जैवतंत्रज्ञान

तंत्रज्ञान म्हणजे नैसर्गिक कच्च्या मालाचे उपयुक्त उत्पादनांमध्ये परिवर्तन करण्याकरिता वापरले जाणारे विज्ञान. जीवशास्त्रीय तत्त्वे, प्रक्रिया, प्रणाली व जीव यांचा उद्योग-धंद्यांमध्ये वापर करणारे विज्ञान म्हणजे जैवतंत्रज्ञान.

जैवतंत्रज्ञान उद्योग धंदे विशेष करून जालना जिल्ह्य़ात मोठय़ा प्रमाणात आहे.ह भारतीय मराठी

इतिहास

ही संज्ञा विसाव्या शतकाच्या तिसऱ्या दशकात 'लीड्स शहर परिषदेने' दिली. जैवतंत्रज्ञानाचा वापर मानवी इतिहासाएवढाच जुना आहे. दारूचे उत्पादन, हा त्याचा उत्तम नमुना म्हणता येईल. दुधाचे दहयात होणारे रूपांतर करण्यासाठी विरजण वापरणे हे जैवतंत्रज्ञान आहे , सध्या जैवतंत्रज्ञान सन्करित स्वरूपात वापरले जाते. हे जैवशास्त्रीय प्रक्रिया व अभियांत्रिकी कौशल्यांचे फलित आहे. प्रयोगशाळेत केल्या जाणाऱ्या प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणावर उद्योगांत वापरण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर अभियंते, उत्पादन व्यवस्थापक व कामगारांची गरज भासते.

जैवतंत्रज्ञानाचा विस्तार

याचा वापर वैद्यकीय शास्त्रे, पर्यावरण रक्षण आणि संवर्धन ,शेतकी व उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर होतो.
1.प्राथमिकरीत्या याचा वापर आंबवण्याच्या प्रक्रियेत केला जातो. यात दारू, प्रतिजैविके, जीवनसत्त्वे व सेंद्रिय आम्ले तयार केली जातात. यात बुरशीपासून ते अनेक विविध सूक्ष्मजीवांचा वापर होतो.
2. शेतकीमध्ये कडधान्यांमध्ये नत्रवायू स्थिरीकरणाचे जनुक (NiF gene) टाकण्याकरिता याचा वापर होतो. यामुळे रासायनिक खतान्चा वापर मोठ्या प्रमाणावर कमी करून जलप्रदूषण काही प्रमाणात कमी करता येईल.
3. वैद्यकीय क्षेत्रात कृत्रिम होर्मोन निर्मितीसाठी होतो. उदा. मानवी इन्शुलिन, मानवी व्रुद्धिजनक होर्मोन. तसेच काही मानवी प्रथिनेही तयार करता येतात. उदा. इंटर्फेरोन, हे प्रथिन विषाणूंच्या संसर्गापासून संरक्षण करते.
4. जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून अल्कोहोल, जैववायू, हायड्रोजन वायू अशा अपारंपरिक उर्जास्रोतान्ची निर्मिती करता येते.
5. सांडपाणी-विनियोगाकरिता वापरली जाणारी यंत्रसामुग्री हे जैवतंत्रज्ञानाचे उत्तम उदाहरण आहे.

कृषी जैवतंत्रज्ञान हे एक वेगाने विकसित होत असलेले क्षेत्र आहे जे वनस्पती आणि प्राण्यांच्या अनुवांशिक रचना सुधारण्यासाठी वैज्ञानिक तंत्रांचा वापर करते. हे पीक उत्पादन सुधारण्यासाठी, कीड आणि रोगांचा प्रतिकार वाढविण्यासाठी किंवा अन्नातील पौष्टिक सामग्री सुधारण्यासाठी केले जाऊ शकते. कृषी जैवतंत्रज्ञान हे पारंपारिक शेतीपेक्षा अधिक भांडवल-केंद्रित असते, परंतु ते अधिक उत्पादक देखील असू शकते. शेतक-यांना कृषी जैवतंत्रज्ञानाचे अनेक संभाव्य फायदे आहेत,

कमी उत्पादन खर्च: जैवतंत्रज्ञानाचा वापर पाणी आणि पोषक तत्वांचा वापर करण्यात अधिक कार्यक्षम असणारी पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे उत्पादन खर्च कमी होण्यास मदत होते. उदाहरणार्थ, जैवतंत्रज्ञान वापरून दुष्काळ-सहिष्णु गहू विकसित केला गेला आहे आणि या गव्हात पाण्याचा वापर कमी करण्याची आणि दुष्काळी भागात उत्पादन वाढवण्याची क्षमता आहे.

पीक गुणवत्ता सुधारने:- जैवतंत्रज्ञानाचा वापर पिकांच्या गुणवत्तेमध्ये सुधारणा करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जसे की त्यांचे शेल्फ लाइफ वाढवून किंवा त्यांना अधिक प्रतिरोधक बनवून. यामुळे अन्नाचा अपव्यय कमी होण्यास आणि शेतीची नफा सुधारण्यास मदत होऊ शकते.

नवीन पीक वाण निर्मिती :- जैवतंत्रज्ञानाचा वापर नवीन पीक जाती विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जसे की कीड आणि रोगांचा प्रतिकार, सुधारित पोषण सामग्री किंवा वाढीव उत्पन्न. यामुळे शेतकऱ्यांना बदलत्या हवामान परिस्थितीशी आणि बाजाराच्या मागणीशी जुळवून घेण्यास मदत होऊ शकते.

वाढीव कार्यक्षमता निर्माण करणे : जैवतंत्रज्ञानाचा वापर कृषी उत्पादनाची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जसे की कीटकनाशके आणि तणनाशकांचा वापर कमी करून किंवा पाण्याच्या वापराची कार्यक्षमता सुधारून. यामुळे शेतीचा पर्यावरणीय प्रभाव कमी होण्यास आणि ती अधिक शाश्वत होण्यास मदत होऊ शकते.

अन्न सुरक्षा सुधारण्यासाठी कृषी जैवतंत्रज्ञान चा उपयोग :- दुष्काळ सहन करणारी पिके: जैवतंत्रज्ञानाचा वापर दुष्काळाला अधिक सहन करणारी पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जी जगातील अनेक भागांमध्ये एक मोठी समस्या आहे. उदाहरणार्थ, जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून दुष्काळ-सहिष्णु गहू विकसित करण्यात आला असून, या गव्हात दुष्काळी भागात गव्हाचे उत्पादन वाढवण्याची क्षमता आहे.

अन्नातील पौष्टिक सामग्री विकसित करणे : जैवतंत्रज्ञानाचा वापर अन्नातील पौष्टिक सामग्री सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, गोल्डन राइस हा अनुवांशिकदृष्ट्या सुधारित तांदूळ आहे जो व्हिटॅमिन ए सह समृद्ध केला गेला आहे, जो एक पोषक आहे जो चांगली दृष्टी आणि रोगप्रतिकारक कार्यासाठी आवश्यक आहे. गोल्डन राइसमध्ये व्हिटॅमिन एची कमतरता टाळण्याची क्षमता आहे, जे विकसनशील देशांमधील मुलांमध्ये अंधत्व आणि मृत्यूचे प्रमुख कारण आहे.

पर्यावरणाचे संरक्षण करण्यासाठी कृषी जैवतंत्रज्ञान चा उपयोग कीटकनाशके आणि तणनाशकांचा कमी वापर: जैवतंत्रज्ञानाचा वापर कीटक आणि रोगांना प्रतिरोधक असलेली पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे कीटकनाशके आणि तणनाशकांचा वापर कमी होऊ शकतो. उदाहरणार्थ, शेतकऱ्यांच्या नेहमीच्या वापरातील बीटी कॉटन ज्यामुळे शेतकऱ्यांच्या उत्पादनात भरीव वाढ झाली आहे तसेच ,बीटी कॉर्न हे अनुवांशिकदृष्ट्या सुधारित कॉर्न आहे जे युरोपियन कॉर्न बोररला प्रतिरोधक आहे, एक कीटक ज्यामुळे कॉर्न पिकांचे लक्षणीय नुकसान होऊ शकते. बीटी कॉर्नमध्ये कीटकनाशकांचा वापर कमी करण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे पर्यावरणावर हानिकारक परिणाम होऊ शकतात.

तणनाशकांना अधिक सहनशील पिकांची निर्मिती : जैवतंत्रज्ञानाचा वापर तणनाशकांना अधिक सहनशील पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे शेतीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या तणनाशकांचे प्रमाण कमी होण्यास मदत होते. उदाहरणार्थ, राउंडअप रेडी सोयाबीन हे अनुवांशिकरित्या सुधारित सोयाबीन आहे जे तणनाशक राउंडअपला सहनशील आहे. राउंडअप रेडी सोयाबीनमध्ये शेतीमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या राउंडअपचे प्रमाण कमी करण्याची क्षमता आहे, ज्यामुळे पर्यावरणाचे संरक्षण करण्यात मदत होऊ शकते.

नवीन उत्पादने तयार करण्यासाठी कृषी जैवतंत्रज्ञान चा उपयोग : जैवइंधन उत्पादन : जैवइंधन उत्पादनात अधिक कार्यक्षम असणारी पिके विकसित करण्यासाठी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, उच्च पातळीचे तेल तयार करण्यासाठी अनुवांशिकरित्या सुधारित केलेल्या सोयाबीनचा वापर बायोडिझेल, एक नूतनीकरणक्षम इंधन तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो जो जीवाश्म इंधनावरील आपला अवलंबित्व कमी करण्यास मदत करू शकतो.

औषधी निर्माण करणे : जैवतंत्रज्ञानाचा उपयोग औषध उत्पादने तयार करणारी पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, सिस्टिक फायब्रोसिसवर उपचार करण्यासाठी वापरता येणारे प्रथिन तयार करण्यासाठी तंबाखूच्या वनस्पतींमध्ये अनुवांशिक बदल करण्यात आले आहेत. या प्रोटीनमध्ये सिस्टिक फायब्रोसिससाठी सुरक्षित आणि प्रभावी उपचार होण्याची क्षमता आहे.

औद्योगिक उपयोगाची रसायने: जैवतंत्रज्ञानाचा वापर औद्योगिक रसायने तयार करणारी पिके विकसित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, इथेनॉल तयार करण्यासाठी उसाच्या झाडांना अनुवांशिकरित्या सुधारित केले गेले आहे, जे एक औद्योगिक रसायन आहे जे विविध उत्पादनांमध्ये वापरले जाऊ शकते.

दुग्ध व्यवसाय उत्पादन वाढीसाठी :- दुग्ध व्यवसायासाठी भरपूर दुग्ध उत्पादन करणारी जनावरांची निर्मिती करणे तसेच त्यांच्यात अनुवंशिकीय बदल करून त्यांना फायदेशीर बनवणे

संगणक विज्ञानामध्ये जैव माहिती डेटा निर्मिती करणे :- जैवतंत्रज्ञान तंत्राद्वारे संगणकचा उपयोग करून नवीन जैव माहिती चे विश्लेषण करणे तसेच कृत्रिम बुद्धिमत्ता व डेटा सायन्स उपयोग करून सॉफ्टवेर शास्त्रामध्ये आधुनिकीकरण करणे

नॅनोटेक्नॉलॉजि शाश्त्राचा उपयोग - जैवतंत्रज्ञान तंत्राद्वारे नॅनोटेक्नॉलॉजि शाश्त्राचा उपयोग करून नॅनोयुरिया, नॅनो स्वरूपातील कीटकनाशकांची निर्मिती करण्यासाठी याचा उपयोग होतो. वैद्यकीय क्षेत्रामध्ये आधुनिकता ,टिशु निर्मिती तंत्रज्ञान ,स्किनग्राफ्टिंग इत्यादीसाठी .

वनस्पती मध्ये अनुवंशिकीवय बदल करून त्यांना फायदेशीर बनवणे,जिवाणू चा उपयोग करून त्यांच्याकडून शेती माती तसेच मानवासाठी फायदेशीर उत्पाद तयार करणे. एकूणच, कृषी जैवतंत्रज्ञानामध्ये शेतकऱ्यांना अनेक फायदे प्रदान करण्याची क्षमता आहे, ज्यामध्ये पीक उत्पादनात वाढ, कीड आणि रोगांवरील सुधारित प्रतिकारशक्ती, सुधारित पोषण सामग्री, कमी उत्पादन खर्च, सुधारित पीक गुणवत्ता, नवीन पीक वाण आणि वाढीव कार्यक्षमता यांचा समावेश आहे. तथापि, या तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणावर अवलंब करण्यापूर्वी त्यांचे धोके आणि फायदे यांचा काळजीपूर्वक विचार करणे सुद्धा गरजेचे आहे.