SYNTETICKÁ BIOLÓGIA: HISTÓRIA, ČO ŠTUDUJE, APLIKÁCIE - BIOLÓGIE

Syntetická biológia je disciplína, ktorá sa zameriava na výrobu biologických systémov, ktoré nie sú vlastné prirodzenosť. Ich cieľom preto nie je kombinovať genetické informácie z existujúcich organizmov, ale vytvárať čiastočne alebo úplne umelé formy života.

Podľa tejto definície je možné vyjadriť, že táto otázka syntézy je technika výroby materiálu, ktorá je založená na inovácii prostredníctvom štúdia komplexných molekulárnych procesov.

Syntetická biológia sa prostredníctvom DNA snaží skladať programovateľné mikroorganizmy alebo počítačové genómy. Zdroje: pixabay.com

Je tiež vhodné zdôrazniť, že syntetická biológia sa vyznačuje interdisciplinárnou aplikáciou, pretože jej výskumná metóda je založená na biológii a inžinierstve biologických systémov.

Na rozdiel od bioinžinierstva, ktorého účelom je ľubovoľne preprogramovať a meniť genetický materiál s cieľom vyrobiť druh živých strojov, sa táto špecialita snaží nájsť iný spôsob myslenia, pozorovania a navrhovania vývoja ľudského a sociálneho organizmu.

Podobne sa syntetická biológia dištancuje od tradičnej biotechnológie, pretože zatiaľ čo sa druhá snaží manipulovať a modifikovať informácie o kyseline deoxyribonukleovej (DNA), prvá sa zameriava na vytváranie programovateľných mikroorganizmov alebo počítačových genómov.

Možno teda konštatovať, že táto disciplína má schopnosť zasahovať do metabolizmu a vyvíjať priemyselné výrobky. Okrem toho by ste v budúcnosti mohli vypracovať projekt, ktorý pomôže zastaviť zmenu podnebia a znížiť závislosť od fosílnych palív.

histórie

Zrod syntetickej biológie zahŕňa dve základné udalosti; prvý sa uskutočnil v polovici 20. storočia, keď sa skupine študentov genetického inžinierstva podarilo manipulovať s baktériami Escherichia coli.

Účelom bolo, aby študenti mali základné vedomosti o tom, ako preprogramovať bacil. Nakoniec však zistili, že kmene E. coli by mohli nahradiť bunky, ktoré sa získali zo zvierat alebo mŕtvol pri vykonávaní experimentu.

Vďaka tejto aktivite zásahu a modifikácie organického systému sa objavil ďalší študijný odbor, ktorý nazývali syntetická biológia. Táto disciplína nadobudla väčší význam v 60. rokoch po štúdiách, ktoré uskutočnili Jacques L. Monod (1910-1976) a François Jacob (1920 - 2013), čo je druhá najdôležitejšia udalosť pre syntetickú biológiu.

Prínosom týchto vedcov bolo odhalenie základov na reguláciu genetickej správy. Inými slovami, odhalili obsah genómu a techniku dekódovania uvedených informácií s cieľom navrhnúť prostredníctvom odhalených údajov nové modely celulárnych sietí.

Tento pokrok podporil rast syntetickej biológie, pretože poskytol nástroje na programovanie, popis a interakciu s genetickým materiálom.

Syntetická biológia má nástroje, ktoré umožňujú programovanie, modifikáciu a popis genetického materiálu. Zdroj: pixabay.com

Pôvod mena

Syntetická biológia, ktorá sa v angličtine označuje aj ako „SynBio“, je objavujúcou sa disciplínou. Koncom 20. storočia sa však stal predmetom štúdia.

Odvtedy výskum v oblasti molekulárnych funkcií v USA aj v Európe neustále napreduje; ale nad rámec vedeckého princípu je vhodné zdôrazniť, že pôvod špeciality nie je rovnaký ako pôvod názvu.

Je to preto, že pojem syntetická biológia sa prvýkrát použil v roku 1912. Túto kategorizáciu použil Stéphane Leduc (1853-1939) na označenie svojich diel o fyzikálnych a chemických mechanizmoch života.

Tieto pojmy použil francúzsky biológ na opis toho, ako by mohol prírodný systém existovať spolu s umelými procesmi. Z tohto dôvodu sa o desať rokov neskôr vedci uchýlili k názvu, aby naznačili konkrétny odbor biológie a genetického inžinierstva.

Čo študuje (predmet štúdia)

Hlavným predmetom výskumu tejto vedeckej aplikácie je rozklad rôznych biologických obvodov, ktoré tvoria kyselinu deoxyribonukleovú (DNA). Účelom je preskúmať sekvenciu a kódovanie každého génu, aby sa neskôr mohlo napodobniť ich správanie.

Po zmene funkcie genetického materiálu sa odborníci venujú výrobe a programovaniu neprirodzených organizmov, ktoré prispievajú k zlepšovaniu kvality života ľudí.

V tomto zmysle je úlohou vedcov rozmazať hranice, ktoré odlišujú živé systémy od automatov; Z tohto dôvodu sa snažia nájsť nástroj pre pestovanie plodín v pustatine, aby si mohli overiť svoje hypotézy.

aplikácia

Syntetická biológia má v úmysle spojiť nielen prírodné s umelými procesmi, ale snaží sa aj o účasť v mnohých odvetviach reality, ako sú technológie, poľnohospodárstvo, priemysel a energetika.

Je však potrebné zdôrazniť, že ide o stavebnú disciplínu, a preto sa jej aplikácie neustále menia. Niektoré z najdôležitejších variantov sú:

Inteligentné drogy

Pozostáva z výroby liekov, ktorých podstatnými prvkami sú mikroorganizmy. Aby tento projekt fungoval, je potrebné zapuzdriť genetický materiál. Týmto spôsobom môžu byť liečivá personalizované v závislosti od potrieb každého jednotlivca.

Génová terapia

Táto aplikácia sa vyznačuje výrobou vírusov, ktoré sa začlenia do tkanív tak, aby boli integrované do genómov pacientov. Očakávaný výsledok tohto experimentu je, že mechanická infekcia rozpozná a zničí všetky abnormálne bunky.

Hlavné pojmy

Základom tejto vedeckej disciplíny nie je zničiť imunitný systém začlenením syntetických organizmov do biologických štúdií, ale skôr sa snaží prehodnotiť štruktúru bunkových sietí prostredníctvom genómu.

Preto syntetická biológia - okrem navrhovania biomolekulárnych systémov - interpretuje genetické správanie, aby pochopila životné procesy. Preto sa dva hlavné pojmy špecializácie považujú za technologické nástroje. Sú to tieto:

Genetický obvod

Je to nástroj zložený zo súboru génov alebo miniatúrnych počítačov, ktoré vykonávajú úlohu regulácie metabolizmu. Tieto mikroorganizmy boli navrhnuté na zníženie poškodenia spôsobeného baktériami E. coli.

Minimálny genóm

Je to základný prvok, ktorý vedci používajú pri navrhovaní automatizovaných buniek. Dôvodom je to, že umelé organizmy sa vytvárajú, keď je možné identifikovať minimálnu konfiguráciu biologického materiálu, čo je nevyhnutné, pretože obsahuje informácie, ktoré pôsobia proti významným obranám bacilov.

Referencie

Benner, S. (2009). Zmena dizajnu genetiky. Citované 4. októbra 2019 z Nature: nature.com
De Lorenzo, V. (2007). Biológia a genetické inžinierstvo. Získané 4. októbra 2019 z Kráľovskej akadémie exaktných, fyzikálnych a prírodných vied: rac.es
Endy, D. (2012). Dizajnová biológia. Získané 5. októbra 2019 z University of Barcelona: ub.edu
Feber, D. (2004). Syntetická biológia: mikróby vyrábané na zákazku. Zdroj: 4. októbra 2019 z Science: sciencemag.org
Isaacs, F. (2012). Syntetická biológia sa vyvíja. Našli sme 5. októbra 2019 z Biologickej fakulty: bg.ac.rs
Moronge, A. (2015). Nová revolúcia? Základy vedy. Zdroj: 5. októbra 2019, Universidad Simón Bolívar: usb.ve

SYNTETICKÁ BIOLÓGIA: HISTÓRIA, ČO ŠTUDUJE, APLIKÁCIE - BIOLÓGIE - 2026