Cos'è la genomica sintetica?
La genomica sintetica è un campo di biochimica incentrata sulla creazione del genoma mdash;Il completo assemblaggio di informazioni genetiche o ereditarie di un organismo necessarie affinché quell'organismo mantenga la vita.Il genoma di un organismo è costituito da molecole di acido desossiribonucleico (DNA) che formano un codice.Parti di questo codice, chiamate geni, controllano la creazione e le interazioni delle proteine nelle cellule dell'organismo, permettendo all'organismo di funzionare.Nella genomica sintetica, gli scienziati manipolano e ricreano i genomi per scopi di ricerca o per applicazioni pratiche in medicina e produzione di biocarburanti. Il DNA è costituito da unità strutturali ripetute chiamate nucleotidi, che formano coppie di basi e creano schemi che costituiscono il codice genetico.I nucleotidi e le sequenze di DNA sono prodotte artificialmente per una varietà di applicazioni biochimiche, ma la genomica sintetica è un processo più coinvolto.Al fine di creare un genoma sintetico funzionale, il genoma naturale deve essere noto per intero e replicato esattamente o modificato in modo tale che non siano interessate funzioni cruciali.
nel 2010, un team di ricerca basato presso il J. Craig Venter InstituteA Rockville, nel Maryland, ha creato il primo genoma batterico sintetico.Il batterio, Mycoplasma Mycoides, ha un genoma costituito da un milione di coppie di basi.Il team è stato in grado di replicare il genoma naturale del batterio usando nucleotidi prodotti sinteticamente e introdurre il genoma sintetico in una cellula di un batterio diverso, sostituendo il DNA del batterio con il DNA sintetico di micoplasma micoides.Con il nuovo genoma in atto, la cellula ha iniziato a funzionare come una normale cellula di mycoplasma mycoides, con tutte le sue funzioni intatte.
Le complicanze nella sintesi di un genoma possono facilmente sorgere a causa della complessità dei sistemi coinvolti.Ad esempio, se una coppia di basi è fuori posto o mancante, la cella potrebbe non funzionare affatto.Allo stesso modo, i processi biochimici attraverso i quali la cellula legge e implementa le informazioni nel DNA e le interazioni chimiche dell'ambiente cellulare con il DNA, devono essere corretti.
La tecnologia di genomica sintetica può essere adattata a applicazioni industriali e commerciali, come la produzione di biocarburanti.A partire dal 2011, alcune aziende stanno studiando la possibilità di creare alghe sintetiche più efficienti rispetto alle alghe che si verificano naturalmente nel trappola e dalla lavorazione dell'anidride carbonica in sostanze utilizzabili.Molti ricercatori ritengono che le alghe ingegneristiche in questo modo possano rendere la produzione di biocarburanti più conveniente e commercialmente praticabile.
Altri progetti nella genomica sintetica coinvolgono la sintesi di solo una parte di un genoma per modificare un organismo per l'uso in una capacità industriale o scientifica.Un esempio è la modifica dei genomi vegetali per rendere le colture più resistenti alla siccità o ai parassiti.In medicina, i microbi possono essere geneticamente modificati per agire come rimedi per alcune malattie o assistere nella terapia genica.