Ürün üreten ya da modifiye eden. Bitki ve hayvan türlerini ıslah eden. Mikroorganizmaları, spesifik çalışmalarda kullanılması için geliştiren ve Yaşayan organizmalarda kullanılan herhangi bir teknik ya da materyaldir.
Biyoteknoloji multidisipliner bir daldır. Doğa bilimleri, mühendislik ve bilgisayar bilimleriyle birlikte çalışır. Biyoteknoloji ayrıca rekombinant DNA teknolojisini de içerir. Rekombinant DNA teknolojisi, bakteri ve mantarlardan, bitki ve hayvanlara kadar genetik müdahale yöntemlerini içerir. Rekombinant DNA teknolojisinin gelişimiyle son 40 yılda rekombinant canlılar ve bu canlılardan çeşitli ürünler geliştirilmiştir.
Uygulama Alanları:
-Geliştirilmiş ve yeni besin üretimi
-Endüstriyel kimyasal üretimi
-İlaçların üretimi
-Çiftlik hayvanlarının ve zirai bitkilerin geliştirilmesi
Katkıları:
-Virüse dirençli kültür bitkileri ve çiftlik hayvanları geliştirmede
-Genetik hastalıkların teşhisinde ve tedavisinde Huntington hastalığı ve kalıtsal kanserler gibi)
-Hastalıkların tedavisi için genlerin kullanılmasında adenozin deaminaz eksikliği gibi)
-Rekombinant aşıların geliştirilmesinde (sıtma gibi) büyük katkısı
vardır.
Koruma Biyolojisinde Biyoteknoloji:
Biyoteknolojik stratejiler soyu tehlikedeki türleri korumada ve çevreyi restore etmede bize umutlar sunar. Mikroorganizmalar, endüstriyel toksik atıkların ve petrol sızıntılarının temizliği için kullanılır. Koruma biyologları tehlikedeki ya da tehdit altındaki türlerin populasyonlarını belirlemek için genetik metotlar kullanırlar.
Tarım ve Evcilleştirmenin Tarihi:
Biyoteknolojinin kökeni birkaç 10 bin yıl önceye dayanmaktadır. İlk tarımsal topluluklar, yabani bitkilerden tohumları toplamışlar ve bu tohumların ekimini yapmışlardır. Bazı hayvan türlerini evcilleştirmişler ve yerleşik yaşama geçmişlerdir. Her yıl hasat zamanında çiftçiler tohumları toplamış ve en iyi görünenlerini sonraki seneye dikmişlerdir Benzer şekilde sadece en iyi görünen hayvanları çiftleştirmişlerdir. Bu yapılan yapay seçilim sonucu ürünlerin yavaş yavaş farklılaşması sağlanmıştır.
Tarihi Bitkisel Genetik Kaynaklar:
Binlerce yıl önce çiftçiler, hasat zamanında seçtikleri en iyi bitkilerin tohumlarını ya da yumrularını bir sonraki ekim dönemine kadar saklamışlardır. Çiftçiler çoğunlukla böceklerden korumak ve tohumları saklamak amacıyla kil kapları mühürlemişler ve sepetleri külün içine bırakmışlardır. Yumruları ise soğuk, kuru bölgelerde ekim zamanına kadar saklamışlardır. Çiftçiler genetik stokları sezondan sezona saklamışlardır. Yerel pazarlarda ve komşularla takaslarla bitkilerin çeşitliliği bölge boyunca geniş bir yayılım göstermiştir. Tarihi insanlar bitkileri birkaç bin yıl önce toplamaya başlamıştır. Milattan önce 2500 yıllarında Sümerli toplayıcılar Anadolu’ya gitmişler ve şarap, incir ağacı ve gül edinmişlerdir.
Nikolai I. Vavilov
Nikolai I. Vavilov
– En bilinen toplayıcılardan biri 20. yy’da yaşayan Nikolai I. Vavilov’dur (1887 1943).
-Rus bitki genetikçisi ve bilimsel tarım uzmanı, topladığı ve katalogladığı binlerce tarihi ekin bitkisinin arasındaki yabanıl ilişkiyi incelemiştir.
-1923 1931 arasında, Sovyetler Birliği ve 50 ülkede ekonomik önemi olan yaygın bitki türlerini toplamıştır.
-Vavilov bitki kökenleri için 8 ana merkez belirlemiştir.
-Bu merkezler ayrıca en çok evcilleştirilen hayvanların tarımsal kültürdeki yerlerini saptamak için kullanılmıştır.
-Vavilov , Leningrad’daki bitki endüstrisi enstitüsünde önemli bitkilerin genetik kaynaklarını uzun vadeli depolamaya yardımcı olmak için ilk gen bankalarından birini oluşturmuştur.
-Dünya üzerindeki genetik kaynak koleksiyonlarının ekonomik
değerlerini tüm bilim insanlarına yayma konusunda öncü olmuştur.
Trofim Lysenko
Trofim Lysenko
-Stalin tarafından desteklenen Trofim Lysenko (1898 1976),
-Mendel genetiğinin prensiplerini, Lamark’ın düşünceleriyle reddetmiştir.
-Teoriye göre, organizmalar fiziksel özelliklerini çevreye yanıtlar vererek kazanırlar ve bu özellikler bir sonraki nesle aktarılır.
Josef Stalin
Josef Stalin
-Bu görüşe göre bitkiler, karakterlerini çevresel şartlara göre
kazanmaktadır
-Stalin deney yapmayı ve bilimsel sorgulamayı yasaklamıştır
-Sovyet genetikçiler çalışmalarına devam
-1971’de kurulan CGIAR ( Consultative Group on International Agricultural Research / Uluslararası Tarımsal Araştırmalar Danışma
Grubu ), ülkelerde ulusal tarım araştırma programlarını geliştirmek için çalışmaktadır.
-CGIAR, dünya genelinde dağılmış 17 uluslar arası tarımsal araştırma merkezi tarafından desteklenmektedir.
-Küresel çapta bitki gen bankasının kuruluşuna öncülük etmiş ve dünya tarımı için önemli başarılar elde etmiştir.
Germplasm Bankaları
tohumları, bitki parçalarını veya yumrularını gelecekte kullanmak ya da çalışmak için depolamaktadır.
Bitki materyali kısa vadeli depolanacaksa çevre sıcaklığı kısa periyot için ayarlanmalıdır. Tohumlar 5 ile 0 o C arasında 30 yıla kadar saklanabilir. Kurumu ş tohumlar, 20 o C’ye kadar olan konteynırlarda 100 yıl ya da daha uzun saklanabilirler.
Fermente Gıdaların ve İçecekerin Tarihi:
-İnsanlar yerleşik hayata geçtikten sonra yiyecek çeşitlerinin sayısı yeni tanımlananlarla birlikte artmıştır. Yeni yiyeceklerin birçoğunun bulunması genellikle tesadüf sonucu olmuştur. Ekmek , yoğurt , peynir , şarap ve bira fermantasyonla üretilmektedir. Fermantasyon, organik bileşiklerde enzimatik olarak dönüşümün meydana geldiği mikrobiyal bir süreçtir. Fermantasyon Latincede fervere ’ kelimesinden gelmektedir. Fervere’nin kelime anlamı kaynamaktır.
Mikroorganizmaların yaşamı ve onların besinler üzerindeki kontaminasyonu yakın zamanda keşfedilmiştir (200 yıl kadar öncesinde). Milenyumda yiyecek ve içeceklerin fermantasyonu sanat olmuştur. Bilimsel bilgilere gerek duyulmadan yapılabilir olmuştur. Ekmek en ilkel yiyeceklerdendir. İzlerine, en ilkel tarımsal zamanlarda rastlanmaktadır. Başka bir nokta ise yabani tahıl tohumlarının yenilebilir olduğunun bulunmasıdır. Güneşte kurutulan tohumlar bozulmadan yıllarca saklanabilmektedir. İlk insanlar muhtemelen ham tohumları ezerek unu üretmişler, daha sonra ise ekmek yapımı için hamuru üretmişlerdir.
Çekilmiş un elekten elenmiş ve elenmiş un, su ile karıştırılarak hamur yapılmıştır. İçine tuz eklenmiş ve kalıba dökülerek somun yapılmıştır. İlk somunlar yassı, sıkı şık ve mayasızdır. Fermente hamur yüksek ihtimalle tesadüfen keşfedilmiştir. M.Ö. 1800’lü yıllarda Mısırlılar ve Babilliler fermente hamuru kullanmışlardır. Mezar resimleri ve rölyefleri , Mısırlıların ekmek hamurunu fermente edip ekmek yaptığını gösteren kanıtlardır. Somun şekillerinde de çok geni ş çe ş itlilik bulunur (oval, kare, üçgen,koni ve hayvan şekillerinde).
Ekmek ve bira örneklerinin analiz sonuçlarına göre, Mısırlıların yaklaşık olarak M.Ö. 1500 civarında saf maya kullandığı anlaşılmaktadır. Saccaromyces winlocki Fırıncılar muhtemelen S.winlocki’yi bira imalathanesindeki bira mayasından edinmişlerdir. Mısır ve Mezopotamya, Yunanistan ve Roma’ya ekmeği ihraç etmişlerdir. Romalılar teknolojiyi geliştirmişler ve ekmeği mayalamak için tahıl malt karışımının köpüğündeki mayayı kullanmışlardır. Ekmek yapmak için yaklaşık olarak 2000 yıl bu metot kullanılmıştır.
Tek fermente yiyecek ekmek değildir. M.Ö. 4000 yıllarında Çinliler laktik asit ve asetik asit bakterilerini kullanarak yoğurt, peynir ve sirke yapmışlardır. Ayrıca soya sosunu ve diğer sosları fermantasyon ile elde etmişlerdir. Aslında Pasteur’un deneylerine kadar (1857 1863) mayanın fermantasyondaki rolü bilinmiyordu 1915 1920 yılları arasında, modern üretimde kullanılan fırıncının mayasının üretimine başlanmıştır. Bugün tüm fırıncılar saf Saccaromyces cerevisae kullanmaktadırlar.
Fermente pirinç sadece uzak doğu ülkelerinde değil aynı zamanda Ekvador’da da tüketilmiştir. Sebze ve meyvelere, fermantasyonla korumak için kaba tuz ya da tuzlu su eklenmiştir. Bu işlem muhtemelen Uzakdoğu kökenlidir zeytinde turşuda Süt fermantasyona uğradığında bakteriyel faaliyet sonucunda kazein (süt çökelir Peynir kesilmiş sütten elde edilir).
Tarihsel kayıtlar; peynir, krema, yayık ayranı, yoğurt, ekşi krema ve tereyağının tüketildiğini bildirmektedir. Modern peynirciler sütü laktik asit bakterileriyle (laktik asit fermentasyonu) inoküle ederler ve süt kesiği oluşturmak için kazeini çökerten enzimleri eklerler (renin gibi). Sonra kesik ayrılır ve kalan kesiğe olgunlaşmadan önce tuz eklenir.
Modern peynir üretimdeki esas basamaklar
1- Isıtma
2- Kesiğin kesik suyundan ayrılması
3- Kesik suyunun süzülmesi
4- Tuzlama
5- Kesiği sıkıştırma ve olgunlaştırmadır.
Rokfor Peyniri
Yeni peynirler tesadüfen keşfedilmeye devam edilmiştir. Camembert ve Roqueford adlı iki Fransız, farklı bir peynir türünü tesadüfen üretmişlerdir. 18. yüzyılın sonlarında Camembert, kesiği, bir küfle inoküle etmiştir. Penicillium camemberti Roqueford’un ilk üretiminde, kesik, Penicillium glaucum roquefortii adlı bir küfle(Fransa’da mağaralarda bulunmaktadır) kontamine olmuştur. Böylelikle tadı ve aroması farklı bir peynir türü ortaya çıkmıştır.
Fermente İçecekler
Bira üretimine Mısır’da M.Ö. 6000 ila 5000 yılları arasında başlanmıştır. O dönemlerde hem ekmek hem de bira Mısır’ın esas yiyeceklerindendir. Tarihsel kayıtlara göre Babilliler, farklı arpa ve yetelerini kullanarak farklı biralar üretmişlerdir.
Arkeolojik kanıtlara göre, ilk biracıların Bira yaparken ekmek hamurunu arpadan yapmaları, Uzun ve kuru bir kabuk formunun oluşması ve Enzimlerle bu kabuğun kolay sindirilmesi enzimlerin fermantasyon yaptığını göstermektedir.
Arpa toprak kaplara konularak çimlendirilir. Çimlenmiş arpaya malt denir Malt ezilerek bira hamuru oluşur. Kuru hamur fermantasyon bitene kadar ıslatılır. Bu işlem sonrasında asidik bira elde edilir ve kavanozlara konularak saklanır. Malt, nişasta ve fermente edilebilir şekerleri içerir. Rengini ve aromatik bileşiklerini biraya tat ve aroma olarak verir. Maya tortuları tarihi bira saklama kaplarında bulunmuştur Sonraki dönemlerde biracılık metodunun zamanla geliştiği görülmüştür.
M.S. 14 yüzyıla kadar biracılık bir sanat olarak görülmekteydi. Biracılık önemli bir yetenek olarak değerlendirilmekteydi. Birkaç yüzyıl sonra manastırlar büyük biracılardan oluşmaya başladı Biracılar, mikrobiyal fermantasyondan haberleri olmamasına karşın tekniklerini rafine edip geliştirmişlerdir 1680 yılında Hollandalı biyolog ve mikroskobu bulan kişi Anton Van Leeuwenhoek, mikroskop altında biranın fermantasyonunu çalışmıştır. Leeuwenhoek maya hücrelerini gözlemlemiş, tanımlamış ve çizimlerini yapmıştır Fakat bu keşifler zamanla unutulmuştur 1837’ye kadar maya hücre aktivitesiyle alkolik fermantasyon arasında bir bağ kurulamamıştır. Daha sonra ünlü Fransız kimyager Louis Pasteur, mayanın ve diğer mikropların fermantasyonla ilişkisini kurmuştur. Yayımladığı iki elyazmasında Etudes sur le Vin 1866 ve Etudes sur la Biere 1876), deneylerine dayanarak, fermantasyon süresince mayanın havasız ortamda şekeri etanol ve karbondioksite dönüştürdüğünü belirtmiştir.
Şarap da muhtemelen ilk olarak tesadüfen elde edilmiştir. Üzüm suyunun maya veya diğer mikroplar tarafından kontamine edilmesi sonucu fermantasyon doğal olarak gerçekleşmiştir. Bazı uzmanlar şarabın kökeninin, günümüzde Irak’ta kalan Tigris (Dicle) nehri vadisine dayandığına inanmaktadırlar. Şarabın ortaya çıkış tarihi bilinmemektedir. Eski Mısırlılar, Yunanlılar ve Romalılar şarap üretmişlerdir. Bugün şarap geniş odun fıçılarda yaşlandırılmaktadır.
Kaynak
kimyevi.science.blog 