BIOLOGI SINTETIK: SEJARAH, KAJIANNYA, APLIKASI - BIOLOGI - 2025

The biologi sintetik adalah disiplin yang memberi tumpuan kepada pembuatan sistem biologi yang tidak sifat sendiri. Oleh itu, tujuan mereka bukan untuk menggabungkan maklumat genetik dari organisma yang ada, tetapi untuk mencipta bentuk kehidupan yang sebahagian atau sepenuhnya buatan.

Mengikut definisi ini, adalah mungkin untuk menyatakan bahawa masalah sintesis ini adalah teknik pengeluaran bahan yang berdasarkan inovasi melalui kajian proses molekul yang kompleks.

Melalui DNA, biologi sintetik berusaha menyusun mikroorganisma atau genom komputer yang dapat diprogramkan. Sumber: pixabay.com

Adalah lebih mudah untuk menekankan bahawa biologi sintetik dicirikan oleh aplikasi interdisipliner, kerana kaedah penyelidikannya berdasarkan biologi dan kejuruteraan sistem biologi.

Tidak seperti bioengineering, yang bertujuan untuk memprogram ulang dan mengubah bahan genetik sesuka hati untuk menghasilkan spesies mesin hidup, kepakaran ini bertujuan untuk mencari cara berfikir lain, mengamati dan mencadangkan evolusi organisma manusia dan sosial.

Begitu juga, biologi sintetik juga menjauhkan diri dari bioteknologi tradisional, kerana sementara yang terakhir berusaha untuk memanipulasi dan mengubah maklumat asid deoksiribonukleik (DNA), yang pertama menumpukan pada menyusun mikroorganisma atau genom komputer yang dapat diprogramkan.

Oleh itu, dapat dinyatakan bahawa disiplin ini mempunyai kemampuan untuk campur tangan dalam metabolisme dan mengembangkan produk industri. Di samping itu, di masa depan anda dapat mengembangkan sebuah projek untuk membantu menghentikan perubahan iklim dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

Sejarah

Kelahiran biologi sintetik merangkumi dua peristiwa asas; yang pertama dilakukan pada pertengahan abad ke-20 ketika sekumpulan pelajar Kejuruteraan Genetik berjaya memanipulasi bakteria Escherichia coli.

Tujuannya adalah agar para pelajar mempunyai pengetahuan penting tentang bagaimana memprogram ulang bacillus. Namun, mereka akhirnya mendapati bahawa strain E. coli dapat menggantikan sel yang diperoleh dari haiwan atau mayat ketika melakukan eksperimen

Berkat aktiviti intervensi dan pengubahsuaian sistem organik ini, muncul satu lagi bidang kajian, yang mereka sebut sebagai biologi sintetik. Disiplin ini memperoleh relevansi yang lebih besar pada tahun 60-an, setelah kajian yang dilakukan oleh Jacques L. Monod (1910-1976) dan François Jacob (1920-2013), ini menjadi peristiwa kedua terpenting untuk biologi sintetik.

Sumbangan para saintis ini adalah untuk mengungkap dasar-dasar untuk mengatur pesan genetik. Artinya, mereka mengekspos isi genom dan teknik untuk menyahkod informasi tersebut untuk merancang, melalui data yang diungkapkan, model baru jaringan selular.

Kemajuan ini mendorong pertumbuhan biologi sintetik, kerana memberikannya alat untuk memprogram, menggambarkan, dan berinteraksi dengan bahan genetik.

Biologi sintetik mempunyai alat yang membolehkan pengaturcaraan, pengubahsuaian dan penerangan bahan genetik. Sumber: pixabay.com

Asal nama

Biologi sintetik, juga disebut sebagai "SynBio" dengan akronimnya dalam bahasa Inggeris, adalah disiplin yang muncul. Namun, ia muncul sebagai subjek kajian pada akhir abad ke-20.

Sejak itu, penyelidikan mengenai fungsi molekul terus berjalan baik di Amerika Syarikat dan di Eropah; tetapi di luar prinsip saintifiknya, lebih baik untuk menekankan bahawa asal usul keistimewaan itu tidak sama dengan namanya.

Ini kerana istilah biologi sintetik digunakan untuk pertama kalinya pada tahun 1912. Pengkategorian ini digunakan oleh Stéphane Leduc (1853-1939) untuk merujuk karyanya mengenai mekanisme fizikal dan kimia kehidupan.

Istilah-istilah itu digunakan oleh ahli biologi Perancis untuk menggambarkan bagaimana sistem semula jadi dapat wujud bersama dengan proses buatan. Atas sebab ini, beberapa dekad kemudian, para saintis menggunakan denominasi untuk menunjukkan cabang khusus biologi dan kejuruteraan genetik.

Apa yang sedang dikaji (objek kajian)

Objektif utama kajian aplikasi ilmiah ini adalah penguraian pelbagai rangkaian biologi yang membentuk asid deoksiribonukleik (DNA). Tujuannya adalah untuk memeriksa urutan dan pengekodan setiap gen agar kemudian dapat meniru tingkah laku mereka.

Setelah fungsi bahan genetik diubah, para pakar mengabdikan diri untuk pembuatan dan pengaturcaraan organisma tidak semula jadi yang menyumbang kepada peningkatan kualiti hidup orang.

Dalam pengertian ini, peranan penyelidik adalah mengaburkan batas yang membezakan sistem hidup dengan automata; Atas sebab ini, mereka berusaha mencari alat untuk tanaman tumbuh di gurun untuk menguji hipotesisnya.

Permohonan

Biologi sintetik tidak hanya bermaksud menghubungkan semula jadi dengan proses buatan, tetapi juga berusaha untuk mengambil bahagian dalam banyak sektor realiti seperti teknologi, pertanian, perindustrian dan tenaga.

Walau bagaimanapun, perlu ditekankan bahawa ia adalah disiplin dalam pembinaan, itulah sebabnya aplikasinya berbeza secara berterusan. Beberapa varian yang paling penting adalah:

Ubat pintar

Ia terdiri daripada pengeluaran ubat-ubatan yang elemen pentingnya adalah mikroorganisma. Untuk projek ini berfungsi, perlu merangkumi bahan genetik. Dengan cara ini, ubat-ubatan dapat diperibadikan, bergantung pada keperluan setiap individu.

Terapi gen

Aplikasi ini dicirikan oleh virus pembuatan yang akan dimasukkan ke dalam tisu sehingga ia disatukan ke dalam genom pesakit. Hasil yang diharapkan dari eksperimen ini ialah jangkitan mekanikal akan mengenali dan memusnahkan semua sel yang tidak normal.

Konsep utama

Asas disiplin saintifik ini bukanlah untuk menghancurkan sistem kekebalan tubuh dengan memasukkan organisme sintetik ke dalam kajian biologi, melainkan bertujuan untuk memikirkan kembali struktur rangkaian selular melalui genom.

Oleh itu, biologi sintetik - selain merancang sistem biomolekul - menafsirkan semula tingkah laku genetik untuk memahami proses kehidupan. Oleh itu, dua konsep utama kepakaran dianggap sebagai instrumen teknologi. Ini adalah:

Litar genetik

Ini adalah alat yang terdiri dari sekumpulan gen atau komputer mini, yang melakukan tugas mengatur metabolisme. Mikroorganisma ini dirancang untuk mengurangkan kerosakan yang disebabkan oleh bakteria E. coli.

Genom minimum

Ini adalah elemen asas yang digunakan para saintis semasa merancang sel automatik. Ini kerana organisma buatan dibina apabila mungkin untuk mengenal pasti konfigurasi minimum bahan biologi, yang penting kerana mengandungi maklumat untuk mengatasi pertahanan penting dari basil.

Rujukan

1. Benner, S. (2009). Merangka semula genetik. Diakses pada 4 Oktober 2019 dari Nature: nature.com
2. De Lorenzo, V. (2007). Biologi dan kejuruteraan genetik. Diakses pada 04 Oktober 2019 dari Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
3. Endy, D. (2012). Biologi reka bentuk. Diakses pada 5 Oktober 2019 dari University of Barcelona: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Biologi sintetik: mikrob dibuat mengikut pesanan. Diakses pada 4 Oktober 2019 dari Science: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Biologi sintetik berkembang. Diakses pada 05 Oktober 2019 dari Fakulti Biologi: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Revolusi baru? Asas sains. Diakses pada 5 Oktober 2019 dari Universidad Simón Bolívar: usb.ve