SYNTHETISCHE BIOLOGIE: GESCHIEDENIS, WAT HET BESTUDEERT, TOEPASSINGEN - BIOLOGIE - 2026

De synthetische biologie is de discipline die zich richt op de fabricage van biologische systemen die niet van eigen aard zijn. Daarom is hun doel niet om genetische informatie van bestaande organismen te combineren, maar om gedeeltelijk of absoluut kunstmatige levensvormen te creëren.

Volgens deze definitie is het mogelijk om uit te drukken dat deze kwestie van synthese een materiaalproductietechniek is die gebaseerd is op innovatie door de studie van complexe moleculaire processen.

Door middel van DNA probeert synthetische biologie programmeerbare micro-organismen of computergenomen samen te stellen. Bronnen: pixabay.com

Het is ook handig om te benadrukken dat synthetische biologie wordt gekenmerkt door een interdisciplinaire toepassing, aangezien de onderzoeksmethode is gebaseerd op biologie en engineering van biologische systemen.

In tegenstelling tot biotechniek, waarvan het doel is om genetisch materiaal naar believen te herprogrammeren en te veranderen om een ​​soort levende machines te produceren, probeert deze specialiteit een andere manier van denken, observeren en voorstellen van de evolutie van het menselijke en sociale organisme te vinden.

Evenzo distantieert synthetische biologie zich ook van traditionele biotechnologie, want terwijl de laatste probeert deoxyribonucleïnezuur (DNA) -informatie te manipuleren en te wijzigen, richt de eerste zich op het samenstellen van programmeerbare micro-organismen of computergenomen.

Er kan dus worden gesteld dat deze discipline het vermogen heeft om in te grijpen in het metabolisme en industriële producten te ontwikkelen. Bovendien kunt u in de toekomst een project ontwikkelen om de klimaatverandering te helpen stoppen en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.

Geschiedenis

De geboorte van synthetische biologie omvat twee fundamentele gebeurtenissen; de eerste vond plaats in het midden van de 20e eeuw toen een groep studenten gentechnologie erin slaagde de bacterie Escherichia coli te manipuleren.

Het doel was dat de studenten de essentiële kennis hadden om een ​​bacil te herprogrammeren. Ze ontdekten echter uiteindelijk dat E. coli-stammen cellen van dieren of lijken konden vervangen bij het uitvoeren van een experiment

Dankzij deze activiteit van interventie en modificatie van een organisch systeem, ontstond een ander studiegebied, dat ze synthetische biologie noemden. Deze discipline kreeg een grotere relevantie in de jaren 60, na de studies uitgevoerd door Jacques L. Monod (1910-1976) en François Jacob (1920-2013), de tweede belangrijkste gebeurtenis voor synthetische biologie.

De bijdrage van deze wetenschappers was om de bases te onthullen om de genetische boodschap te reguleren. Dat wil zeggen, ze hebben de inhoud van een genoom blootgelegd en de techniek om die informatie te decoderen om via de onthulde gegevens nieuwe modellen van cellulaire netwerken te ontwerpen.

Deze vooruitgang heeft de groei van synthetische biologie aangewakkerd, omdat het haar de tools gaf om genetisch materiaal te programmeren, te beschrijven en ermee te interageren.

Synthetische biologie heeft tools waarmee genetisch materiaal kan worden geprogrammeerd, gewijzigd en beschreven. Bron: pixabay.com

De oorsprong van de naam

Synthetische biologie, ook wel "SynBio" genoemd door het Engelse acroniem, is een opkomende discipline. Het kwam echter aan het einde van de 20e eeuw naar voren als onderwerp van studie.

Sindsdien is er voortdurend onderzoek gedaan naar moleculaire functies, zowel in de Verenigde Staten als in Europa; maar buiten het wetenschappelijke principe is het handig om te benadrukken dat de oorsprong van de specialiteit niet dezelfde is als die van de naam.

Dit komt omdat de term synthetische biologie voor het eerst werd gebruikt in 1912. Deze indeling werd gebruikt door Stéphane Leduc (1853-1939) om te verwijzen naar zijn werken over de fysische en chemische mechanismen van het leven.

De termen werden door de Franse bioloog gebruikt om te beschrijven hoe een natuurlijk systeem naast kunstmatige processen kan bestaan. Om deze reden namen wetenschappers decennia later hun toevlucht tot de naam om een ​​specifieke tak van biologie en genetische manipulatie aan te duiden.

Wat is studeren (object van studie)

Het belangrijkste object van studie van deze wetenschappelijke toepassing is de ontleding van de verschillende biologische circuits waaruit desoxyribonucleïnezuur (DNA) bestaat. Het doel is om de sequentie en codering van elk gen te onderzoeken om later hun gedrag te kunnen imiteren.

Zodra de functie van het genetisch materiaal is veranderd, zetten specialisten zich in voor het vervaardigen en programmeren van onnatuurlijke organismen die bijdragen aan het verbeteren van de kwaliteit van leven van mensen.

In die zin is het de rol van onderzoekers om de grenzen tussen levende systemen en automaten te vervagen; Om deze reden proberen ze een hulpmiddel te vinden om gewassen in woestenij te laten groeien om hun hypothesen te testen.

Toepassingen

Synthetische biologie beoogt niet alleen natuurlijke en kunstmatige processen te verbinden, maar tracht ook deel te nemen aan de vele sectoren van de werkelijkheid, zoals technologie, landbouw, industrie en energie.

Het is echter de moeite waard om te benadrukken dat het een discipline in de bouw is, en daarom variëren de toepassingen voortdurend. Enkele van de belangrijkste varianten zijn:

Slimme medicijnen

Het bestaat uit de productie van medicijnen waarvan de essentiële elementen micro-organismen zijn. Om dit project te laten werken, is het nodig om het genetisch materiaal in te kapselen. Op deze manier kunnen de medicijnen worden gepersonaliseerd, afhankelijk van de behoeften van elk individu.

Gentherapie

Deze toepassing kenmerkt zich door het vervaardigen van virussen die in de weefsels worden opgenomen, zodat ze in het genoom van de patiënten worden geïntegreerd. Het verwachte resultaat van dit experiment is dat mechanische infectie alle abnormale cellen zal herkennen en vernietigen.

Belangrijkste concepten

De basis van deze wetenschappelijke discipline is niet om het immuunsysteem te verwoesten door synthetische organismen in biologische studies op te nemen, maar het probeert eerder de structuur van cellulaire netwerken door het genoom te heroverwegen.

Daarom herinterpreteert synthetische biologie - naast het ontwerpen van biomoleculaire systemen - genetisch gedrag om levensprocessen te begrijpen. Daarom worden de twee belangrijkste concepten van de specialiteit beschouwd als technologische instrumenten. Dit zijn:

Genetisch circuit

Het is een hulpmiddel dat bestaat uit een reeks genen of miniatuurcomputers die de stofwisseling reguleren. Deze micro-organismen zijn ontworpen om de schade veroorzaakt door de E. coli-bacterie te verminderen.

Minimaal genoom

Het is het fundamentele element dat wetenschappers gebruiken bij het ontwerpen van geautomatiseerde cellen. Dit komt omdat kunstmatige organismen worden gebouwd wanneer het mogelijk is om de minimale configuratie van het biologische materiaal te identificeren, wat essentieel is omdat het de informatie bevat om de aanzienlijke afweer van de bacillen tegen te gaan.

Referenties

1. Benner, S. (2009). Herontwerpen van genetica. Opgehaald op 4 oktober 2019 van Nature: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologie en genetische manipulatie. Opgehaald op 4 oktober 2019 van de Koninklijke Academie voor Exacte, Fysische en Natuurwetenschappen: rac.es
3. Endy, D. (2012). Ontwerp biologie. Opgehaald op 5 oktober 2019 van de Universiteit van Barcelona: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Synthetische biologie: microben op bestelling gemaakt. Opgehaald op 4 oktober 2019 van Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Synthetische biologie evolueert. Opgehaald op 5 oktober 2019 van Faculteit Biologie: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Een nieuwe revolutie? De grondbeginselen van wetenschap. Opgehaald op 5 oktober 2019 van Universidad Simón Bolívar: usb.ve