Le terme biotechnologie est récent, mais l'homme modifie le vivant depuis longtemps, par exemple en contrôlant la reproduction des animaux d'élevage et des plantes cultivées, puis en effectuant des croisements au sein des espèces domestiques pour en améliorer certains caractères. De plus, il a tiré parti de certains micro-organismes pour l'élaboration du pain, des produits laitiers et des boissons alcoolisées. À la fin du XIX^e s., le rôle des bactéries est mis en évidence, ainsi que la possibilité de les cultiver. La découverte de la structure de l'ADN en 1953 a ouvert la voie à l'étude de l'expression des gènes, portés par l'ADN. Elle a conduit au génie génétique, qui permet notamm. d'insérer de nouveaux gènes dans le matériel génétique de bactéries, champignons, animaux, végétaux. Ainsi modifiés, ces organismes peuvent fabriquer des protéines utiles (hormones, facteurs de coagulation sanguine, etc.), ou exprimer des caractères nouveaux (ce sont les OGM, organismes génétiquement modifiés).

Principales applications.

La maîtrise de techniques comme le clonage et le transfert de gènes (transgenèse) permet d'isoler, d'étudier, de reproduire et de transférer les gènes présentant un intérêt spécifique ; grâce à elle, les applications des biotechnologies couvrent aujourd'hui un large éventail de domaines : agriculture, industrie agroalimentaire, industrie pharmaceutique, médecine, etc.

Agriculture et agroalimentaire.

En agriculture, les biotechnologies végétales ont pour principal objectif d'optimiser la production en améliorant les rendements et la lutte contre les agents pathogènes. Dans l'agroalimentaire, les industries traditionnelles de fermentation utilisant des levures ont été les premières a bénéficier des avancées biotechnologiques : vinification, brasserie, industrie laitière. Depuis, de nouvelles voies de production industrielle par les micro-organismes se sont ouvertes : synthèse d'arômes, d'acides aminés, de vitamines, etc. Par ailleurs, la richesse de certaines levures en protéines et en vitamines a conduit à les fabriquer industriellement, pour l'alimentation animale ou humaine.

Industrie pharmaceutique et médecine.

Dans l'industrie pharmaceutique, l'utilisation des biotechnologies a débuté avec la production industrielle de pénicilline, en 1941. Depuis l'avènement du génie génétique, la production en masse s'est étendue à d'autres molécules (vitamines, vaccins, hormones, anticorps et enzymes). Les plantes comme les animaux sont également employés pour produire des substances telles que les facteurs de coagulation sanguine, les lipases (des enzymes) utilisées pour soigner la mucoviscidose, l'albumine humaine (synthétisée par les pommes de terre), etc.

En médecine, la thérapie génique cherche à introduire dans des organismes malades des gènes susceptibles de soigner, voire de guérir. Encore au stade expérimental, cette technique, même si elle est prometteuse, soulève de nombreuses questions d'ordre technique et éthique.