем контролировать процесс изменения генома, а в лаборатории, используя современные знания и технологии, способны изменять и улучшать гены.

Кстати говоря, у ученых-генетиков нет ни стимулов, ни целей создавать что-либо угрожающее здоровью всего человечества. Специалисты стремятся продвигать научный прогресс и производить те продукты, которые будут нужны людям.

Современная биотехнология. Генная инженерия сегодня

На данный момент перед учеными стоит ряд технологических задач. Можно изменить биологические организмы с помощью генноинженерных и клеточных методов для удовлетворения потребностей человека. К примеру, улучшить качество продуктов, получить новые виды растений и животных, придать различным живым организмам улучшенные свойства и создать необходимые лекарственные препараты за счет методов генетической инженерии.

Несомненно, в биотехнологии важное место занимает генная инженерия, позволяющая «кроить и шить» геномы подопытных организмов. Роль биотехнологии очень велика, поскольку ее способами производят генноинженерные белки (интерфероны, вакцины против серьезных заболеваний), вещества для фармакологии (лекарства, антибиотики, гормоны, антитела). А различные ферментные препараты применяют в производстве стиральных порошков, спирта. Особая роль биотехнологии — синтез средств для защиты растений и создание трансгенных растений

Трансгенные растения: вред или польза?

Люди могли изменять ДНК растений на протяжении многих лет. Скрещивая друг с другом растения с самыми лучшими свойствами, специалисты замечали, что эти свойства будут сохранены в потомстве. Так зародилась селекция.

Работа специалистов-селекционеров упростилась, когда в науке стали применять генетические законы Грегора Менделя. Позже было обнаружено, что возможно улучшить необходимые свойства растений при помощи мутаций. Число этих мутаций можно увеличивать за счет химикатов и рентгеновских лучей. В результате таких экспериментов было получено огромное количество разнообразных сортов растений. Важно знать, что такой метод может дать непредсказуемые результаты, поскольку, как известно, мутации спонтанны.

Конечно, из различных источников информации можно узнать о предполагаемом вреде трансгенных растений. И на второй план уходит одна из главных задач трансгенных организмов — спасение от нехватки важных питательных веществ и голода населения Земли. Существуют такие трансгенные растения, за счет которых удалось спасти человеческие жизни. Хорошим примером послужит золотой рис.

Золотой рис — генетически модифицированный сорт посевного риса, в зернах которого содержится огромное количество бета-каротина. Эти зерна имеют золотисто-желтый цвет. Считается, что это первая сельскохозяйственная культура, которая целенаправленно генетически модифицирована для улучшения пищевой ценности.

Вообще, при обширном выращивании, золотой рис может в несколько раз улучшить качество питания во многих странах (в том числе и в ряде стран третьего мира), где наблюдается нехватка витамина A. В организме человека витамин A производится из бета-каротина, который поступает преимущественно с растительной пищей. Для модификации риса использовали два гена: ген цветка нарцисса и ген бактерии Erwinia uredovora.

Разумеется, сегодня человечество нуждается в развитии новых технологий, а также ресурсов для жизни, удовлетворяющих потребности организма. Инновации вызывают опасения: сейчас некоторые люди не доверяют современным достижениям генетической инженерии.

Все же важно понимать, что новое — не обязательно плохое, всего лишь нужно попытаться разглядеть и положительные стороны, узнать больше о новых достижениях, открытиях, сделать последующие выводы исключительно на основе достоверных фактов. Именно тогда человечество может отграничиться от ряда споров, заблуждений, встать на путь новейших биологических открытий, сделать огромный рывок вперед.

Биоинженерия и биомедицинская инженерия 2020

Вступление

Инжиниринг — это применение физико-математических наук, чтобы создавать, проектировать и внедрять структуры, процессы и инструменты, чтобы сделать жизнь человека более комфортной и простой. В последние годы изучение техники далее подразделяется на отдельные дисциплины в зависимости от принципа и материала, который используется для создания нового изобретения. Из-за этого биологическая инженерия и биомедицинская техника появились как новые рубежи в области техники. Биологическая инженерия и биомедицина — это высокоразвитые науки, которые помогли сформировать современный мир, в котором мы живем. Эти области способствовали продвижению в области биологических наук и медицинских наук.

биоинженерия

Биоинженерия также известна как биологическая инженерия, разработка биологических систем и биотехнологическая инженерия. Это дисциплина, которая изучает применение принципов и методов математики, химии, физики и компьютерных наук для анализа и разработки новых процессов или инструментов для преодоления пробелов в науках о жизни. Для некоторых экспертов в области биоинженерия представляет собой широкую специализацию, которая охватывает биомедицинскую инженерию, медицинскую инженерию и биохимическую технику. По сравнению с биомедицинскими инженерами, биоинженеры сосредоточены на создании новых продуктов, таких как фармацевтические продукты, пищевые добавки, консерванты, биоинновация и энергия на основе биомассы, используя основные концепции и процессы в биологической науке. В инновациях и разработке новых продуктов используются фундаментальные инженерные принципы, такие как термодинамика, кинетика, методы разделения и очистки, полимерная наука, механика жидкости, тепломассоперенос и поверхностные явления. Биоинженерия далее подразделяется на следующие специальности: Пищевая и биотехнологическая инженерия, сельскохозяйственная техника и инженерия природных ресурсов.

Продовольственная и биологическая технология

Это специальность биоинженерии, которая фокусируется на понимании базового применения технических принципов для пищевых процессов. Под этой отраслью включены следующие специальности: Микробиологическая инженерия, Пищевая промышленность и Биоэнергетика. Примеры исследований в области пищевой промышленности включают явление переноса тепла и массы в пищевых системах, энергосбережение посредством модификаций в пищевой промышленности и динамики биоматериалов.

Агротехника

Сельскохозяйственная инженерия — это применение фундаментальных принципов техники для эффективного производства и переработки пищевых продуктов, волокон и биотоплива. Эта специальность дополнительно подразделяется на изучение систем сельскохозяйственных машин и машин, структурного проектирования и анализа, экологических наук, биологии растений, почвоведения и животноводства. Сельскохозяйственные инженеры разрабатывают сельскохозяйственные методы и инструменты, что повышает производительность и урожай в области сельского хозяйства.

Природные ресурсы

Природно-ресурсная инженерия применяет фундаментальные принципы проектирования для защиты окружающей среды и природных ресурсов от возможной деградации и загрязняющих веществ. Инженеры по природным ресурсам изучают проектирование водного и почвенного покрова, рекультивацию рекультивации, биоремедиацию, ливневую воду и установку контроля эрозии, наземные системы удаления отходов и моделирование водораздельных систем.

Биомедицинская инженерия

Биомедицинская инженерия использует фундаментальные принципы биологических наук, медицинских наук и техники для улучшения здоровья человека. Интегрирует инженерные науки с биомедицинскими науками и клинической практикой. Эта дисциплина связана с пониманием и приобретением новых знаний о живых системах посредством аналитических и экспериментальных методологий, основанных на технических принципах. Кроме того, биомедицинская инженерия фокусируется на производстве новых систем, инструментов и процессов, которые улучшают дисциплину медицины и биологии для лучшей доставки качественного медицинского обслуживания.

Филиалы биомедицинской техники

Биомедицинская инженерия имеет несколько поддисциплины: системная биология и биоинформатика, физиологическое моделирование, биомеханика, биомедицинская аппаратура и биомедицинские датчики, биомедицинская визуализация, биомолекулярная инженерия, биотехнология и искусственные органы. Системная биология и биоинформатика фокусируются на моделировании новых сотовых сетей, анализе последовательности ДНК и технологии микрочипов. Физиологическое моделирование изучает физиологию возбудимых клеток, динамику микроциркуляции, модели клеточной механики и фармакокинетические модели лекарств. Биомеханика включает инновации протезных суставов и конечностей и изучение анализа походки. Биомедицинские приборы и биомедицинские датчики изучают клинические мониторы, такие как эхокардиограмма, датчик кислорода, глюкометры и кардиостимуляторы. Биомедицинская визуализация связана с радиографической визуализацией, оптической визуализацией, компьютерной томографией и магнитно-резонансной томографией. Биомолекулярная инженерия и биотехнология изучают системы доставки лекарств, белковую инженерию, вакцины, тканевую инженерию и методы разделения. Искусственные органы изучают дизайн биоматериалов, которые могут быть использованы для создания новых органов или систем, которые имитируют его функцию.

Заключение

Биоинженерия и биомедицинская инженерия являются двумя важными достижениями в области науки и техники. Обе эти науки используют основные инженерные принципы, которые включают использование анализа и систематических процессов при разработке новых материалов, которые помогут решить основные проблемы в науках о жизни. Однако эти дисциплины различаются в фокусе. Биоинженерия — это более широкая область исследований, которая включает биомедицинскую инженерию в пределах своей сферы. Биоинженерия фокусируется на применении техники для биологических процессов, пищевых продуктов, сельского хозяйства и экологических процессов. С другой стороны, биомедицинская инженерия сосредоточена на применении техники для биологических и медицинских наук для улучшения систем доставки медицинских услуг. По сравнению с биоинженерией, биомедицинская инженерия имеет более сложные подразделения, которые фокусируются на области исследований частиц в целях улучшения здоровья человека.

Химические технологии и биотехнологии

Химические технологии и биотехнологии – одно из самых быстро развивающихся направлений в мире, причем это касается как научной составляющей, так и прикладной, производственной части. Химия и биотехнология – основа крупных предприятий, которые составляют существенную часть промышленного комплекса многих стран мира.

Химические и биотехнологии затрагивают ряд важнейших сфер человеческой деятельности, среди которых энергетика, медицина, материаловедение, пищевая промышленность, экология и другие. Специальность химика-технолога или биотехнолога открывает огромные карьерные перспективы в самых разных областях.

Химические технологии как специальность – это часть технических наук, которая имеет дело с применением физических и химических законов, а также математики. Одна из главных задач химической инженерии – создание новых материалов и усовершенствование уже известных. Другой важной частью химической технологии является организация и поддержание химических процессов на крупном производстве (инженер-технолог или инженер по организации производства). Именно инженеры-химики отвечают за доступность высококачественных материалов, которые жизненно необходимы для индустриальной экономики.

Химические технологии отвечают за производство химических веществ, которые используются в повседневной жизни. Инженеры-химики работают в таких областях, как:

• водоснабжение и очистка воды;
• нефтепереработка;
• производство электроэнергии;
• пищевое производство;
• производство косметики и одежды и т.д.

Грамотные инженеры-химики и химики-технологи нарасхват в таких отраслях, как химическая и фармацевтическая промышленность, все больше спрос на них в экологических проектах и пищевой индустрии. В России большим спросом пользуются химики-технологи, специализирующиеся на производстве отделочных материалов. Помимо собственно работы на производстве, выпускники специальности «Химические технологии» могут работать как в научных лабораториях, так и в качестве консультантов в бизнесе или государственных учреждениях.

Программы бакалавриата и магистратуры в области химических технологий дают студентам базовые и углубленные представления о химии, физике и математике. Обучение сопровождается практическими занятиями в лабораториях вузов и компаний. В России химиков-технологов и инженеров-химиков готовят такие вузы, как РХТУ им. Д.И. Менделеева, МГУ им. М.В. Ломоносова (химический факультет, МИТХТ, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, МГУПП, Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия (СПХФА), СПбГТИ, а также ряд крупных региональных вузов.

Биотехнологии

Как большинство людей представляет себе карьеру в области биотехнологии? Это ученый в белом халате в лаборатории, занимающийся разработкой нового лекарства. Однако биотехнологии – это гораздо большее количество самых разных карьерных возможностей, начиная от продаж и маркетинга и заканчивая научными исследованиями, производством или контролем качества.

Во всем мире растет как количество компаний, работающих в области биотехнологии (а значит, и количество рабочих мест), так и число новых направлений в этой области знаний. За последние 10 лет количество таких компаний выросло на 90%.

Основные сферы применения биотехнологии – это пищевое производство, текстильная промышленность, биологические продукты, лекарственные препараты и фармацевтика, сельское хозяйство, ветеринария, экология и т.д. В последние годы биотехнология активно проникает в такие востребованные отрасли, как генетическая инженерия и медицина.

Биотехнологи изучают далеко не только и даже не столько биологию, сколько физику, химию и математику (именно поэтому данное направление объединено в одно вместе с химическими технологиями). Важно отметить, что обычно для того, чтобы претендовать действительно на хорошую должность с отличными карьерными перспективами, практически всегда необходима и магистерская степень по биотехнологии с более конкретной специализацией. Бакалавриата, который дает базовые знания, может оказаться недостаточно.

В России биотехнологов готовят такие вузы, как РХТУ им. Д.И. Менделеева, МГУ им. М.В. Ломоносова (факультет биотехнологий и биоинженерии), МИТХТ, МГУПП, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова, Академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина, МСХА им. К.А. Тимирязева и некоторые региональные вузы.

Общайтесь с представителями вузов лично

Как видно, и вузов, и программ по данной специальности великое множество. Поэтому проще и быстрее определиться с выбором можно, посетив бесплатную выставку «Магистратура и дополнительное образование» в Москве или Санкт-Петербурге.