Was ist synthetische Genomik?

Synthetische Genomik ist ein Bereich der Biochemie, das sich auf die Schaffung des Genoms Mdash konzentriert.Die vollständige Assemblage der genetischen oder erblichen Information eines Organismus, die für diesen Organismus erforderlich sind, um das Leben aufrechtzuerhalten.Das Genom eines Organismus besteht aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Molekülen, die einen Code bilden.Teile dieses Code, genannt Gene, steuern die Erstellung und Wechselwirkungen von Proteinen in den Zellen des Organismus, die es dem Organismus ermöglichen, zu funktionieren.In der synthetischen Genomik manipulieren und wiederherstellen Wissenschaftler Genome für Forschungszwecke oder für praktische Anwendungen in der Medizin und in der Herstellung von Biokraftstoffen.

DNA besteht aus wiederholten Struktureinheiten, die als Nukleotide bezeichnet werden und die Basispaare bilden und die Muster erzeugen, die den genetischen Code bilden.Nukleotide und DNA -Sequenzen werden künstlich für eine Vielzahl von biochemischen Anwendungen hergestellt, aber die synthetische Genomik ist ein stärker involvierter Prozess.Um ein funktionelles synthetisches Genom zu erstellen, muss das natürliche Genom vollständig bekannt und entweder genau repliziert oder so modifiziert werden, dass keine entscheidenden Funktionen betroffen sind.In Rockville schuf Maryland das erste synthetische Bakteriengenom.Das Bakterium Mycoplasma Mycoides hat ein Genom, das aus einer Million Basispaaren besteht.Das Team war in der Lage, das natürliche Genom des Bakteriums unter Verwendung synthetisch produzierter Nukleotide zu replizieren und das synthetische Genom in die Zelle eines anderen Bakteriums einzuführen, wodurch die DNA des Bakteriums durch die synthetische Mycoplasma -Mycoide -DNA ersetzt wurde.Mit dem neuen Genom fungierte die Zelle als normale Mycoplasma -Mycoides -Zelle mit all ihren Funktionen intakt.

Komplikationen bei der Synthese eines Genoms können aufgrund der Komplexität der beteiligten Systeme leicht auftreten.Wenn beispielsweise ein Basispaar fehl am Platz ist oder fehlt, kann die Zelle überhaupt nicht funktionieren.In ähnlicher Weise müssen die biochemischen Prozesse, durch die die Zelle die Informationen in der DNA und die chemischen Wechselwirkungen der Zellumgebung mit der DNA liest und implementiert, korrekt sein.

Synthetische Genomik -Technologie kann an industrielle und kommerzielle Anwendungen wie die Produktion von Biokraftstoffen angepasst werden.Ab 2011 untersuchen einige Unternehmen die Möglichkeit, synthetische Algen zu schaffen, die effizienter sind als natürlich auftretende Algen beim Fangen und Verarbeitung von Kohlendioxid in nutzbare Substanzen.Viele Forscher glauben, dass technische Algen auf diese Weise die Produktion von Biokraftstoffen kostengünstiger und kommerziell tragfähig machen können.

Andere Projekte in synthetischer Genomik beinhalten nur einen Teil eines Genoms, um einen Organismus für die Verwendung in industrieller oder wissenschaftlicher Fähigkeit zu verändern.Ein Beispiel ist die Modifikation von Pflanzengenomen, um die Pflanzen gegen Dürre oder Schädlinge resistenter zu machen.In der Medizin können Mikroben genetisch verändert werden, um als Mittel gegen bestimmte Krankheiten zu fungieren oder bei der Gentherapie zu helfen.