мини|250п|Репликација људског ДНК мини|250п|Кристали инсулина
Биотехнологија представља примену биолошких активности за добијање неког производа или остваривање неког процеса., или „било коју другу технолошку примену која користи биолошке системе, живе организме, или њихове деривате, за прављење или модификовање производа или процеса за специфичну примену“ (УН конвенција о биолошкој разноврсности, чл. 2). У зависности од оруђа и примена, биотехнологија се често преклапа са (сродним) пољима биоинжењерства, биомедицинског инжењерства, биопроизводње, молекуларног инжењерства, итд. Она се дели на: традиционалну биотехнологију која обухвата оплемењивање биљака и домаћих животиња, коришћење микроорганизама за производњу хране и пића и др, прераду отпадних вода, производњу биогаса и сл. савремену биотехнологију у коју спадају: генетички инжењеринг клонирање инжињеринг ткива
Основно питање везано за савремену биотехнологију јесте како рационално искористити предности које она пружа, а да се при томе спрече потенцијалне негативне последице по човека и његову животну средину.
Човечанство је користило биотехнологију хиљадама година у пољопривреди, продукцији хране, и медицини. Већина извора сматра да је овај термин формирао 1919. године мађарски инжењер Карољ Ереки. У касном 20. и раном 21. веку, биотехнологија се проширила тако да обухвата нове и разноврсне науке, као што су геномика, технике рекомбиновања гена, примењена имунологија, и развој фармацеутских терапија и дијагностичких тестова.
Дефиниције Концепт „биотек“ или „биотехнологија“ обухвата широк опсег процедура за модификовање живих организама према људским потребама, полазећи од доместикације животиња, култивирања биљки, и њиховог „побољшавања“ путем програма узгоја у којима се примењује вештачка селекција и хибридизација. Модерна употреба такође обухвата генетичко инжењерство, као и технологије ћелијских и ткивних култура. Америчко хемијско друштво дефинише биотехнологију као примену биолошких организама, система, или процеса у оквиру разних индустрија ради стицање знања о науци о животу и повећање вредности материјала и организама, као што су лекови, усеви, и марва. Европска федерација за биотехнологију дефинише биотехнологију као интеграцију природних наука и организама, ћелија, њихових делова, и молекуларних аналога у продукте и услуге. Биотехнологија се ослања на мноштво чисто биолошких наука (на животињске ћелијске културе, биохемију, цитологију, ембриологију, генетику, микробиологију, и молекуларну биологију). У многим случајевима, она је такође зависна од познавања метода изван сфере биологије, као што су: биоинформатика, специфични вид информатике биопроцесно инжењерство биороботика хемијско инжењерство
Модерне биолошке науке (укључујући чак и концепте, као што је молекуларна екологија) су интимно испреплетене и веома зависне од метода који су развијени кроз биотехнологију, и оним што се обично сматра индустријском науком о животу. Биотехнологија подразумева истраживање и развој у лабораторији користећи биоинформатику за истраживање, екстракцију, експлоатацију и продукцију из било ког живог организма и било ког извора биомасе путем биохемијског инжењерства, при чему производи са знатном додатном вредношћу могу да буду планирани (на пример биосинтетички репродуковани), предвиђени, формулисани, развијени, произведени, и изведени на тржиште с циљем одрживог пословања (за повратак знатних иницијалних улагања у -{R & D}-) и стицање постојаних права над патентима (ради ексклузивних права на продају, и пре тога ради стицања националних и међународних одобрења на бази резултата животињских и људских експеримената, посебно у фармацеутској грани биотехнологија да би се спречиле нежељене нуспојаве или адресирала сигурносна питања при употреби производа).KEY BIOTECHNOLOGY INDICATORS (December 2011). oecd.org. Oecd.org
За разлику од тога, биоинжењерство се генерално сматра сродним пољем које има већи нагласак на вишим системским приступима (без потребе за директним мењањем или употребом биолошких материјала) за повезивање са и утилизацију живих бића. Биоинжењерство је примена принципа инжењерства и природних наука на ткива, ћелије и молекуле. Оно се може сматрати коришћењем знања из рада са и манипулисања биологије да би се остварили резултати којима се могу побољшати функције код биљки и животиња.. Bionewsonline.com Сродно томе, биомедицинско инжењерство је преклапајуће поље, које се често ослања на и примењује биотехнологију (по разним дефиницијама), посебно у појединим потпољима биомедицинског и/или хемијског инжењерства као што су ткивно инжењерство, биофармацеутско инжењерство, и генетичко инжењерство.
Историја десно|мини|250п|Врење је једна од раних примена биотехнологије
Иако то нормално није оно на шта се прво помисли, многи облици људским утицајем модификоване пољопривреде јасно се уклапају у широку дефиницију „кориштења биотехнолошког система да би се направили производи“. Култивација биљки се може сматрати најранијим видом биотехнолошког предузећа.
По неким теоријама пољопривреда је постала доминантни начин производње хране од времена неолитске револуције. Помоћу ране биотехнологије, најранији пољопривредници су изабирали и узгајали најбоље прилагођене усеве, који су пружали највеће приносе, да би произвели довољно хране за подршку растуће популације. Како су усеви и поља постајали све већи и тежи за одржавање, откривено је да специфични организми и њихови нуспродукти могу ефективно да нађубравају, обнављају азот, и контролишу штеточине. Током историје пољопривреде, земљорадници су ненамерно мењали генетику својих усева путем њиховог увођења у нова окружења и укрштањем са другим биљкама — што је једна од првих форми биотехнологије.
Ови процеси су такође били укључени у раној ферментацији пива. Они су уведени у раној Месопотамији, Египту, Кини и Индији, и још увек користе исте основне биолошке методе. При врењу пива, у зрнима слада (која садрже ензиме) се конвертује житарични скроб у шећер и затим се додаје квасац да би настало пиво. У том процесу, угљени хидрати из зрна се претварају у алкохоле као што је етанол. Касније су друге културе произвеле процес млечно киселинске ферментације, који је омогућио ферментацију и презервацију других форми хране, као што је соја сос. Ферментација је такође кориштена у том периоду за производњу хлеба квасцем. Мада процес ферментације није био потпуно разјашњен до рада Луја Пастера 1857. године, тај процес је био прва примена биотехнологије за конвертовање извора хране у друге форме.
Пре времена живота и рада Чарлса Дарвина, људи су већ дуго времена селективно укрштали животиње и биљке. Дарвин је додао том телу рада своја научна запажања о способности науке да мења врсте. Ова разматрања су допринела развоју Дарвинове теорије природне селекције.
Хиљадама година су људи користили селективни узгој с циљем побољшања продукције усева и стоке намењене исхрани. У селективном узгоју, организми са жељеним карактеристикама су укрштани и производили потомство са истим карактеристикама. На пример, ова техника је кориштена код кукуруза да се произведу највећи и најслађи усеви.
У раном 20. веку научници су стекли боље разумевање микробиологије и истражили су начине производње специфичних продуката. Године 1917, Хаим Вајцман је био први да користи чисту микробиолошку културу у индустријском процесу производње кукурузног скроба користећи -{Clostridium acetobutylicum}-, да произведе ацетон, који је у Уједињеном Краљевству био високо тражен ради производње експлозива током Првог светског рата.
Биотехнологија је исто тако довела до развоја антибиотика. Године 1928, Александер Флеминг је открио плесан -{Penicillium}-. Његовом раду је следило пречишћавања антибиотичког једињења које плесан формира, да би се издвојило једињење које је у данашње време познато као пеницилин. За то су заслужни Хауард Флори, Ернст Борис Чејн и Норман Хитли. Године 1940, пеницилин је постао доступан за медицинску употребу у третману бактеријских инфекција код људи.
Генерално се сматра да је поље модерне биотехнологије рођено 1971. године кад је Пол Берг (са Станфорда) успешно спровео експерименте генског сплајсовања. Херберт В. Бојер (Универзитет Калифорније у Сан Франциску) и Станли Н. Кохен (Станфорд) знатно су унапредили нову технологију 1972. године трансфером генетичког материјала у бактерије, тако да се унесени материјал може репродуковати. Комерцијална исплативост биотехнолошке индустрије је знатно проширена 16. јуна 1980, кад је Врховни суд Сједињених Америчких Држава донео одлуку да се генетички модификовани микроорганизам може патентирати у случају -{Diamond v. Chakrabarty}-.." United States Supreme Court. June 16, 1980.. Ананда Чакрабарти радећи за Џенерал електрик, је модификовао бактерију (рода -{Pseudomonas}-) тако да може да разлаже сирову нафту, и предложио је да се примени у третирању изливене нафте. (Чакрабартијев рад није обухватао манипулације гена већ трансфер целокупних органела између врста -{Pseudomonas}- бактерија.
Још један фактор који утиче на успех биотехнолошког сектора је побољшано законодавство у области интелектуалне својине и спровођење широм света, као и повећана потражња за медицинским и фармацеутским производима за третман старосних тегоба популације.VoIP Providers And Corn Farmers Can Expect To Have Bumper Years In 2008 And Beyond, According To The Latest Research Released By Business Information Analysts At IBISWorld. Los Angeles (March 19, 2008)
Раст потражње за биогоривима је добра вест за сектор биотехнологија, при чему Министарство за енергетику САД процењује да примена етанола може да редукује америчку потрошњу горива изведеног из нафте и до 30% до 2030. Биотехнолошки сектор је омогућио пољопривредној индустрији САД да брзо повећа ниво понуде кукуруза и соје — главних сировина у производњи биогорива — развијајући генетички модификована семена која су отпорна на штеточине и сушу. Кроз повећање пољопривредне продуктивности, биотехнологија игра кључну улогу у обезбеђивању испуњавања циљева производње биогорива.The Recession List — Top 10 Industries to Fly and Fl... (ith anincreasing share accounted for by ...) , bio-medicine.org
Примери мини|250п|Биљка руже која је настала као ћелија узгајена на ткивној култури
Биотехнологија налази примену у четири главне индустријске области: здравствена заштита (медицина), производња усева за храну, пољопривреда усева за друге сврхе (нпр. биоразградива пластика, биљно уље, биогорива), и еколошке примене.
На пример, један апликација биотехнологије је усмерена на употребу организама за производњу органских продуката (пример су пиво и млечни продукти). Други пример је употреба природно присутних бактерија у рударској индустрији за екстракцију метала из руде. Биотехнологија се такође користи за рециклирање, третирање отпада, чишћење места контаминираних индустријским активностима (биоремедијација), као и за продукцију биолошког оружја.
Низ изведених термина је скован за идентификацију неколико грана биотехнологије; на пример: Биоинформатика је интердисциплинарно поље које се бави биолошким проблемима користећи рачунарске технике, и омогућава брзу организацију, као и анализу биолошких података. Ово поље се исто тако понекад назива рачунарском биологијом, и може да буде дефинисано као, „концептуализација биологије у смислу молекула и накнадна примена информатичких техника ради разумевања и организовања информације асоциране са тим молекулима, у великим размерама.“." Yale University.. Биоинформатика има кључну улогу у разним областима, као што су функционална геномика, структурна геномика, и протеомика, и формира фундаменталну компоненту биотехнологије и фармацеутског сектора. Плава биотехнологија је термин који се користи за описивање морских и водених примена биотехнологије, мада је његова примена релативно ретка.