Biologi sintetis: sejarah, apa yang dipelajari, aplikasi

biologi sintetis adalah disiplin yang berfokus pada pembuatan sistem biologis yang tidak bersifat sendiri. Oleh karena itu, tujuan mereka bukanlah untuk menggabungkan informasi genetik dari organisme yang ada, tetapi untuk menciptakan bentuk kehidupan buatan sebagian atau seluruhnya.

Mengikuti definisi ini, dimungkinkan untuk menyatakan bahwa masalah sintesis ini adalah teknik produksi bahan yang didasarkan pada inovasi melalui studi proses molekuler yang kompleks.

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

Juga nyaman untuk menyoroti bahwa biologi sintetik ditandai dengan menjadi aplikasi interdisipliner, karena metode penelitiannya didasarkan pada biologi dan rekayasa sistem biologis.

Tidak seperti rekayasa hayati, yang tujuannya adalah untuk memprogram ulang dan mengubah materi genetik sesuka hati untuk menghasilkan spesies mesin hidup, spesialisasi ini berusaha menemukan cara berpikir lain, mengamati dan mengusulkan evolusi manusia dan organisme sosial.

Demikian pula, biologi sintetik juga menjauhkan diri dari bioteknologi tradisional, karena sementara yang terakhir berusaha untuk memanipulasi dan memodifikasi informasi asam deoksiribonukleat (DNA), yang pertama berfokus pada penyusunan mikroorganisme yang dapat diprogram atau genom komputer.

Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa disiplin ini memiliki kemampuan untuk mengintervensi metabolisme dan mengembangkan produk industri. Selain itu, di masa depan Anda dapat mengembangkan proyek yang membantu menghentikan perubahan iklim dan mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

Indeks artikel

Sejarah

Kelahiran biologi sintetik mencakup dua peristiwa mendasar; yang pertama dilakukan pada pertengahan abad ke-20 ketika sekelompok mahasiswa Teknik Genetika berhasil memanipulasi bakteri Escherichia coli .

Tujuannya adalah agar para siswa memiliki pengetahuan penting tentang bagaimana memprogram ulang sebuah basil. Namun, mereka akhirnya menemukan bahwa strain E. coli dapat menggantikan sel yang diperoleh dari hewan atau mayat saat melakukan percobaan.

Berkat aktivitas intervensi dan modifikasi sistem organik ini, bidang studi lain muncul, yang mereka sebut biologi sintetik. Disiplin ini memperoleh relevansi yang lebih besar di tahun 60-an, setelah studi yang dilakukan oleh Jacques L. Monod (1910-1976) dan François Jacob (1920-2013), ini menjadi peristiwa terpenting kedua untuk biologi sintetik.

Kontribusi para ilmuwan ini adalah untuk mengungkapkan dasar-dasar untuk mengatur pesan genetik. Artinya, mereka mengekspos isi genom dan teknik untuk memecahkan kode informasi tersebut untuk merancang, melalui data yang diungkapkan, caral baru jaringan seluler.

Kemajuan ini memicu pertumbuhan biologi sintetik, karena memberinya alat yang memungkinkannya memprogram, mendeskripsikan, dan berinteraksi dengan materi genetik.

Biologi sintetik memiliki alat yang memungkinkan pemrograman, modifikasi, dan deskripsi materi genetik. Sumber: pixabay.com

Asal nama

Biologi sintetis, juga disebut sebagai “SynBio” dengan akronimnya dalam bahasa Inggris, adalah disiplin ilmu yang sedang berkembang. Namun, itu muncul sebagai subjek studi pada akhir abad ke-20.

Sejak itu, penelitian tentang fungsi molekul terus berkembang baik di Amerika Serikat maupun di Eropa; tetapi di luar prinsip ilmiahnya, lebih mudah untuk menekankan bahwa asal usul spesialisasi tidak sama dengan namanya.

Hal ini karena istilah biologi sintetik pertama kali digunakan pada tahun 1912. Kategorisasi ini digunakan oleh Stéphane Leduc (1853-1939) untuk merujuk pada karya-karyanya tentang mekanisme fisika dan kimia kehidupan.

Istilah tersebut digunakan oleh ahli biologi Prancis untuk menggambarkan bagaimana sistem alami dapat hidup berdampingan dengan proses buatan. Untuk alasan ini, beberapa dekade kemudian, para ilmuwan menggunakan nama itu untuk menunjuk cabang biologi dan rekayasa genetika tertentu.

Apa yang dipelajari (objek studi)

Objek utama studi aplikasi ilmiah ini adalah penguraian berbagai sirkuit biologis yang membentuk asam deoksiribonukleat (DNA). Tujuannya untuk mengkaji urutan dan pengkodean masing-masing gen agar nantinya dapat meniru perilakunya.

Begitu fungsi materi genetik telah diubah, para spesialis mendedikasikan diri mereka untuk membuat dan memprogram organisme tidak alami yang berkontribusi pada peningkatan kualitas hidup manusia.

Dalam pengertian ini, peran peneliti adalah mengaburkan batas-batas yang membedakan sistem kehidupan dari automata; Untuk alasan ini, mereka bermaksud untuk menemukan alat untuk menanam tanaman di tanah kosong untuk menguji hipotesis mereka.

Kegunaan

Biologi sintetik tidak hanya bermaksud untuk menghubungkan proses alami dengan proses buatan, tetapi juga berupaya untuk berpartisipasi dalam banyak sektor realitas seperti teknologi, pertanian, industri, dan energi.

Namun, perlu ditekankan bahwa ini adalah disiplin dalam konstruksi, itulah sebabnya aplikasinya bervariasi terus menerus. Beberapa varian yang paling penting adalah:

Obat pintar

Ini terdiri dari produksi obat-obatan yang unsur esensialnya adalah mikroorganisme. Untuk proyek ini untuk bekerja perlu untuk merangkum materi genetik. Dengan cara ini, obat-obatan dapat dipersonalisasi, tergantung pada kebutuhan masing-masing individu.

Terapi gen

Kegunaan ini ditandai dengan pembuatan virus yang akan dimasukkan ke dalam jaringan sehingga terintegrasi ke dalam genom pasien. Hasil yang diharapkan dari percobaan ini adalah bahwa infeksi mekanis akan mengenali dan menghancurkan semua sel abnormal.

Konsep utama

Dasar dari disiplin ilmiah ini bukanlah untuk menghancurkan sistem kekebalan dengan memasukkan organisme sintetis ke dalam studi biologi, melainkan berusaha untuk memikirkan kembali struktur jaringan seluler melalui genom.

Oleh karena itu, biologi sintetik – selain merancang sistem biomolekuler – menafsirkan ulang perilaku genetik untuk memahami proses kehidupan. Oleh karena itu, dua konsep utama spesialisasi dianggap sebagai instrumen teknologi. Ini adalah:

Sirkuit genetik

Ini adalah alat yang terdiri dari satu set gen atau komputer mini, yang melakukan tugas mengatur metabolisme. Mikroorganisme ini dirancang untuk mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh bakteri E. coli.

Genom minimal

Ini adalah unsur dasar yang digunakan para ilmuwan saat merancang sel otomatis. Ini karena organisme buatan dibangun ketika memungkinkan untuk mengidentifikasi konfigurasi minimal bahan biologis, yang penting karena mengandung informasi untuk melawan pertahanan signifikan basil.

Referensi

  1. Benner, S. (2009). Mendesain ulang genetika . Diperoleh pada 4 Oktober 2019 dari Nature: nature.com
  2. De Lorenzo, V. (2007). Biologi dan rekayasa genetika . Diperoleh pada 04 Oktober 2019 dari Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
  3. Endy, D. (2012). Biologi desain . Diperoleh pada 5 Oktober 2019 dari University of Barcelona: ub.edu
  4. Feber, D. (2004). Biologi sintetis: mikroba dibuat sesuai pesanan . Diperoleh pada 4 Oktober 2019 dari Science: sciencemag.org
  5. Isaacs, F. (2012). Biologi sintetis berkembang . Diakses tanggal 5 Oktober 2019 dari Fakultas Biologi: bg.ac.rs
  6. Moronge, A. (2015). Sebuah revolusi baru? Dasar-dasar ilmu. Diperoleh pada 5 Oktober 2019 dari Universidad Simón Bolívar: usb.ve