Wat is synthetische genomics?

Synthetische genomics is een gebied van biochemie gericht op het creëren van het genoom mdash;De volledige verzameling van de genetische of erfelijke informatie van een organisme, informatie die nodig is om dat organisme te behouden.Het genoom van een organisme bestaat uit deoxyribonucleïnezuur (DNA) moleculen die een code vormen.Delen van deze code, genen genoemd, regelen de creatie en interacties van eiwitten in de cellen van het organisme, waardoor het organisme kan functioneren.In synthetische genomics manipuleren en recreëren wetenschappers genomen voor onderzoeksdoeleinden of voor praktische toepassingen in geneeskunde en biobrandstofproductie.

DNA bestaat uit herhalende structurele eenheden die nucleotiden worden genoemd, die basisparen vormen en de patronen creëren die de genetische code vormen.Nucleotiden en DNA -sequenties worden kunstmatig vervaardigd voor een verscheidenheid aan biochemische toepassingen, maar synthetische genomics is een meer betrokken proces.Om een functioneel synthetisch genoom te creëren, moet het natuurlijke genoom volledig bekend zijn en exact worden gerepliceerd of zo gemodificeerd op een zodanige manier dat er geen cruciale functies worden beïnvloed.

In 2010 is een onderzoeksteam gevestigd bij het J. Craig Venter InstituteIn Rockville creëerde Maryland het eerste synthetische bacteriële genoom.De bacterie, Mycoplasma Mycoides, heeft een genoom bestaande uit een miljoen basenparen.Het team was in staat om het natuurlijke genoom van de bacterie te repliceren met behulp van synthetisch geproduceerde nucleotiden en het synthetische genoom in een andere bacteriecel te introduceren, ter vervanging van het DNA van dat bacterie met het synthetische mycoplasma mycoides DNA.Met het nieuwe genoom op zijn plaats, begon de cel te functioneren als een normale Mycoplasma Mycoides -cel, met al zijn functies intact.

Complicaties bij het synthetiseren van een genoom kunnen gemakkelijk ontstaan vanwege de complexiteit van de betrokken systemen.Als een basispaar bijvoorbeeld niet op zijn plaats is of ontbreekt, werkt de cel mogelijk helemaal niet.Evenzo moeten de biochemische processen waarmee de cel de informatie in het DNA leest en implementeert, en de chemische interacties van de celomgeving met het DNA, moeten correct zijn.

Synthetische genomics -technologie kan worden aangepast aan industriële en commerciële toepassingen, zoals de productie van biobrandstof.Vanaf 2011 onderzoeken sommige bedrijven de mogelijkheid om synthetische algen te creëren die efficiënter is dan natuurlijk voorkomende algen bij het vangen en verwerken van koolstofdioxide in bruikbare stoffen.Veel onderzoekers zijn van mening dat technische algen op deze manier de productie van biobrandstof kosteneffectiever en commercieel levensvatbaarder kunnen maken.

Andere projecten in synthetische genomica omvatten het synthetiseren van slechts een deel van een genoom om een organisme te wijzigen voor gebruik in een industriële capaciteit.Een voorbeeld is de modificatie van plantengenomen om gewassen resistenter te maken tegen droogte of ongedierte.In de geneeskunde kunnen microben genetisch worden veranderd om als remedies te werken voor bepaalde ziekten of te helpen bij gentherapie.