SINTETINĖ BIOLOGIJA: ISTORIJA, KĄ JI TIRIA, PROGRAMOS - BIOLOGIJA - 2025

Sintetinė biologija yra disciplina, kuri orientuota į biologinių sistemų, kurios nėra pačios gamtos gamybai. Todėl jų tikslas nėra sujungti genetinę informaciją iš esamų organizmų, o sukurti iš dalies arba visiškai dirbtines gyvybės formas.

Vadovaujantis šiuo apibrėžimu, galima išreikšti, kad šis sintezės dalykas yra medžiagos gamybos technika, pagrįsta inovacijomis tiriant sudėtingus molekulinius procesus.

Per DNR sintetinė biologija siekia sudaryti programuojamus mikroorganizmus ar kompiuterio genomus. Šaltiniai: pixabay.com

Taip pat patogu pabrėžti, kad sintetinė biologija pasižymi tarpdisciplininiu taikymu, nes jos tyrimo metodas yra pagrįstas biologija ir biologinių sistemų inžinerija.

Skirtingai nuo bioinžinerijos, kurios tikslas yra perprogramuoti ir pakeisti genetinę medžiagą savo noru, kad būtų sukurta gyvų mašinų rūšis, ši specialybė siekia rasti kitą mąstymo būdą, stebėti ir siūlyti žmogaus ir socialinio organizmo evoliuciją.

Sintetinė biologija taip pat nutolsta nuo tradicinės biotechnologijos, nes pastaroji bando manipuliuoti ir modifikuoti dezoksiribonukleorūgšties (DNR) informaciją, tačiau pirmoji orientuojasi į programuojamų mikroorganizmų ar kompiuterinių genomų sudarymą.

Taigi galima teigti, kad ši disciplina turi galimybę įsikišti į medžiagų apykaitą ir kurti pramoninius produktus. Be to, ateityje galėtumėte sukurti projektą, kuris padėtų sustabdyti klimato pokyčius ir sumažinti priklausomybę nuo iškastinio kuro.

Istorija

Sintetinės biologijos gimimas apima du pagrindinius įvykius; pirmasis buvo atliktas XX amžiaus viduryje, kai grupei genetinės inžinerijos studentų pavyko manipuliuoti Escherichia coli bakterijomis.

Tikslas buvo, kad studentai turėtų esminių žinių, kaip perprogramuoti bacilą. Tačiau jie galų gale sužinojo, kad atlikdami eksperimentą, E. coli padermės galėjo pakeisti ląsteles, gautas iš gyvūnų ar lavonų

Dėl šios intervencijos ir organinės sistemos modifikavimo veiklos atsirado dar viena studijų sritis, kurią jie pavadino sintetiniu biologija. Ši disciplina tapo aktualesnė 60-aisiais, po Jacques L. Monod (1910–1976) ir François Jacob (1920–2013) atliktų tyrimų, tai buvo antras pagal svarbą įvykis sintetinėje biologijoje.

Šių mokslininkų indėlis buvo atskleisti genetinio pranešimo reguliavimo pagrindus. Tai yra, jie atskleidė genomo turinį ir šios informacijos dekodavimo techniką, kad per pateiktus duomenis galėtų sukurti naujus korinio tinklo modelius.

Tai paskatino sintetinės biologijos augimą, nes tai suteikė įrankius programuoti, aprašyti ir sąveikauti su genetine medžiaga.

Sintetinėje biologijoje yra priemonių, leidžiančių programuoti, modifikuoti ir aprašyti genetinę medžiagą. Šaltinis: pixabay.com

Vardo kilmė

Sintetinė biologija, savo akronimu angliškai dar vadinama „SynBio“, yra nauja disciplina. Tačiau tai tapo tyrimo objektu XX amžiaus pabaigoje.

Nuo to laiko molekulinių funkcijų tyrimai buvo nuolat vykdomi tiek JAV, tiek Europoje; tačiau už jo mokslinio principo ribų patogu pabrėžti, kad specialybės kilmė nėra tokia pati kaip vardo kilmė.

Taip yra todėl, kad terminas sintetinė biologija pirmą kartą buvo panaudotas 1912 m. Šią kategoriją vartojo Stéphane Leduc (1853–1939), norėdamas paminėti savo darbus apie fizinius ir cheminius gyvenimo mechanizmus.

Šiuos terminus prancūzų biologas vartojo apibūdindamas, kaip natūrali sistema galėtų egzistuoti kartu su dirbtiniais procesais. Dėl šios priežasties dešimtmečiais vėliau mokslininkai pasinaudojo šiuo pavadinimu, norėdami nurodyti konkrečią biologijos ir genų inžinerijos šaką.

Kas studijuoja (studijų objektas)

Pagrindinis šio mokslinio taikymo tyrimo objektas yra įvairių biologinių grandinių, sudarančių dezoksiribonukleorūgštį (DNR), irimas. Tikslas yra ištirti kiekvieno geno seką ir kodavimą, kad vėliau būtų galima imituoti jų elgesį.

Pakeitus genetinės medžiagos funkciją, specialistai atsiduria nenatūralių organizmų, kurie prisideda prie žmonių gyvenimo kokybės gerinimo, gamyboje ir programavime.

Šia prasme tyrėjų vaidmuo yra nubrėžti ribas, skiriančias gyvas sistemas nuo automatų; Dėl šios priežasties jie bando rasti įrankį pasėliams augti dykumoje, kad patikrintų savo hipotezes.

Programos

Sintetinė biologija ne tik siekia susieti natūralų ir dirbtinį procesą, bet ir siekia dalyvauti daugelyje tikrovės sektorių, tokių kaip technologinis, žemės ūkio, pramonės ir energetikos sektorius.

Tačiau verta pabrėžti, kad tai yra disciplina statyboje, todėl jos pritaikymai nuolat skiriasi. Keli svarbiausi variantai yra šie:

Išmanieji narkotikai

Tai susideda iš vaistų, kurių pagrindiniai elementai yra mikroorganizmai, gamybos. Kad šis projektas veiktų, būtina inkapsuliuoti genetinę medžiagą. Tokiu būdu narkotikai gali būti individualizuojami, atsižvelgiant į kiekvieno asmens poreikius.

Genų terapija

Ši programa pasižymi tuo, kad gamina virusus, kurie bus integruoti į audinius, kad jie būtų integruoti į pacientų genomus. Laukiamas šio eksperimento rezultatas - mechaninė infekcija atpažins ir sunaikins visas nenormalias ląsteles.

Pagrindinės sąvokos

Šios mokslinės disciplinos pagrindas yra ne sunaikinti imuninę sistemą įtraukiant sintetinius organizmus į biologinius tyrimus, o greičiau siekiama permąstyti ląstelių tinklų struktūrą per genomą.

Todėl sintetinė biologija, be biomolekulinių sistemų projektavimo, iš naujo interpretuoja genetinį elgesį, kad suprastų gyvenimo procesus. Taigi dvi pagrindinės specialybės sąvokos laikomos technologinėmis priemonėmis. Šitie yra:

Genetinė grandinė

Tai įrankis, sudarytas iš genų arba miniatiūrinių kompiuterių, kurie atlieka medžiagų apykaitos reguliavimo užduotį. Šie mikroorganizmai buvo sukurti siekiant sumažinti žalą, kurią sukelia E. coli bakterijos.

Minimalus genomas

Tai yra pagrindinis elementas, kurį mokslininkai naudoja kurdami automatizuotas ląsteles. Taip yra todėl, kad dirbtiniai organizmai yra kuriami tada, kai įmanoma nustatyti minimalią biologinės medžiagos konfigūraciją, kuri yra būtina, nes joje yra informacijos, leidžiančios neutralizuoti reikšmingą bakterijų apsaugą.

Nuorodos

1. Benner, S. (2009). Pertvarkyti genetiką. Gauta 2019 m. Spalio 4 d. Iš „Nature“: gamta.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologija ir genų inžinerija. Gauta 2019 m. Spalio 4 d. Iš Karališkosios tiksliųjų, fizinių ir gamtos mokslų akademijos: rac.es
3. Endy, D. (2012). Dizaino biologija. Gauta 2019 m. Spalio 5 d. Iš Barselonos universiteto: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Sintetinė biologija: mikrobai gaminami pagal užsakymą. Gauta 2019 m. Spalio 4 d. Iš „Science“: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Sintetinė biologija vystosi. Gauta 2019 m. Spalio 05 d. Iš Biologijos fakulteto: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Nauja revoliucija? Mokslo pagrindai. Gauta 2019 m. Spalio 5 d. Iš „Universidad Simón Bolívar“: usb.ve