Biotechnológia sa často považuje za synonymum biomedicínskeho výskumu, ale existuje mnoho ďalších odvetví, ktoré využívajú biotechnologické metódy na štúdium, klonovanie a zmenu génov. Už sme si na túto myšlienku zvykli enzýmov v našom každodennom životea mnohí ľudia sú oboznámení so spormi súvisiacimi s používaním GMO v našich potravinách. Poľnohospodársky priemysel je v centre tejto diskusie, ale od čias George Washingtona Carvera, poľnohospodárska biotechnológia vyrába nespočetné množstvo nových výrobkov, ktoré majú potenciál zmeniť náš život lepší.
Orálne vakcíny fungujú už mnoho rokov ako možné riešenie šírenia choroby v zaostalých krajinách, kde sú náklady na rozsiahle očkovanie neprimerané. Geneticky upravené plodiny, zvyčajne ovocie alebo zelenina, určené na prenášanie antigénnych proteínov z infekčných patogénov, ktoré pri požití vyvolávajú imunitnú odpoveď.
Príkladom je vakcína špecifická pre pacienta na liečenie rakoviny. Vakcína proti lymfómom bola vyrobená s použitím tabakových rastlín nesúcich RNA z klonovaných malígnych B-buniek. Výsledný proteín sa potom použije na očkovanie pacienta a na posilnenie jeho imunitného systému proti rakovine. V predbežných štúdiách sa vakcíny na mieru určené na liečbu rakoviny ukázali ako veľmi sľubné.
Rastliny sa používajú na výrobu antibiotík na humánne aj zvieracie použitie. Expresia antibiotických bielkovín v krmive pre zvieratá, kŕmená priamo zvieratami, je lacnejšia ako tradičná výroba antibiotík, ale táto prax vyvoláva mnoho bioetika problémy, pretože výsledok je rozšírený, možno zbytočné používanie antibiotík, ktoré môžu podporovať rast antibiotík rezistentných bakteriálne kmene.
Niekoľkými výhodami použitia rastlín na výrobu antibiotík pre ľudí sú znížené náklady v dôsledku väčšieho množstva produktu, ktorý je možné vyrobiť z rastlín oprotikvasenie Jednotka, ľahká purifikácia a znížené riziko kontaminácie v porovnaní s použitím cicavčích buniek a kultivačného média.
V poľnohospodárskej biotechnológii je viac ako len boj proti chorobám alebo zlepšenie kvality potravín. Existuje niekoľko čisto estetických aplikácií a príkladom je použitie génovej identifikácie a prenosových techník na zlepšenie farby, vône, veľkosti a ďalších znakov kvetov.
Biotechnológia sa tiež používa na vylepšenie iných bežných okrasných rastlín, najmä kríkov a stromov. Niektoré z týchto zmien sú podobné zmenám vykonaným na plodinách, ako napríklad zvýšenie odolnosti tropických rastlín proti chladu, aby sa mohli pestovať v severných záhradách.
Poľnohospodársky priemysel zohráva významnú úlohu v priemysle biopalív, pretože poskytuje východiskové suroviny na fermentáciu a rafináciu biologického oleja, bionafty a bioetanolu. Techniky genetického inžinierstva a optimalizácie enzýmov sa používajú na vývoj surovín s vyššou kvalitou pre účinnejšiu konverziu a vyššie výstupy BTU výsledných palivových produktov. Vysoko výnosné, husté plodiny môžu minimalizovať relatívne náklady spojené so zberom a prepravou (na jednotku získanej energie), čo vedie k palivovým produktom s vyššou hodnotou.
Zdokonaľovanie vlastností rastlín a zvierat tradičnými metódami, ako je krížové opelenie, štepenie a kríženie, je časovo náročné. Pokroky v oblasti biotechnológií umožňujú rýchle zmeny na molekulárnej úrovni prostredníctvom nadmernej expresie alebo delécie génov alebo zavedením cudzích génov.
Posledne menované je možné pomocou mechanizmov kontroly génovej expresie, ako sú napríklad špecifické promótory génov a transkripčné faktory. Metódy, ako je výber pomocou markerov, zvyšujú účinnosť "Réžia" šľachtenie zvierat bez kontroverzie, ktorá sa bežne spája s GMO. Metódy génového klonovania sa musia týkať aj druhov rozdiely v genetickom kóde, prítomnosť alebo neprítomnosť intrónov a posttranslačné modifikácie, napr metylácie.
Po celé roky mikróby Bacillus thuringiensis, ktorý produkuje proteín toxický pre hmyz, najmä európsky vrták na kukuricu, sa použil na poprášenie plodín. Aby sa eliminovala potreba prachu, vedci najprv vyvinuli transgénnu kukuricu exprimujúcu Bt proteín, po ktorej nasledovali zemiaky a bavlna Bt. Proteín Bt nie je pre človeka toxický a transgénne plodiny uľahčujú poľnohospodárom vyhnúť sa nákladnému zamoreniu. V roku 1999 sa objavila polemika o Bt kukurici kvôli štúdii, ktorá naznačovala, že peľ sa migroval do mliečnych rias, kde zabil larvy panovníka, ktoré ho jedli. Nasledujúce štúdie preukázali, že riziko pre larvy bolo veľmi malé av posledných rokoch sa spor o kukuricu Bt zameral na tému objavujúcej sa odolnosti proti hmyzu.
Nesmie sa zamieňať škodcu odolnosť, tieto rastliny tolerujú možnosť poľnohospodárov zabíjať okolité buriny bez toho, aby selektívne poškodili ich úrodu. Najslávnejším príkladom toho je technológia Roundup-Ready, vyvinutá spoločnosťou Monsanto. Rastliny Roundup-Ready, ktoré boli prvýkrát uvedené v roku 1998 ako geneticky modifikované sóje, nie sú ovplyvnené herbicídnym glyfosátom, ktorý sa môže aplikovať v hojnom množstve, aby sa vylúčili akékoľvek ďalšie rastliny v teréne. Prínosom sú úspory času a náklady spojené s konvenčným obrábaním pôdy na zníženie buriny alebo viacnásobné aplikácie rôznych typov herbicídov na odstránenie špecifických druhov burín selektívne. Medzi možné nevýhody patria všetky kontroverzné argumenty proti GMO.
Vedci vytvárajú geneticky modifikované potraviny, ktoré obsahujú živiny, o ktorých je známe, že pomáhajú bojovať proti chorobám alebo podvýžive, aby zlepšili zdravie ľudí, najmä v zaostalých krajinách. Príkladom toho je Zlatá ryža, ktorý obsahuje beta-karotén, prekurzor produkcie vitamínu A v našom tele. Ľudia, ktorí jedia ryžu, produkujú viac vitamínu A, základnej živiny, ktorá chýba v strave chudobných v ázijských krajinách. Do ryže sa naklonovali tri gény, dva od narcisov a jeden od baktérie, ktoré sú schopné katalyzovať štyri biochemické reakcie. "Zlatá". Názov pochádza z farby transgénneho zrna v dôsledku nadmernej expresie beta-karoténu, ktorý dáva mrkvi oranžovú farbu. farbu.
Menej ako 20% zeme je orná pôda, ale niektoré plodiny boli geneticky upravené tak, aby boli tolerantnejšie voči podmienkam, ako je slanosť, chlad a sucho. Objav génov v rastlinách zodpovedných za príjem sodíka vedie k rozvoju Knock Out rastliny schopné rásť v prostredí s vysokým obsahom solí. Up-alebo down-regulácia transkripcie je všeobecne metóda použitá na zmenu tolerancie sucha v rastlinách. Rastliny kukurice a repky olejnej, ktoré sú schopné prosperovať za sucha, sú vo štvrtom roku života terénne skúšky v Kalifornii a Colorado a predpokladá sa, že na trh sa dostanú v 4-5 rokov.
Hodváb pavúk je človekom najsilnejšie vlákno, silnejšie ako kevlar (používané na výrobu nepriestrelných vest), s vyššou pevnosťou v ťahu ako oceľ. V auguste 2000 kanadská spoločnosť Nexia oznámila vývoj transgénnych kôz, ktoré v mlieku produkovali bielkoviny hodvábu pavúka. Aj keď sa tým vyriešil problém hromadnej výroby proteínov, program sa odložil, keď vedci nedokázali zistiť, ako ich roztočiť na vlákna ako pavúky. Do roku 2005 boli kozy predávané každému, kto ich vezme. Aj keď sa zdá, že na polici bol položený nápad na pavúk, je to technológia to sa určite znova objaví v budúcnosti, keď sa získajú ďalšie informácie o tom, ako sú hodvábne vlákna tkané.