Vad är syntetiskt genomik?

Syntetisk genomik är ett fält av biokemi som fokuserar på skapandet av genomet mdash;Den fullständiga sammansättningen av en organismens genetiska, eller ärftliga information som är nödvändig för att den organisme ska upprätthålla livet.Genomet av en organisme består av deoxyribonukleinsyra (DNA) -molekyler som bildar en kod.Delar av denna kod, kallad gener, kontrollerar skapandet och interaktioner av proteiner i organismens celler, vilket gör att organismen kan fungera.I syntetiska genomik manipulerar och återskapar forskare genom för forskningsändamål eller för praktiska tillämpningar inom medicin och biobränsletillverkning.

DNA består av upprepande strukturella enheter som kallas nukleotider, som bildar baspar och skapar mönstren som utgör den genetiska koden.Nukleotider och DNA -sekvenser tillverkas konstgjorda för en mängd biokemiska tillämpningar, men syntetisk genomik är en mer involverad process.För att skapa ett funktionellt syntetiskt genom måste det naturliga genomet vara känt i sin helhet och antingen replikeras exakt eller modifierad på ett sådant sätt att inga avgörande funktioner påverkas.

2010, ett forskarteam baserat på J. Craig Venter InstituteI Rockville skapade Maryland det första syntetiska bakteriegenomet.Bakterien, Mycoplasma Mycoides, har ett genom som består av en miljon baspar.Teamet kunde replikera bakteriens naturliga genom med användning av syntetiskt producerade nukleotider och introducera det syntetiska genomet i en annan bakteriecell, och ersatte det bakteriens DNA med det syntetiska mykoplasma -mycoides -DNA.Med det nya genomet på plats började cellen fungera som en normal mycoplasma mycoides -cell, med alla dess funktioner intakta.

Komplikationer vid syntetisering av ett genom kan lätt uppstå på grund av komplexiteten hos de inblandade systemen.Till exempel, om ett baspar är på sin plats eller saknas, kanske cellen inte fungerar alls.På liknande sätt måste de biokemiska processerna genom vilka cellen läser och implementerar informationen i DNA och de kemiska interaktionerna i cellmiljön med DNA: er vara korrekta.

Syntetisk genomiksteknik kan anpassas till industriella och kommersiella tillämpningar, såsom produktion av biobränsle.Från och med 2011 undersöker vissa företag möjligheten att skapa syntetiska alger som är mer effektiva än naturligt förekommande alger vid fångst och bearbetar koldioxid till användbara ämnen.Många forskare tror att tekniska alger på detta sätt kan göra produktionen av biobränsle mer kostnadseffektivt och kommersiellt livskraftigt.

Andra projekt i syntetisk genomik involverar syntetisering endast en del av ett genom för att modifiera en organisme för användning i en industriell eller vetenskaplig kapacitet.Ett exempel är modifieringen av växtgenom för att göra grödor mer resistenta mot torka eller skadedjur.I medicin kan mikrober genetiskt förändras för att fungera som åtgärder för vissa sjukdomar eller hjälpa till i genterapi.