SYNTETICKÁ BIOLOGIE: HISTORIE, CO STUDUJE, APLIKACE - BIOLOGIE - 2025

Syntetická biologie je disciplína, která se zaměřuje na výrobu biologických systémů, které nejsou vlastní přirozenost. Jejich cílem proto není kombinovat genetické informace z existujících organismů, ale vytvářet částečně nebo absolutně umělé formy života.

Podle této definice je možné vyjádřit, že tato otázka syntézy je technika výroby materiálu, která je založena na inovacích prostřednictvím studia složitých molekulárních procesů.

Prostřednictvím DNA se syntetická biologie snaží skládat programovatelné mikroorganismy nebo počítačové genomy. Zdroje: pixabay.com

Je také vhodné zdůraznit, že syntetická biologie je charakterizována jako interdisciplinární aplikace, protože její výzkumná metoda je založena na biologii a inženýrství biologických systémů.

Na rozdíl od bioinženýrství, jehož účelem je libovolně přeprogramovat a měnit genetický materiál za účelem produkce druhu živých strojů, se tato specialita snaží najít jiný způsob myšlení, pozorování a navrhování vývoje lidského a sociálního organismu.

Podobně se syntetická biologie také distancuje od tradiční biotechnologie, protože zatímco druhá se snaží manipulovat a modifikovat informace o kyselině deoxyribonukleové (DNA), první se zaměřuje na komponování programovatelných mikroorganismů nebo počítačových genomů.

Lze tedy konstatovat, že tato disciplína má schopnost zasahovat do metabolismu a vyvíjet průmyslové výrobky. Kromě toho byste v budoucnu mohli vytvořit projekt, který pomůže zastavit změnu klimatu a snížit závislost na fosilních palivech.

Dějiny

Zrození syntetické biologie zahrnuje dvě základní události; první se odehrál v polovině 20. století, kdy se skupině studentů genetického inženýrství podařilo manipulovat s bakteriemi Escherichia coli.

Účelem bylo, aby studenti měli základní znalosti o tom, jak přeprogramovat bacil. Nakonec však zjistili, že kmeny E. coli mohou při provádění experimentu nahradit buňky získané ze zvířat nebo mrtvol

Díky této činnosti intervence a modifikace organického systému se objevil další obor studia, který nazývali syntetická biologie. Tato disciplína získala větší význam v 60. letech po studiích, které provedli Jacques L. Monod (1910-1976) a François Jacob (1920–2013), což je druhá nejdůležitější událost pro syntetickou biologii.

Přínosem těchto vědců bylo odhalení základů pro regulaci genetické zprávy. To znamená, že odhalili obsah genomu a techniku ​​dekódování uvedených informací, aby pomocí zveřejněných dat navrhli nové modely celulárních sítí.

Tento pokrok podpořil růst syntetické biologie, protože poskytl nástroje pro programování, popis a interakci s genetickým materiálem.

Syntetická biologie má nástroje, které umožňují programování, úpravu a popis genetického materiálu. Zdroj: pixabay.com

Původ jména

Syntetická biologie, také označovaná jako „SynBio“ podle své zkratky v angličtině, je nově se rozvíjející disciplínou. Koncem 20. století se však stal předmětem studia.

Od té doby výzkum molekulárních funkcí neustále pokračuje jak ve Spojených státech, tak v Evropě; ale nad rámec jeho vědeckého principu je vhodné zdůraznit, že původ speciality není stejný jako původ názvu.

Je tomu tak proto, že termín syntetická biologie byl poprvé použit v roce 1912. Tuto kategorizaci použil Stéphane Leduc (1853-1939) k označení jeho prací o fyzikálních a chemických mechanismech života.

Termíny byly použity francouzským biologem k popisu toho, jak by přírodní systém mohl koexistovat s umělými procesy. Z tohoto důvodu se o deset let později vědci uchýlili ke jménu, aby naznačili konkrétní odvětví biologie a genetického inženýrství.

Co se studuje (předmět studia)

Hlavním předmětem studia této vědecké aplikace je rozklad různých biologických obvodů, které tvoří deoxyribonukleovou kyselinu (DNA). Účelem je prozkoumat sekvenci a kódování každého genu, aby bylo později možné napodobit jejich chování.

Jakmile dojde ke změně funkce genetického materiálu, odborníci se věnují výrobě a programování nepřirozených organismů, které přispívají ke zlepšení kvality života lidí.

V tomto smyslu je úkolem výzkumníků rozmazat hranice, které odlišují živé systémy od automatů; Z tohoto důvodu se snaží najít nástroj pro pěstování plodin v pustině za účelem otestování jejich hypotéz.

Aplikace

Syntetická biologie má v úmyslu nejen propojit přírodní a umělé procesy, ale také se snaží podílet se na mnoha sektorech reality, jako jsou technologické, zemědělské, průmyslové a energetické.

Je však třeba zdůraznit, že se jedná o konstrukční disciplínu, a proto se její aplikace neustále mění. Některé z nejdůležitějších variant jsou:

Chytré drogy

Spočívá v produkci léčiv, jejichž základními prvky jsou mikroorganismy. Aby tento projekt fungoval, je nutné zapouzdřit genetický materiál. Tímto způsobem lze drogy přizpůsobit, v závislosti na potřebách každého jednotlivce.

Genová terapie

Tato aplikace je charakterizována produkcí virů, které budou začleněny do tkání tak, aby byly integrovány do genomů pacientů. Očekávaným výsledkem tohoto experimentu je, že mechanická infekce rozpozná a zničí všechny abnormální buňky.

Hlavní pojmy

Základem této vědecké disciplíny není ničení imunitních systémů začleněním syntetických organismů do biologických studií, ale spíše snaha přehodnotit strukturu buněčných sítí prostřednictvím genomu.

Proto syntetická biologie - kromě navrhování biomolekulárních systémů - reinterprets genetické chování pochopit životní procesy. Proto jsou dva hlavní pojmy speciality považovány za technologické nástroje. Tyto jsou:

Genetický obvod

Je to nástroj složený ze sady genů nebo miniaturních počítačů, které plní úlohu regulace metabolismu. Tyto mikroorganismy byly navrženy ke snížení poškození způsobeného bakteriemi E. coli.

Minimální genom

Je to základní prvek, který vědci používají při navrhování automatizovaných buněk. Důvodem je to, že umělé organismy jsou vytvářeny, když je možné identifikovat minimální konfiguraci biologického materiálu, což je nezbytné, protože obsahuje informace, které působí proti významné obraně bacilů.

Reference

1. Benner, S. (2009). Přepracování genetiky. Citováno 4. října 2019 z Nature: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologie a genetické inženýrství. Citováno 4. října 2019 z Královské akademie přesných, fyzikálních a přírodních věd: rac.es
3. Endy, D. (2012). Biologie designu. Citováno z 5. října 2019 z University of Barcelona: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Syntetická biologie: mikroby na zakázku. Citováno 4. října 2019 z Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Syntetická biologie se vyvíjí. Citováno 5. října 2019 z Biologické fakulty: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Nová revoluce? Základy vědy. Citováno z 5. října 2019 z Universidad Simón Bolívar: usb.ve