SYNTHETIC BIOLOGY: KASAYSAYAN, KUNG ANO ANG PINAG-AARALAN, APLIKASYON - BIOLOGY - 2025

Ang synthetic biology ay ang disiplina na nakatuon sa paggawa ng mga biological system na hindi sariling kalikasan. Samakatuwid, ang kanilang layunin ay hindi pagsamahin ang genetic na impormasyon mula sa mga umiiral na organismo, ngunit upang lumikha ng bahagyang o ganap na artipisyal na mga porma ng buhay.

Kasunod ng kahulugan na ito, posible na ipahiwatig na ang bagay na ito ng synthesis ay isang pamamaraan ng paggawa ng materyal na batay sa pagbabago sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga komplikadong proseso ng molekular.

Sa pamamagitan ng DNA, ang sintetikong biology ay naglalayong magsulat ng mga naproseso na mga microorganism o mga genom ng computer. Pinagmumulan: pixabay.com

Maginhawa upang i-highlight na ang synthetic biology ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging isang interdisiplinary application, dahil ang pamamaraan ng pagsasaliksik nito ay batay sa biology at engineering ng biological system.

Hindi tulad ng bioengineering, na ang layunin ay ang reprogram at baguhin ang genetic material sa kalooban upang makabuo ng isang species ng mga living machine, ang specialty na ito ay naghahanap upang makahanap ng isa pang paraan ng pag-iisip, pagmamasid at pagmumungkahi ng ebolusyon ng tao at panlipunang organismo.

Gayundin, ang synthetic biology ay naglalayo din sa sarili mula sa tradisyonal na biotechnology, dahil habang ang huli ay naglalayong manipulahin at baguhin ang impormasyon ng deoxyribonucleic acid (DNA), ang dating ay nakatuon sa pagbubuo ng mga naproseso na mga microorganism o mga genom ng computer.

Kaya, maaari itong ipahiwatig na ang disiplina na ito ay may kakayahang mamagitan sa metabolismo at makabuo ng mga produktong pang-industriya. Bilang karagdagan, sa hinaharap maaari kang bumuo ng isang proyekto upang makatulong na mapahinto ang pagbabago ng klima at mabawasan ang pag-asa sa mga fossil fuels.

Kasaysayan

Ang pagsilang ng synthetic biology ay may kasamang dalawang pangunahing mga kaganapan; ang una ay isinasagawa sa kalagitnaan ng ika-20 siglo nang ang isang pangkat ng mga mag-aaral ng Genetic Engineering ay pinamamahalaang na manipulahin ang bakterya na Escherichia coli.

Ang layunin ay para sa mga mag-aaral na magkaroon ng mahahalagang kaalaman sa kung paano magprogram ng isang bacillus. Gayunpaman, natapos nilang madiskubre na maaaring palitan ng E. coli strains ang mga cell na nakuha mula sa mga hayop o bangkay kapag nagsasagawa ng isang eksperimento.

Salamat sa aktibidad na ito ng interbensyon at pagbabago ng isang organikong sistema, lumitaw ang isa pang larangan ng pag-aaral, na tinawag nilang synthetic biology. Ang disiplina na ito ay nakakuha ng higit na kaugnayan sa 60s, matapos ang mga pag-aaral na isinagawa nina Jacques L. Monod (1910-1976) at François Jacob (1920-2013), ito ang pangalawang pinakamahalagang kaganapan para sa synthetic biology.

Ang kontribusyon ng mga siyentipiko na ito ay upang ipakita ang mga batayan upang ayusin ang mensahe ng genetic. Iyon ay, inilantad nila ang nilalaman ng isang genome at ang pamamaraan upang mabasa ang sinabi ng impormasyon upang magdisenyo, sa pamamagitan ng data na isiniwalat, mga bagong modelo ng mga cellular network.

Sinulong ng advance na ito ang paglaki ng synthetic biology, dahil binigyan nito ito ng mga tool upang ma-program, ilarawan, at makihalubilo sa genetic material.

Ang sintetikong biology ay may mga tool na nagpapahintulot sa pagprograma, pagbabago at paglalarawan ng materyal na genetic. Pinagmulan: pixabay.com

Pinagmulan ng Pangalan

Ang sintetikong biology, na tinukoy din bilang "SynBio" sa pamamagitan ng acronym nito sa Ingles, ay isang umuusbong na disiplina. Gayunpaman, lumitaw ito bilang isang paksa ng pag-aaral sa pagtatapos ng ika-20 siglo.

Mula noon, ang pananaliksik sa mga function ng molekular ay patuloy na pag-unlad kapwa sa Estados Unidos at sa Europa; ngunit lampas sa prinsipyong pang-agham, ito ay maginhawa upang bigyang-diin na ang pinagmulan ng specialty ay hindi kapareho ng pangalan ng pangalan.

Ito ay dahil ang salitang synthetic biology ay ginamit sa unang pagkakataon noong 1912. Ang kategoryang ito ay ginamit ni Stéphane Leduc (1853-1939) upang sumangguni sa kanyang mga gawa sa mga pisikal at kemikal na mekanismo ng buhay.

Ang mga termino ay ginamit ng biologist ng Pransya upang ilarawan kung paano ang isang natural na sistema ay maaaring magkakasabay sa mga artipisyal na proseso. Sa kadahilanang ito, pagkalipas ng mga dekada, ang mga siyentipiko ay nagamit ang pangalan upang ipahiwatig ang isang tiyak na sangay ng biology at genetic engineering.

Ano ang pag-aaral (object of study)

Ang pangunahing bagay ng pag-aaral ng application na pang-agham na ito ay ang agnas ng iba't ibang mga biological circuit na bumubuo ng deoxyribonucleic acid (DNA). Ang layunin ay suriin ang pagkakasunud-sunod at pag-cod ng bawat gene upang sa paglaon ay maaaring gayahin ang kanilang pag-uugali.

Sa sandaling mabago ang pag-andar ng genetic material, inialay ng mga espesyalista ang kanilang sarili sa paggawa at programming na hindi likas na mga organismo na nag-aambag sa pagpapabuti ng kalidad ng buhay ng mga tao.

Sa kahulugan na ito, ang papel ng mga mananaliksik ay lumabo ang mga hangganan na nakikilala sa mga sistemang nabubuhay sa automata; Para sa kadahilanang ito, sinubukan nilang makahanap ng isang tool para sa mga pananim na lumago sa desyerto upang masubukan ang kanilang mga hypotheses.

Aplikasyon

Ang sintetikong biology ay hindi lamang nagnanais na maiugnay ang likas na may mga artipisyal na proseso, ngunit naghangad din na lumahok sa maraming sektor ng katotohanan tulad ng teknolohikal, agrikultura, pang-industriya at enerhiya.

Gayunpaman, nararapat na bigyang-diin na ito ay isang disiplina sa konstruksyon, kung saan ang dahilan ng mga aplikasyon nito ay patuloy na nag-iiba. Ang ilan sa mga pinakamahalagang variant ay:

Mga Smart na gamot

Binubuo ito ng paggawa ng mga gamot na ang mga mahahalagang elemento ay mga microorganism. Para sa proyektong ito upang gumana kinakailangan upang i-encapsulate ang genetic material. Sa ganitong paraan, ang mga gamot ay maaaring mai-personalize, depende sa mga pangangailangan ng bawat indibidwal.

Gen therapy

Ang application na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagmamanupaktura ng mga virus na isasama sa mga tisyu upang sila ay isinama sa mga genom ng mga pasyente. Ang inaasahang resulta ng eksperimento na ito ay ang makinang impeksyong makikilala at sirain ang lahat ng mga hindi normal na mga cell.

Pangunahing konsepto

Ang pundasyon ng disiplinang pang-agham na ito ay hindi upang sirain ang mga immune system sa pamamagitan ng pagsasama ng mga synthetic na organismo sa mga biological na pag-aaral, ngunit sa halip ito ay naglalayong muling isipin ang istruktura ng mga cellular network sa pamamagitan ng genome.

Samakatuwid, ang synthetic biology - bilang karagdagan sa pagdidisenyo ng mga biomolecular system - reinterprets genetic na pag-uugali upang maunawaan ang mga proseso ng buhay. Samakatuwid, ang dalawang pangunahing konsepto ng specialty ay itinuturing na mga instrumentong pang-teknolohikal. Ito ang:

Genetic circuit

Ito ay isang tool na binubuo ng isang hanay ng mga gene o pinaliit na mga computer, na nagsasagawa ng gawain ng pag-regulate ng metabolismo. Ang mga microorganism na ito ay idinisenyo upang mabawasan ang pinsala na dulot ng E. coli bacteria.

Minimal na genome

Ito ang pangunahing elemento na ginagamit ng mga siyentipiko kapag nagdidisenyo ng mga awtomatikong mga cell. Ito ay dahil ang mga artipisyal na organismo ay binuo kapag posible na matukoy ang minimum na pagsasaayos ng biological material, na mahalaga dahil naglalaman ito ng impormasyon upang pigilan ang mga makabuluhang panlaban ng bacilli.

Mga Sanggunian

1. Benner, S. (2009). Ang muling pagdisenyo ng genetika. Nakuha noong Oktubre 4, 2019 mula sa Kalikasan: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Teknolohiya ng biyolohiya at genetic. Nakuha noong Oktubre 04, 2019 mula sa Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
3. Endy, D. (2012). Disenyo ng biyolohiya. Nakuha noong Oktubre 5, 2019 mula sa Unibersidad ng Barcelona: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Synthetic biology: ang mga microbes na nag-order. Nakuha noong Oktubre 4, 2019 mula sa Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Nagbabago ang sintetikong biology. Nakuha noong Oktubre 05, 2019 mula sa Faculty of Biology: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Isang bagong rebolusyon? Ang mga pangunahing kaalaman sa agham. Nakuha noong Oktubre 5, 2019 mula sa Universidad Simón Bolívar: usb.ve