Bộ gen tổng hợp là gì?

Bộ gen tổng hợp là một lĩnh vực sinh hóa tập trung vào việc tạo ra bộ gen mdash;Tập hợp hoàn chỉnh của một sinh vật di truyền, hoặc thông tin di truyền, cần thiết cho sinh vật đó để duy trì sự sống.Bộ gen của một sinh vật được tạo thành từ các phân tử axit deoxyribonucleic (DNA) tạo thành một mã.Các phần của mã này, được gọi là gen, kiểm soát sự sáng tạo và tương tác của protein trong các tế bào sinh vật, cho phép sinh vật hoạt động.Trong bộ gen tổng hợp, các nhà khoa học thao tác và tái tạo bộ gen cho mục đích nghiên cứu hoặc cho các ứng dụng thực tế trong y học và sản xuất nhiên liệu sinh học.Trình tự nucleotide và DNA được sản xuất một cách giả tạo cho nhiều ứng dụng sinh hóa, nhưng bộ gen tổng hợp là một quá trình liên quan nhiều hơn.Để tạo ra một bộ gen tổng hợp chức năng, bộ gen tự nhiên phải được biết đến đầy đủ và được sao chép chính xác hoặc sửa đổi theo cách mà không có chức năng quan trọng nào bị ảnh hưởng.Ở Rockville, Maryland đã tạo ra bộ gen vi khuẩn tổng hợp đầu tiên.Vi khuẩn, mycoplasma mycoides, có bộ gen bao gồm một triệu cặp cơ sở.Nhóm nghiên cứu đã có thể tái tạo bộ gen tự nhiên của vi khuẩn bằng cách sử dụng các nucleotide được sản xuất tổng hợp và đưa bộ gen tổng hợp vào một tế bào vi khuẩn khác nhau, thay thế DNA DNA vi khuẩn bằng DNA mycoides mycoplasma tổng hợp.Với bộ gen mới tại chỗ, tế bào bắt đầu hoạt động như một tế bào mycoides mycoplasma bình thường, với tất cả các chức năng của nó nguyên vẹn. Các biến chứng trong việc tổng hợp bộ gen có thể dễ dàng phát sinh do sự phức tạp của các hệ thống liên quan.Ví dụ: nếu một cặp cơ sở không còn vị trí hoặc bị thiếu, ô có thể không hoạt động gì cả.Tương tự, các quá trình sinh hóa mà tế bào đọc và thực hiện thông tin trong DNA và các tương tác hóa học của môi trường tế bào với DNA, phải đúng.Công nghệ bộ gen tổng hợp có thể thích nghi với các ứng dụng công nghiệp và thương mại, chẳng hạn như sản xuất nhiên liệu sinh học.Tính đến năm 2011, một số công ty đang nghiên cứu khả năng tạo ra tảo tổng hợp hiệu quả hơn tảo tự nhiên trong việc bẫy và xử lý carbon dioxide thành các chất có thể sử dụng.Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng tảo kỹ thuật theo cách này có thể làm cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học hiệu quả hơn và khả thi về mặt thương mại..Một ví dụ là việc sửa đổi bộ gen thực vật để làm cho cây trồng chống lại hạn hán hoặc sâu bệnh hơn.Trong y học, các vi khuẩn có thể bị thay đổi về mặt di truyền để hoạt động như các biện pháp cho các bệnh hoặc hỗ trợ trong liệu pháp gen.