SZINTETIKUS BIOLÓGIA: TÖRTÉNELEM, MIT TANUL, ALKALMAZÁSOK - BIOLÓGIA - 2026

A szintetikus biológia az a tudományág, amely a nem saját természetű biológiai rendszerek gyártására összpontosít. Ezért célja nem a meglévő organizmusok genetikai információinak összevonása, hanem részleges vagy teljesen mesterséges életformák létrehozása.

Ezt a meghatározást követve kifejezhetjük, hogy ez a szintézis kérdése anyaggyártási technika, amely az innováción alapul, összetett molekuláris folyamatok tanulmányozása révén.

A DNS-en keresztül a szintetikus biológia programozható mikroorganizmusok vagy számítógépes genomok létrehozására törekszik. Források: pixabay.com

Azt is meg kell jegyezni, hogy a szintetikus biológiát interdiszciplináris alkalmazás jellemzi, mivel kutatási módszere a biológián és a biológiai rendszerek tervezésén alapul.

A biogenerációtól eltérően, amelynek célja a genetikai anyag szándék szerinti átprogramozása és megváltoztatása az élő gépek egyik fajának előállítása érdekében, ez a specialitás egy másik gondolkodási módot talál, az emberi és társadalmi szervezet fejlődésének megfigyelésére és javaslatára.

Hasonlóképpen, a szintetikus biológia elhatárolódik a hagyományos biotechnológiától, mivel míg ez utóbbi megkísérel manipulálni és módosítani a dezoxiribonukleinsav (DNS) információit, az előbbi a programozható mikroorganizmusok vagy számítógépes genomok összeállítására összpontosít.

Így elmondható, hogy ez a tudományág képes beavatkozni az anyagcserébe és ipari termékeket fejleszteni. Ezenkívül a jövőben kidolgozhat egy projektet az éghajlatváltozás megakadályozására és a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkentésére.

Történelem

A szintetikus biológia születése két alapvető eseményt foglal magában; az elsőt a 20. század közepén hajtották végre, amikor a géntechnikai hallgatók egy csoportjának sikerült manipulálnia az Escherichia coli baktériumokat.

A cél az volt, hogy a hallgatók alapvető ismeretekkel rendelkezzenek a bacillus újraprogramozásáról. Végül felfedezték, hogy az E. coli törzsek helyettesíthetik az állatokból vagy holttestből származó sejteket egy kísérlet elvégzésekor

Ennek a beavatkozásnak és a szerves rendszer módosításának köszönhetően megjelent egy másik kutatási terület, amelyet szintetikus biológiának neveztek. Ez a tudományág nagyobb hangsúlyt kapott a 60-as években, Jacques L. Monod (1910-1976) és François Jacob (1920-2013) által végzett tanulmányok után, ez volt a szintetikus biológia második legfontosabb eseménye.

Ezeknek a tudósoknak az a szerepe volt, hogy felfedjék a genetikai üzenet szabályozásának alapjait. Vagyis felfedték a genom tartalmát és az említett információ dekódolására szolgáló technikát annak érdekében, hogy a nyilvánosságra hozott adatok révén a celluláris hálózatok új modelljeit tervezzék.

Ez az előrelépés táplálta a szintetikus biológia növekedését, mivel eszközöket adott a genetikai anyag programozásához, leírásához és kölcsönhatásba lépéséhez.

A szintetikus biológiában olyan eszközök vannak, amelyek lehetővé teszik a genetikai anyag programozását, módosítását és leírását. Forrás: pixabay.com

A név eredete

A szintetikus biológia, amelyet angolul rövidítésként "SynBio" -nek is neveznek, egy újonnan megjelenő tudományág. Ugyanakkor a 20. század végén jelent meg kutatási tárgyként.

Azóta a molekuláris funkciók kutatása folyamatos folyamatban van az Egyesült Államokban és Európában egyaránt; de tudományos elvén túl kényelmes hangsúlyozni, hogy a specialitás eredete nem azonos a név eredetével.

Ennek oka az, hogy a szintetikus biológia kifejezést először 1912-ben használták. Ezt a kategorizálást Stéphane Leduc (1853-1939) használta az élet fizikai és kémiai mechanizmusairól szóló munkáinak utalására.

A kifejezéseket a francia biológus használta annak leírására, hogy a természetes rendszer miként létezhet együtt a mesterséges folyamatokkal. Emiatt évtizedekkel később a tudósok a nevet választották, hogy jelezzék a biológia és a géntechnika egy adott ágát.

Mit tanul (a tárgy tárgya)

Ennek a tudományos alkalmazásnak a fő célja a dezoxiribonukleinsavat (DNS) alkotó különféle biológiai áramkörök lebontása. A cél az egyes gének szekvenciájának és kódolásának megvizsgálása annak érdekében, hogy később utánozzák viselkedésüket.

Miután megváltozott a genetikai anyag funkciója, a szakemberek a természetellenes organizmusok előállítására és programozására fordítják magukat, amelyek hozzájárulnak az emberek életminőségének javításához.

Ebben az értelemben a kutatók feladata, hogy elhomályozzák azokat a határokat, amelyek megkülönböztetik az élő rendszereket az automataktól; Ezért megkísérelnek eszközt találni a növényeknek a pusztában történő növekedéséhez hipotéziseik tesztelésére.

Alkalmazások

A szintetikus biológia nemcsak a természeti és a mesterséges folyamatokat kívánja összekapcsolni, hanem a valóság számos területén, például a technológiai, a mezőgazdasági, az ipari és az energiaszektorban is részt kíván venni.

Érdemes azonban hangsúlyozni, hogy ez az építkezés fegyelem, ezért alkalmazá- sa folyamatosan változik. Néhány a legfontosabb változatok a következők:

Okos gyógyszerek

Olyan gyógyszerek előállításából áll, amelyek lényeges elemei a mikroorganizmusok. Ahhoz, hogy ez a projekt működjön, be kell kapszuláznia a genetikai anyagot. Ilyen módon a gyógyszerek személyre szabhatók, az egyes egyének igényeitől függően.

Génterápia

Ezt az alkalmazást olyan vírusok előállítása jellemzi, amelyeket beépítenek a szövetekbe úgy, hogy integrálódjanak a betegek genomjaiba. A kísérlet várt eredménye az, hogy a mechanikus fertőzés felismeri és elpusztítja az összes kóros sejtet.

Fő fogalmak

Ennek a tudományos diszciplínának az alapja az, hogy nem szünteti meg az immunrendszert a szintetikus organizmusok biológiai vizsgálatokba való beépítésével, hanem inkább a sejthálózatok szerkezetének a genomon keresztüli átgondolására törekszik.

Ezért a szintetikus biológia - a biomolekuláris rendszerek megtervezése mellett - újraértelmezi a genetikai viselkedést az életfolyamatok megértése érdekében. Ezért a specialitás két fő fogalmát technológiai eszköznek tekintik. Ezek:

Genetikai áramkör

Ez egy génkészletből vagy miniatűr számítógépből álló eszköz, amely az anyagcserének szabályozását végzi. Ezeket a mikroorganizmusokat úgy tervezték, hogy csökkentsék az E. coli baktériumok által okozott károkat.

Minimális genom

Ez az alapvető elem, amelyet a tudósok használnak az automatizált cellák tervezésekor. Ennek oka az, hogy a mesterséges organizmusok akkor épülnek fel, amikor meg lehet határozni a biológiai anyag minimális konfigurációját, ami elengedhetetlen, mivel az információt tartalmaz a baktériumok jelentős védekezésének ellensúlyozására.

Irodalom

1. Benner, S. (2009). A genetika újratervezése. Beolvasva 2019. október 4-én a természetből: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biológia és géntechnika. Beolvasva: 2019. október 4-én a Pontos, Fizikai és Természettudományi Királyi Akadémiától: rac.es
3. Endy, D. (2012). Tervezési biológia. Beolvasva: 2019. október 5-én a barcelonai egyetemen: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Szintetikus biológia: rendelésre készített mikrobák. Visszakeresve: 2019. október 4-én a Science oldalról: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). A szintetikus biológia fejlődik. Beolvasva: 2019. október 5-én a Biológiai Karból: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Új forradalom? A tudomány alapjai. Beolvasva 2019. október 5-én, az Universidad Simón Bolívar-tól: usb.ve