СИНТЕТИЧНА БІОЛОГІЯ: ІСТОРІЯ, ТЕ, ЩО ВОНА ВИВЧАЄ, ДОДАТКИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Синтетична біологія є дисципліною , яка зосереджена на виробництві біологічних систем, які не є власною природою. Тому їх мета полягає не в об'єднанні генетичної інформації з існуючих організмів, а в створенні частково або абсолютно штучних життєвих форм.

Слідуючи цьому визначенню, можна висловити, що ця матерія синтезу є матеріальною технологією виробництва, яка ґрунтується на інноваціях через вивчення складних молекулярних процесів.

За допомогою ДНК синтетична біологія прагне створити програмовані мікроорганізми або комп'ютерні геноми. Джерела: pixabay.com

Також зручно підкреслити, що синтетична біологія характеризується міждисциплінарним застосуванням, оскільки її метод дослідження заснований на біології та інженерії біологічних систем.

На відміну від біоінженерії, метою якої є перепрограмування та зміна генетичного матеріалу за власним бажанням з метою створення видів живих машин, ця спеціальність прагне знайти інший спосіб мислення, спостереження та пропозиції еволюції людського та соціального організму.

Так само синтетична біологія також дистанціюється від традиційних біотехнологій, оскільки, хоча остання намагається маніпулювати та модифікувати інформацію дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК), перша орієнтована на складання програмованих мікроорганізмів або комп'ютерних геномів.

Таким чином, можна констатувати, що ця дисципліна має здатність втручатися в обмін речовин і розробляти промислову продукцію. Крім того, у майбутньому ви можете розробити проект, який допоможе зупинити зміни клімату та зменшити залежність від викопних видів палива.

Історія

Народження синтетичної біології включає дві основні події; перше було здійснено в середині 20 століття, коли групі студентів генетичної інженерії вдалося маніпулювати бактеріями Escherichia coli.

Мета полягала в тому, щоб студенти мали основні знання про те, як перепрограмувати бацилу. Однак вони виявили, що штами E. coli можуть замінити клітини, отримані від тварин або трупів під час проведення експерименту

Завдяки цій діяльності втручання та модифікації органічної системи з'явилося ще одне поле дослідження, яке вони назвали синтетичною біологією. Ця дисципліна набула більшої актуальності у 60-х роках після досліджень, проведених Жак Л. Монодом (1910-1976) та Франсуа Якобом (1920-2013), це друга по важливості подія синтетичної біології.

Внесок цих вчених полягав у розкритті підстав регулювання генетичного повідомлення. Тобто вони викрили вміст генома та методику декодування згаданої інформації, щоб через розкриті дані розробити нові моделі стільникових мереж.

Цей прогрес сприяв зростанню синтетичної біології, оскільки він дав їй інструменти для програмування, опису та взаємодії з генетичним матеріалом.

У синтетичній біології є інструменти, які дозволяють програмувати, модифікувати та описувати генетичний матеріал. Джерело: pixabay.com

Ім'я походження

Синтетична біологія, яку англійською мовою також називають її абревіатурою "SynBio", є новою дисципліною. Однак вона виникла як предмет вивчення наприкінці 20 століття.

З того часу дослідження в молекулярних функціях постійно прогресують як у США, так і в Європі; але поза його науковим принципом зручно підкреслити, що походження спеціальності не те саме, що у найменування.

Це тому, що термін синтетична біологія вперше був використаний у 1912 році. Ця категоризація використовувалась Стефаном Ледуком (1853-1939) для позначення своїх праць про фізичні та хімічні механізми життя.

Терміни використовували французький біолог для опису того, як природна система може співіснувати зі штучними процесами. З цієї причини через десятиліття вчені вдалися до назви, щоб позначити конкретну галузь біології та генної інженерії.

Що вивчається (об’єкт дослідження)

Основним об'єктом дослідження цього наукового застосування є розкладання різних біологічних ланцюгів, що складають дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК). Метою є вивчення послідовності та кодування кожного гена, щоб згодом мати можливість імітувати їх поведінку.

Після зміни функції генетичного матеріалу фахівці присвячують себе виробництву та програмуванню неприродних організмів, що сприяють покращенню якості життя людей.

У цьому сенсі роль дослідників полягає у розмиванні меж, що відрізняють живі системи від автоматів; З цієї причини вони намагаються знайти інструмент для вирощування сільськогосподарських культур на пустирях, щоб перевірити свої гіпотези.

Програми

Синтетична біологія не тільки має намір зв’язати природне з штучними процесами, але також прагне брати участь у багатьох галузях реальності, таких як технології, сільське господарство, промисловість та енергетика.

Однак варто підкреслити, що це дисципліна в будівництві, тому її застосування постійно змінюється. Деякі з найважливіших варіантів:

Розумні препарати

Він складається з виробництва лікарських препаратів, основними елементами яких є мікроорганізми. Щоб цей проект працював, необхідно капсулювати генетичний матеріал. Таким чином препарати можна персоналізувати, залежно від потреб кожної людини.

Генна терапія

Цей додаток характеризується виробництвом вірусів, які будуть вбудовані в тканини, щоб вони інтегрувалися в геноми пацієнтів. Очікуваний результат цього експерименту полягає в тому, що механічна інфекція розпізнає і знищить усі аномальні клітини.

Основні поняття

Основою цієї наукової дисципліни є не руйнування імунної системи шляхом включення синтетичних організмів у біологічні дослідження, а скоріше вона спрямована на переосмислення структури клітинних мереж через геном.

Тому синтетична біологія - крім проектування біомолекулярних систем - переосмислює генетичну поведінку для розуміння життєвих процесів. Отже, дві основні концепції спеціальності вважаються технологічними інструментами. Це:

Генетична схема

Це інструмент, що складається з набору генів або мініатюрних комп'ютерів, які виконують завдання регулювання обміну речовин. Ці мікроорганізми були розроблені для зменшення шкоди, нанесеної бактеріями E.coli.

Мінімальний геном

Це основний елемент, який вчені використовують при проектуванні автоматизованих комірок. Це тому, що штучні організми будуються тоді, коли можна ідентифікувати мінімальну конфігурацію біологічного матеріалу, що важливо, оскільки вона містить інформацію для протидії значним захисним факторам бацил.

Список літератури

1. Беннер, С. (2009). Перепроектування генетики. Отримано 4 жовтня 2019 року з Nature: nature.com
2. Де Лоренцо, В. (2007). Біологія та генна інженерія. Отримано 04 жовтня 2019 року з Королівської академії точних, фізичних та природничих наук: rac.es
3. Енді, Д. (2012). Дизайн-біологія. Отримано 5 жовтня 2019 року з університету Барселони: ub.edu
4. Фебер, Д. (2004). Синтетична біологія: мікроби, виготовлені на замовлення. Отримано 4 жовтня 2019 року з Science: sciencemag.org
5. Ісаак, Ф. (2012). Розвивається синтетична біологія. Отримано 05 жовтня 2019 року з біологічного факультету: bg.ac.rs
6. Моронж, А. (2015). Нова революція? Основи науки. Отримано 5 жовтня 2019 року з Universidad Simón Bolívar: usb.ve