SENTETIK BIYOLOJI: TARIH, NE INCELIYOR, UYGULAMALAR - BIYOLOJI - 2025

Sentetik biyoloji kendi doğası olmayan biyolojik sistemlerin üretimi üzerinde duruluyor disiplindir. Bu nedenle hedefleri, mevcut organizmalardan gelen genetik bilgileri birleştirmek değil, kısmen veya tamamen yapay yaşam formları yaratmaktır.

Bu tanımdan sonra, bu sentez konusunun, karmaşık moleküler süreçlerin incelenmesi yoluyla yeniliğe dayalı bir malzeme üretim tekniği olduğunu ifade etmek mümkündür.

Sentetik biyoloji, DNA aracılığıyla programlanabilir mikroorganizmalar veya bilgisayar genomları oluşturmaya çalışır. Kaynaklar: Pixabay.com

Araştırma yöntemi biyolojik sistemlerin biyolojisi ve mühendisliğine dayandığından, sentetik biyolojinin disiplinler arası bir uygulama olarak nitelendirildiğini vurgulamak da uygundur.

Amacı, bir canlı makine türü üretmek için genetik materyali yeniden programlamak ve değiştirmek olan biyomühendisliğin aksine, bu uzmanlık, insan ve sosyal organizmanın evrimini düşünmenin, gözlemlemenin ve önermenin başka bir yolunu bulmayı amaçlamaktadır.

Benzer şekilde, sentetik biyoloji de geleneksel biyoteknolojiden uzaklaşır, çünkü ikincisi deoksiribonükleik asit (DNA) bilgisini değiştirmeye ve değiştirmeye çalışırken, ilki programlanabilir mikroorganizmalar veya bilgisayar genomları oluşturmaya odaklanır.

Dolayısıyla bu disiplinin metabolizmaya müdahale etme ve endüstriyel ürünler geliştirme becerisine sahip olduğu söylenebilir. Ek olarak, gelecekte iklim değişikliğini durdurmaya ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmaya yardımcı olacak bir proje geliştirebilirsiniz.

Tarih

Sentetik biyolojinin doğuşu iki temel olayı içerir; ilki, 20. yüzyılın ortalarında, bir grup Genetik Mühendisliği öğrencisi Escherichia coli bakterisini manipüle etmeyi başardığında gerçekleştirildi.

Amaç, öğrencilerin bir basili nasıl yeniden programlayacakları konusunda temel bilgiye sahip olmalarıdır. Bununla birlikte, E. coli suşlarının bir deney yaparken hayvanlardan veya cesetlerden elde edilen hücrelerin yerini alabileceğini keşfettiler.

Organik bir sistemin bu müdahale ve modifikasyon faaliyeti sayesinde, sentetik biyoloji adını verdikleri başka bir çalışma alanı ortaya çıktı. Bu disiplin, 60'lı yıllarda Jacques L. Monod (1910-1976) ve François Jacob (1920-2013) tarafından yürütülen çalışmalardan sonra daha fazla ilgi kazandı, bu sentetik biyoloji için ikinci en önemli olay oldu.

Bu bilim adamlarının katkısı, genetik mesajı düzenlemek için temelleri ortaya çıkarmaktı. Yani, açıklanan veriler aracılığıyla yeni hücresel ağ modelleri tasarlamak için bir genomun içeriğini ve söz konusu bilgiyi çözme tekniğini açığa çıkardılar.

Bu ilerleme, sentetik biyolojinin büyümesini hızlandırdı ve ona genetik materyali programlama, tanımlama ve onunla etkileşim kurma araçları sağladı.

Sentetik biyoloji, genetik materyalin programlanmasına, değiştirilmesine ve tanımlanmasına izin veren araçlara sahiptir. Kaynak: Pixabay.com

İsmin kökeni

İngilizce kısaltması ile "SynBio" olarak da anılan sentetik biyoloji, gelişmekte olan bir disiplindir. Ancak 20. yüzyılın sonunda bir çalışma konusu olarak ortaya çıktı.

O zamandan beri, moleküler işlevlerle ilgili araştırmalar hem Amerika Birleşik Devletleri'nde hem de Avrupa'da sürekli ilerleme halindedir; ancak bilimsel ilkesinin ötesinde, uzmanlığın kökeninin adınkiyle aynı olmadığını vurgulamak uygundur.

Bunun nedeni, sentetik biyoloji teriminin ilk kez 1912'de kullanılmasıdır. Bu sınıflandırma, Stéphane Leduc (1853-1939) tarafından yaşamın fiziksel ve kimyasal mekanizmaları hakkındaki çalışmalarına atıfta bulunmak için kullanılmıştır.

Terimler, Fransız biyolog tarafından doğal bir sistemin yapay süreçlerle nasıl bir arada var olabileceğini açıklamak için kullanıldı. Bu nedenle, on yıllar sonra bilim adamları, belirli bir biyoloji ve genetik mühendisliği dalını belirtmek için isme başvurdular.

Ne çalışıyor (çalışmanın amacı)

Bu bilimsel uygulamanın temel çalışmasının amacı, deoksiribonükleik asidi (DNA) oluşturan çeşitli biyolojik devrelerin ayrıştırılmasıdır. Amaç, daha sonra davranışlarını taklit edebilmek için her genin dizisini ve kodlamasını incelemektir.

Genetik materyalin işlevi değiştirildikten sonra, uzmanlar kendilerini insanların yaşam kalitesini iyileştirmeye katkıda bulunan doğal olmayan organizmaları üretmeye ve programlamaya adarlar.

Bu anlamda, araştırmacıların rolü, canlı sistemleri otomatadan ayıran sınırları bulanıklaştırmaktır; Bu nedenle, hipotezlerini test etmek için ekinlerin çorak arazide büyümesi için bir araç bulmaya çalışırlar.

Uygulamalar

Sentetik biyoloji yalnızca doğal ile yapay süreçleri birbirine bağlamayı amaçlamakla kalmaz, aynı zamanda teknoloji, tarım, endüstri ve enerji gibi birçok gerçeklik sektörüne de katılmayı amaçlamaktadır.

Ancak inşaatta bir disiplin olduğunu ve bu nedenle uygulamalarının sürekli değiştiğini vurgulamakta fayda var. En önemli varyantlardan bazıları şunlardır:

Akıllı ilaçlar

Temel unsurları mikroorganizma olan ilaçların üretiminden oluşur. Bu projenin işe yaraması için genetik materyalin kapsüllenmesi gerekir. Bu sayede her bireyin ihtiyacına göre ilaçlar kişiselleştirilebilir.

Gen tedavisi

Bu uygulama, dokulara dahil edilecek virüslerin hastaların genomlarına entegre olacak şekilde üretilmesiyle karakterize edilmektedir. Bu deneyin beklenen sonucu, mekanik enfeksiyonun tüm anormal hücreleri tanıyıp yok etmesidir.

Ana kavramlar

Bu bilimsel disiplinin temeli, sentetik organizmaları biyolojik çalışmalara dahil ederek bağışıklık sistemlerini tahrip etmek değil, daha ziyade genom aracılığıyla hücresel ağların yapısını yeniden düşünmeye çalışmaktır.

Bu nedenle, sentetik biyoloji - biyomoleküler sistemleri tasarlamanın yanı sıra - yaşam süreçlerini anlamak için genetik davranışı yeniden yorumlar. Bu nedenle, uzmanlığın iki ana kavramı teknolojik araçlar olarak kabul edilir. Bunlar:

Genetik devre

Metabolizmayı düzenleme görevini yerine getiren bir dizi gen veya minyatür bilgisayardan oluşan bir araçtır. Bu mikroorganizmalar, E. coli bakterilerinin neden olduğu hasarı azaltmak için tasarlanmıştır.

Minimal genom

Otomatik hücreler tasarlarken bilim adamlarının kullandığı temel unsurdur. Bunun nedeni, yapay organizmaların, biyolojik materyalin minimum konfigürasyonunu tanımlamak mümkün olduğunda inşa edilmeleridir; bu, basillerin önemli savunmalarına karşı koymak için gerekli bilgileri içerdiği için gereklidir.

Referanslar

1. Benner, S. (2009). Genetiği yeniden tasarlamak. Nature.com'dan 4 Ekim 2019'da alındı
2. De Lorenzo, V. (2007). Biyoloji ve genetik mühendisliği. Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences'dan 04 Ekim 2019 tarihinde alındı: rac.es
3. Endy, D. (2012). Tasarım biyolojisi. 5 Ekim 2019'da Barselona Üniversitesi'nden alındı: ub.edu
4. Feber, D. (2004). Sentetik biyoloji: sipariş üzerine yapılan mikroplar. 4 Ekim 2019'da Science'tan alındı: sciencemag.org
5. Isaacs, F. (2012). Sentetik biyoloji gelişiyor. 05 Ekim 2019 tarihinde Biyoloji Fakültesinden alındı: bg.ac.rs
6. Moronge, A. (2015). Yeni bir devrim mi? Bilimin temelleri. Universidad Simón Bolívar'dan 5 Ekim 2019'da alındı: usb.ve