BIOLOGIE SINTETICĂ: ISTORIE, CE STUDIAZĂ, APLICAȚII - BIOLOGIE - 2025

Biologiei sintetice este disciplina care se concentrează pe fabricarea de sisteme biologice care nu sunt de natură proprie. Prin urmare, scopul lor nu este de a combina informațiile genetice de la organismele existente, ci de a crea forme de viață parțial sau absolut artificiale.

În urma acestei definiții, este posibil să se exprime că această chestiune de sinteză este o tehnică de producție de materiale care se bazează pe inovație prin studiul proceselor moleculare complexe.

Prin ADN, biologia sintetică încearcă să compună microorganisme programabile sau genomi de computer. Surse: pixabay.com

De asemenea, este convenabil să subliniem faptul că biologia sintetică se caracterizează prin a fi o aplicație interdisciplinară, deoarece metoda sa de cercetare se bazează pe biologie și inginerie a sistemelor biologice.

Spre deosebire de bioinginerie, al cărui scop este reprogramarea și modificarea materialului genetic în voie pentru a produce o specie de mașini vii, această specialitate încearcă să găsească un alt mod de a gândi, de a observa și propune evoluția organismului uman și social.

De asemenea, biologia sintetică se distanțează și de biotehnologia tradițională, deoarece în timp ce al doilea încearcă să manipuleze și să modifice informațiile despre acidul dezoxiribonucleic (ADN), primul se concentrează pe compunerea microorganismelor programabile sau a genomului computerului.

Astfel, se poate afirma că această disciplină are capacitatea de a interveni în metabolism și de a dezvolta produse industriale. În plus, în viitor, ați putea dezvolta un proiect care să ajute la stoparea schimbărilor climatice și la reducerea dependenței de combustibilii fosili.

Istorie

Nașterea biologiei sintetice include două evenimente fundamentale; prima a fost realizată la mijlocul secolului XX, când un grup de studenți de inginerie genetică a reușit să manipuleze bacteriile Escherichia coli.

Scopul a fost ca elevii să aibă cunoștințele esențiale despre modul de reprogramare a unui bacil. Cu toate acestea, au sfârșit descoperind că tulpinile de E. coli ar putea înlocui celulele obținute de la animale sau cadavre atunci când au efectuat un experiment

Datorită acestei activități de intervenție și modificare a unui sistem organic, a apărut un alt domeniu de studiu, pe care l-au numit biologie sintetică. Această disciplină a dobândit o relevanță mai mare în anii 60, după studiile efectuate de Jacques L. Monod (1910-1976) și François Jacob (1920-2013), acesta fiind al doilea cel mai important eveniment pentru biologia sintetică.

Contribuția acestor oameni de știință a fost să dezvăluie bazele pentru reglarea mesajului genetic. Adică au expus conținutul unui genom și tehnica de decodare a informațiilor menționate pentru a proiecta, prin datele dezvăluite, noi modele de rețele celulare.

Acest avans a alimentat creșterea biologiei sintetice, deoarece i-a dat instrumentele de programare, descriere și interacțiune cu materialul genetic.

Biologia sintetică are instrumente care permit programarea, modificarea și descrierea materialului genetic. Sursa: pixabay.com

Originea numelui

Biologia sintetică, denumită și „SynBio” prin acronimul său în engleză, este o disciplină emergentă. Cu toate acestea, a apărut ca subiect de studiu la sfârșitul secolului XX.

De atunci, cercetarea funcțiilor moleculare a fost într-un progres constant atât în ​​Statele Unite, cât și în Europa; dar dincolo de principiul său științific, este convenabil să subliniem că originea specialității nu este aceeași cu cea a numelui.

Acest lucru se datorează faptului că termenul biologie sintetică a fost folosit pentru prima dată în 1912. Această clasificare a fost folosită de Stéphane Leduc (1853-1939) pentru a se referi la lucrările sale asupra mecanismelor fizice și chimice ale vieții.

Termenii au fost folosiți de biologul francez pentru a descrie modul în care un sistem natural ar putea coexista cu procesele artificiale. Din acest motiv, zeci de ani mai târziu, oamenii de știință au apelat la acest nume pentru a indica o ramură specifică a biologiei și ingineriei genetice.

Ce studiază (obiect de studiu)

Obiectul principal de studiu al acestei aplicații științifice este descompunerea diferitelor circuite biologice care alcătuiesc acid dezoxiribonucleic (ADN). Scopul este de a examina secvența și codificarea fiecărei gene pentru a putea ulterior imita comportamentul lor.

Odată modificată funcția materialului genetic, specialiștii se dedică fabricării și programării organismelor nenaturale care contribuie la îmbunătățirea calității vieții oamenilor.

În acest sens, rolul cercetătorilor este de a estompa limitele care disting sistemele vii de automatele; Din acest motiv, ei încearcă să găsească un instrument pentru ca culturile să crească în pustii, pentru a-și testa ipotezele.

Aplicații

Biologia sintetică intenționează nu numai să facă legătura naturală cu procesele artificiale, ci și caută să participe la numeroasele sectoare ale realității precum tehnologiile, agricultura, industriala și energia.

Cu toate acestea, merită să subliniem că este o disciplină în construcții, motiv pentru care aplicațiile sale variază continuu. Unele dintre cele mai importante variante sunt:

Droguri inteligente

Constă în producerea de medicamente ale căror elemente esențiale sunt microorganismele. Pentru ca acest proiect să funcționeze este necesar să încapsulăm materialul genetic. În acest fel, medicamentele pot fi personalizate, în funcție de nevoile fiecărui individ.

Terapia genică

Această aplicație se caracterizează prin producerea de viruși care vor fi încorporați în țesuturi, astfel încât acestea să fie integrate în genomii pacienților. Rezultatul scontat al acestui experiment este că infecția mecanică va recunoaște și va distruge toate celulele anormale.

Concepte principale

Fundamentul acestei discipline științifice nu este acela de a devasta sistemele imune prin încorporarea organismelor sintetice în studii biologice, ci mai degrabă încearcă să regândească structura rețelelor celulare prin genom.

Prin urmare, biologia sintetică - pe lângă proiectarea sistemelor biomoleculare - reinterpretează comportamentul genetic pentru a înțelege procesele vieții. Prin urmare, cele două concepte principale ale specialității sunt considerate instrumente tehnologice. Acestea sunt:

Circuitul genetic

Este un instrument format dintr-un set de gene sau calculatoare în miniatură, care îndeplinesc sarcina de reglare a metabolismului. Aceste microorganisme au fost concepute pentru a reduce daunele cauzate de bacteriile E. coli.

Genomul minim

Este elementul fundamental pe care oamenii de știință îl folosesc la proiectarea celulelor automate. Acest lucru se datorează faptului că organismele artificiale sunt construite atunci când este posibilă identificarea configurației minime a materialului biologic, ceea ce este esențial, deoarece conține informațiile pentru contracararea apărărilor semnificative ale bacililor.

Referințe

1. Benner, S. (2009). Redesignarea geneticii. Preluat pe 4 octombrie 2019 de la Nature: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologie și inginerie genetică. Preluat pe 04 octombrie 2019 de la Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
3. Endy, D. (2012). Proiectare biologie. Preluat pe 5 octombrie 2019 de la Universitatea din Barcelona: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Biologie sintetică: microbi făcuți la comandă. Adus pe 4 octombrie 2019 de pe Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Biologia sintetică evoluează. Preluat pe 05 octombrie 2019 de la Facultatea de Biologie: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). O nouă revoluție? Fundamentele științei. Preluat pe 5 octombrie 2019 de la Universidad Simón Bolívar: usb.ve