SINTETSKA BIOLOGIJA: POVIJEST, ONO ŠTO PROUČAVA, PRIMJENE - BIOLOGIJA - 2026

Sintetička biologija je disciplina koja se fokusira na proizvodnju bioloških sustava koji nisu vlastite prirode. Stoga njihov cilj nije kombiniranje genetskih podataka iz postojećih organizama, već stvaranje djelomično ili apsolutno umjetnih životnih oblika.

Slijedom ove definicije, moguće je izraziti da je ovo pitanje sinteze tehnika proizvodnje materijala koja se temelji na inovacijama kroz proučavanje složenih molekularnih procesa.

Pomoću DNK sintetička biologija nastoji sastaviti programirljive mikroorganizme ili računalne genome. Izvori: pixabay.com

Prikladno je naglasiti i da se za sintetičku biologiju odlikuje interdisciplinarna primjena, budući da se njezina metoda istraživanja temelji na biologiji i inženjeringu bioloških sustava.

Za razliku od bioinžinjeringa, čija je svrha reprogramiranje i promjena genetskog materijala po volji kako bi se proizvela vrsta živih strojeva, ova specijalnost nastoji pronaći drugi način razmišljanja, promatranja i predlaganja evolucije ljudskog i društvenog organizma.

Isto tako, sintetička se biologija također distancira od tradicionalne biotehnologije, budući da iako posljednja pokušava manipulirati i mijenjati informacije o deoksiribonukleinskoj kiselini (DNA), prva se usredotočuje na sastavljanje programibilnih mikroorganizama ili računalnih genoma.

Dakle, može se reći da ova disciplina ima sposobnost interveniranja u metabolizmu i razvijanja industrijskih proizvoda. Osim toga, u budućnosti biste mogli razviti projekt koji će pomoći zaustaviti klimatske promjene i smanjiti ovisnost o fosilnim gorivima.

Povijest

Rođenje sintetske biologije uključuje dva temeljna događaja; prva je izvršena sredinom 20. stoljeća kada je skupina studenata genetskog inženjerstva uspjela manipulirati bakterijama Escherichia coli.

Cilj je bio da učenici steknu osnovna znanja o tome kako reprogramirati bacil. Međutim, otkrili su da sojevi E. coli mogu zamijeniti stanice dobivene od životinja ili leševa tijekom provođenja pokusa.

Zahvaljujući ovoj aktivnosti intervencije i modifikacije organskog sustava pojavilo se još jedno polje proučavanja koje su nazvali sintetička biologija. Ova je disciplina dobila veću važnost u 60-ima, nakon studija koje su proveli Jacques L. Monod (1910.-1976.) I François Jacob (1920.-2013.), Što je drugi najvažniji događaj za sintetsku biologiju.

Doprinos ovih znanstvenika bio je otkrivanje osnova za regulaciju genetske poruke. Odnosno, otkrili su sadržaj genoma i tehniku ​​dekodiranja navedenih informacija kako bi kroz otkrivene podatke dizajnirali nove modele staničnih mreža.

Ovaj napredak potaknuo je rast sintetske biologije jer joj je dao alate za programiranje, opisivanje i interakciju s genetskim materijalom.

Sintetska biologija posjeduje alate koji omogućuju programiranje, modificiranje i opis genetskog materijala. Izvor: pixabay.com

Podrijetlo imena

Sintetska biologija, koja se na engleskom jeziku naziva i "SynBio", disciplina je u nastajanju. Međutim, pojavila se kao predmet proučavanja krajem 20. stoljeća.

Od tada su istraživanja o molekularnim funkcijama u stalnom napretku i u Sjedinjenim Državama i u Europi; ali izvan svog znanstvenog principa, prikladno je naglasiti da podrijetlo specijalnosti nije isto što i ime.

To je zbog toga što se termin sintetička biologija prvi put koristio 1912. godine. Ovu kategorizaciju Stéphane Leduc (1853.-1939.) Koristio je da bi se pozvao na svoja djela o fizičkim i kemijskim mehanizmima života.

Izrazi su korišteni od strane francuskog biologa za opisivanje kako prirodni sustav može koegzistirati s umjetnim procesima. Iz tog su razloga, desetljećima kasnije, znanstvenici pribjegli tom imenu da označe specifičnu granu biologije i genetskog inženjerstva.

Što se proučava (predmet proučavanja)

Glavni predmet proučavanja ove znanstvene primjene je raspadanje različitih bioloških krugova koji čine deoksiribonukleinska kiselina (DNA). Svrha je ispitati redoslijed i kodiranje svakog gena kako bi kasnije mogli oponašati njihovo ponašanje.

Nakon što je funkcija genetskog materijala izmijenjena, stručnjaci se posvećuju proizvodnji i programiranju neprirodnih organizama koji doprinose poboljšanju kvalitete života ljudi.

U tom smislu, uloga istraživača je zamagljivanje granica koje razlikuju žive sustave od automata; Iz tog razloga pokušavaju pronaći alat za uzgoj usjeva koji se uzgajaju u pustinji kako bi testirali svoje hipoteze.

Prijave

Sintetska biologija ne samo da želi povezati prirodno s umjetnim procesima, već također nastoji sudjelovati u mnogim stvarnostima kao što su tehnologija, poljoprivreda, industrija i energija.

Međutim, vrijedno je naglasiti da je riječ o građevinskoj disciplini, zbog čega se njegove primjene neprestano razlikuju. Neke od najvažnijih varijanti su:

Pametni lijekovi

Sastoji se od proizvodnje lijekova čiji su bitni elementi mikroorganizmi. Kako bi ovaj projekt uspio potrebno je inkapsulirati genetski materijal. Na ovaj se način lijekovi mogu personalizirati, ovisno o potrebama svakog pojedinca.

Genska terapija

Ovu aplikaciju karakterizira proizvodnja virusa koji će se ugraditi u tkiva tako da budu integrirani u genome pacijenata. Očekivani rezultat ovog eksperimenta je da će mehanička infekcija prepoznati i uništiti sve nenormalne stanice.

Glavni pojmovi

Temelj ove znanstvene discipline nije devastiranje imunološkog sustava uključivanjem sintetičkih organizama u biološke studije, već nastojanje preispitivanja strukture staničnih mreža kroz genom.

Stoga, sintetička biologija - pored dizajniranja biomolekularnih sustava - reinterpretira genetsko ponašanje kako bi razumjela životne procese. Dakle, dva glavna koncepta specijalnosti smatraju se tehnološkim instrumentima. Ovi su:

Genetski krug

To je alat sastavljen od skupa gena ili minijaturnih računala koji obavljaju zadatak regulacije metabolizma. Ti su mikroorganizmi dizajnirani za smanjenje štete koju uzrokuje bakterija E. coli.

Minimalni genom

To je temeljni element koji znanstvenici koriste prilikom dizajniranja automatiziranih ćelija. To je zbog toga što su umjetni organizmi izgrađeni kada je moguće identificirati minimalnu konfiguraciju biološkog materijala, što je bitno jer sadrži informacije za suzbijanje značajnih obrana bacila.

Reference

1. Benner, S. (2009). Preuređenje genetike. Preuzeto 4. listopada 2019. iz Nature: Nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologija i genetski inženjering. Preuzeto 4. listopada 2019. s Kraljevske akademije egzaktnih, fizičkih i prirodnih znanosti: rac.es
3. Endy, D. (2012). Dizajn biologije. Preuzeto 5. listopada 2019. sa Sveučilišta u Barceloni: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Sintetska biologija: mikrobi izrađeni po narudžbi. Preuzeto 4. listopada 2019. s Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Razvija se sintetska biologija. Preuzeto 5. listopada 2019. s Biološkog fakulteta: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Nova revolucija? Osnove znanosti. Preuzeto 5. listopada 2019. s Universidad Simón Bolívar: usb.ve