Si tu souhaites en savoir plus sur le rôle de la biotechnologie, poursuis ta lecture !
Rôle de la biotechnologie dans l'industrie alimentaire
La biotechnologie implique l'exploitation des processus biologiques dans les organismes vivants à des fins industrielles et autres pour l'usage humain. Elle se présente sous de nombreuses formes, dont certaines existent depuis des milliers d'années, comme la reproduction sélective en agriculture. Les techniques modernes de la biotechnologie impliquent des modifications génétiques et . Elles permettent de créer de grandes quantités d'aliments à l'aide de micro-organismes pour aider à nourrir plus efficacement une population humaine croissante.
Voici quelques exemples de biotechnologies utilisées pour la production alimentaire :
La levurepour le pain : la levure est un type de champignon utilisé pour donner au pain sa levée caractéristique avec des poches d'air.
Certaines bactéries pour le yaourt: des bactéries sont ajoutées au lait, produisant une enzyme qui l'aide à fermenter et à se transformer en yaourt.
Enzymes pour la production alimentaire: la lactase (une enzyme qui décompose le sucre lactose en glucose et galactose) peut être ajoutée au lait pour produire du lait sans lactose pour ceux qui souffrent d'intolérance au lactose ; la pectinase (une enzyme qui décompose la pectine dans les parois cellulaires) est utilisée pour fabriquer du jus de fruits à partir de fruits.
Apprends-en plus sur l'industrie alimentaire en lisant notre article sur la production alimentaire!
Créer des aliments à partir d'un champignon - Mycoprotein
Le champignon Fusarium est cultivé dans de grands fermenteurs industriels où les conditions optimales, telles que le pH et la température, peuvent être contrôlées. On lui fournit de l'oxygène et du glucose en guise de nourriture pour permettre au champignon de respirer en aérobie. Ces conditions idéales permettent au Fusarium de se reproduire plusieurs fois.
Fig. 1 - Exemple de fermenteur industriel utilisé pour cultiver des micro-organismes afin de produire de nouveaux aliments tels que la mycoprotéine.
La biomasse est ensuite récoltée et nettoyée pour produire la mycoprotéine. La mycoprotéine est une source de protéines riche et adaptée aux végétariens. Les produits Quorn™ en sont un exemple bien connu.
Comme le champignon se reproduit super rapidement et qu'il n'a besoin que d'une source de nourriture bon marché, c'est une source de protéines très durable par rapport à la viande issue du bétail.
Rôle de la biotechnologie dans l'aquaculture
L'aquaculture, également connue sous le nom d'agriculture aquatique, comprend des procédés tels que la pisciculture utilisés pour parvenir à une pêche durable. Avec la demande croissante de poissons d'élevage, la biotechnologie peut aider à répondre à cette demande.
La biotechnologie joue un rôle important dans l'aquaculture, notamment en garantissant la survie des poissons :
Atteindre un taux de croissance substantiel en utilisant des techniques telles que l'élevage sélectif.
Les aliments pour animaux aquatiques ont une valeur nutritionnelle accrue grâce à la production d'autres sources de protéines à base de plantes.
Lasanté est améliorée grâce à l'utilisation du génie génétique pour sélectionner des gènes résistants aux maladies et grâce à l'administration de vaccins.
Elle présente également des avantages pour l'environnement: non seulement elle contribue à la conservation des stocks sauvages, mais elle peut aussi aider à restaurer et à protéger l'environnement.
La préservation de l'environnement est un sous-produit de l'utilisation de sources de protéines végétales qui contiennent beaucoup moins de phosphore que les protéines à base de poisson. Pour en savoir plus sur l'aquaculture, consulte notre article sur la pêche et l'élevage durables!
Exemples de biotechnologie dans l'agriculture
La sécurité alimentaire et la résolution des problèmes liés à la production alimentaire ont été au centre des préoccupations de nombreux scientifiques travaillant dans l'industrie agricole en développant de nouvelles méthodes de culture et de nouveaux types d'aliments à l'aide de techniques biotechnologiques. Celles-ci sont réalisées de deux manières principales : la modification génétique (ou ingénierie) et l'élevage sélectif.
Cultures génétiquement modifiées
Les cultures vivrières peuvent être génétiquement modifiées. Il s'agit d'enlever un gène identifié dans une espèce différente à l'aide d'enzymes et de le placer dans l'ADN d'un autre organisme. Dans ce cas, l'organisme qui en résulte est dit transgénique.
Organisme transgénique - Organisme qui contient du matériel génétique d'un autre organisme non apparenté et qui a été introduit par des moyens artificiels.
Les cultures qui ont subi des modifications génétiques comprennent de telles altérations pour les rendre :
Uneplus grande valeur nutritionnelle, comme le riz doré - qui contient un gène d'une autre plante et une bactérie pour que les grains de riz produisent du bêta-carotène, un produit chimique qui se transforme en vitamine A dans le corps humain. Cette variété de riz peut aider les personnes souffrant de carences liées à des maladies.
Résistant aux insectes, comme le blé et le maïs - ils contiennent un gène provenant d'une bactérie connue sous le nom de Bacillus thuringiensis qui produit naturellement une toxine qui tue les parasites tels que les chenilles.
Résistant à certains herbicides (un produit chimique qui détruit les plantes) - certaines plantes contiennent ce gène naturellement. Mais pour celles qui n'en ont pas, ce gène peut être inséré de sorte que lorsque les agriculteurs pulvérisent un herbicide sur l'ensemble de leurs champs, seules les mauvaises herbes sont tuées et non les plantes cultivées.
Résistantes à la sécheresse, elles poussent mieux dans des conditions plus sèches et plus chaudes, ce qui permet d'augmenter le rendement des cultures.
Fig. 2 - Les cultures de maïs sont génétiquement modifiées pour les rendre résistantes aux insectes, pixabay.com
Les techniques de génie génétique jouent un rôle massif dans les applications biotechnologiques qui façonnent notre vie au quotidien. Découvre-les en consultant l'article sur le génie génétique!
Sélection
Ce type de sélection concernant l'agriculture existe depuis des milliers d'années. Le croisement sélectif consiste à croiser un organisme présentant des caractéristiques souhaitables avec un organisme de la même espèce, contenant généralement aussi des caractéristiques souhaitables. Elle est utilisée pour les cultures vivrières, l'élevage du bétail et la pisciculture.
Comparé à la modification génétique, le croisement sélectif ne pose pas les mêmes problèmes éthiques que cette dernière technique biotechnologique. Pour certains, la modification génétique s'éloigne trop des processus naturels.
L'élevage sélectif | Modification génétique | |
Définition | La sélection artificielle de partenaires de reproduction présentant les caractéristiques souhaitées afin de produire une progéniture présentant ces caractéristiques. | La manipulation artificielle du génome d'un organisme pour obtenir les caractéristiques souhaitées. |
Nombre de générations nécessaires pour obtenir le changement | Plusieurs générations | Une seule |
Organisme concerné | Les individus doivent être de la même espèce | De l'ADN étranger est introduit à partir d'une espèce non apparentée. |
Intervention humaine | L'homme intervient dans l'accouplement en sélectionnant les partenaires de reproduction, les gènes se combinent d'eux-mêmes. | L'homme intervient en introduisant des gènes dans l'organisme hôte pour créer de nouvelles combinaisons génétiques. |
L'élevage sélectif existe depuis longtemps ! Consulte l'article"L'élevage sélectif" pour savoir pourquoi.
Rôle de la biotechnologie dans les soins de santé
Comme nous l'avons exploré, la modification génétique peut être utilisée pour produire des aliments, des cultures génétiquement modifiées et être utilisée dans diverses formes d'agriculture. Ce type de biotechnologie peut êtreexploité dans des micro-organismes tels que les bactéries pour créer les produits de santé et les médicaments nécessaires.
L'ADN recombinant permet à des bactéries de produire de l'insuline humaine. C'est le cas lorsqu'un organisme (une bactérie dans ce cas) contient l'ADN d'un autre organisme (le gène de l'insuline humaine). La bactérie produit l'insuline humaine qui est ensuite collectée et purifiée pour être utilisée à des fins médicales pour traiter les personnes atteintes de diabète.
Le gène de la production d'insuline est situé dans le chromosome humain et isolé à l'aide d'enzymes de restriction pour créer une section de bases non appariées, connues sous le nom d'"extrémités collantes". Un processus similaire est effectué dans le plasmide bactérien, où des extrémités collantes correspondantes sont créées par les mêmes enzymes de restriction.
Lesplasmides sont des brins d'ADN circulaires que l'on trouve dans le cytoplasme d'une cellule bactérienne
À l'aide de l'ADN ligase, le plasmide et le gène isolé de l'insuline sont réunis pour former une seule molécule d'ADN. Ce plasmide recombinant est ensuite réinséré dans la cellule bactérienne. La bactérie génétiquement modifiée ou l' organisme transgénique est placé dans un fermenteur où il accélère la reproduction dans un environnement plus contrôlé, ce qui permet d'avoir plus de bactéries exprimant le gène de l'insuline humaine et donc de produire la protéine de l'insuline.
Rôle de la biotechnologie dans la gestion des déchets
La biotechnologie peut être exploitée pour aider à améliorer les facteurs environnementaux tels que la gestion des déchets. Tout au long de cet article, nous avons abordé certaines de ces technologies. Le génie génétique joue un rôle important dans l'efficacité de la production de moins de déchets.
Les cultures génétiquement modifiées peuvent contribuer à réduire les déchets alimentaires inutiles en aidant les agriculteurs à minimiser les pertes de récoltes tout en préservant les ressources. Elles permettent aux agriculteurs d'obtenir des rendements plus élevés tout en utilisant moins de terres, ce qui contribue à préserver la biodiversité. En outre, la culture de certaines plantes génétiquement modifiées a contribué à réduire les émissions de dioxyde de carbone produites par l'agriculture, car elle nécessite moins de machines lourdes.
Certaines cultures qui ont été modifiées pour réduire les besoins en engrais et les piscicultures qui utilisent des sources de nourriture à base de plantes (généralement des cultures génétiquement modifiées) ont moins d'écoulement de déchets qui ont tendance à conduire à l'eutrophisation (un processus qui réduit la biodiversité en raison de l'augmentation de la croissance des plantes aquatiques et des algues).
Rôle de la biotechnologie - Principaux enseignements
- La biotechnologie est l'exploitation des processus biologiques dans les organismes vivants à des fins industrielles et autres pour l'usage humain.
- La biotechnologie alimentaire moderne exploite la capacité de créer de grandes quantités d'aliments à l'aide de micro-organismes.
- Le champignon Fusarium est cultivé avec du glucose et de l'oxygène pour produire de la mycoprotéine, qui est ensuite récoltée et transformée. La mycoprotéine est un aliment végétarien riche en protéines.
- Les bactéries génétiquement modifiées peuvent être utilisées dans l'industrie de la santé pour produire des médicaments comme l'insuline.
- Toutes les formes d'agriculture (bétail, cultures végétales et aquaculture) utilisent des techniques biotechnologiques telles que la reproduction sélective pour produire des aliments dont le rendement et le contenu nutritionnel sont plus élevés.
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