Синтетичка биологија

С Википедије, слободне енциклопедије

Синтетичка биологија је назив за интердисциплинарну област биологије и инжењерства.

Ова област обједињује велики број дисциплина, а неке од њих су: молекуларна биологија, биотехнологија, генетичко инжењерство, системска биологија, биофизика, електрично инжењерство, рачунарски инжењеринг, контролно инжењерство и еволуциона биологија.

Дефиниција[уреди | уреди извор]

С обзиром на интердисциплинарност синтетичке биологије, не постоји јединствена дефиниција овог појма. Неке од многобројних дефиниција су:

"Синтетичка биологија представља дизајн и конструкцију нових биолошких система, уређаја и градивних делова система као и редизајнирање постојећих природних система у корисне сврхе"[1]

или

"Синтетичка биологија представља инжењерство у биологији: синтезу комплексних биолошких система који обављају функције које не постоје у природи. Инжењерска перспектива може бити примењена на било ком хијерархијском ступњу биолошких структура - од појединачних молекула до целих ћелија, ткива и организама. Укратко, синтетичка биологија има за циљ да омогући дизајнирање "биолошких система" на рационалан и систематичан начин"[2].

Претходећа открића[уреди | уреди извор]

Развој извесних технологија био је од пресудног значаја за зачетак и успон синтетичке биологије[3]:

Том Најт је 2003. године створио БиоБрицк концепт - стандардизоване секвенце ДНК које примену налазе у контруисању синтетичких биолоших кола;

Технологија вештачке синтезе гена, популарно названа "ДНК принтинг", омогућила је веома брзо и ефикасно креирање ДНК секвенци у лабораторијским условима;[4]

Развој метода ДНК секвенцирања омогућио је дешифровање генома организама који се јављају у природи, а самим тим и упознавање са секвенцама које могу бити коришћене у синтетичкој биологији. С друге стране, секвенцирање ДНК омогућава и одређивање секвенце вештачких молекула ДНК, као и дешифровање синтетичких система и организама.[5]

Примена[уреди | уреди извор]

Биолошко рачунарство[уреди | уреди извор]

Појам биолошки рачунар односи се на конструисан биолошки систем који је у стању да изводи рачунарске операције. Конструисањем различитих логичких капија у бројним организмима показано је да су ћелије способне да изводе једноставне логичке операције.[6]

Биосензори[уреди | уреди извор]

Биосензори представљају организме, најчешће бактерије, конструисане тако да извештавају о присуству одређених спољашњих фактора, као што су, на пример, неки тешки метали.[7]

Ћелијска трансформација[уреди | уреди извор]

Ћелијска трансформација представља могућност трансформације ћелије убацивањем синтетичких ДНК молекула или пак читавог генома. Након интеграције синтетичког ДНК молекула, ћелија задобија нове способности или долази до промене њеног фенотипа.[8]

Синтеза нових протеина[уреди | уреди извор]

Једна од примена је и синтеза нових протеина чија функција одговара функцији већ постојећих протеина или је побољшава. Један од примера је синтеза трохеликсног свежња, који, попут хемоглобина, везује кисеоник, али не и угљен-диоксид.[9] Такође, на овај начин може се остварити јефтинија синтеза индустријских ензима као и већи принос. Један од примера у биотехнологији је метаболичко инжењерство и примена бактеријске рекомбинантне ДНК у хиперпродукцији производа који могу служити као лековита средства или ферменти.[10]

Синтетички живот[уреди | уреди извор]

Веома значајна тема која се тиче синтетичке биологије јесте синтетички живот, односно вештачко креирање живих бића. "Вештачка ћелија" је комплетно синтетичка ћелија која би садржала макромолекуле и била способна да складишти енергију, одржава јонски градијент, складишти информације и мутира. Оваква ћелија још увек није креирана.[11] Крејг Вентер, са ЈЦВИ, успео је да конструише потпуно синтетички геном, који је убачен у бактеријску ћелију без генома, након чега је ћелија била способна да расте и да се размножава.[12]

Остало[уреди | уреди извор]

Синтетички ланци ДНК могу послужити за складиштење дигиталних информација[13]. С друге стране, нека фундаментална истраживања базирају се на проучавању ефеката повећања броја врста нуклеотида[14] и аминокиселина[15] које улазе у састав ћелије. Једна од потенцијалних примена знања из ове области може бити и продукција ресурса потребних астронаутима из супстанци послатих са Земље. Продукција из локалних ресурса такође би могла бити значајна и приликом колонизације Марса.[16]

Биоетика и сигурност[уреди | уреди извор]

Синтетичка биологија отвара многа етичка и сигурносна питања. Међутим, како већина тих питања датира још из времена открића техника генетичке модификације и рекомбинације ДНК, већина надлежности већ има начин на који регулише генетички инжењеринг.[17] Нека од етичких питања тичу се контроле и приступа производима синтетичке биологије, патентирања живих организама као и инжењеринга на ембрионима.[18]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ „Сyнтхетиц биологy: биологy бy десигн”. Приступљено 18. 3. 2018. 
  2. ^ „Сyнтхетиц биологy: промисес анд цхалленгес”. Приступљено 18. 3. 2018. 
  3. ^ „А сурвеy оф енаблинг тецхнологиес ин сyнтхетиц биологy”. Приступљено 18. 3. 2018. 
  4. ^ „ДНА Сyнтхесис, Ассемблy анд Апплицатионс ин Сyнтхетиц Биологy”. Приступљено 18. 3. 2018. 
  5. ^ „Десигнинг биологицал сyстемс: Сyстемс Енгинееринг меетс Сyнтхетиц Биологy”. Приступљено 18. 3. 2018. 
  6. ^ „Рецент адванцес анд оппортунитиес ин сyнтхетиц логиц гатес енгинееринг ин ливинг целлс”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  7. ^ „А5СYНТХЕТИЦ БИОЛОГY АНД ТХЕ АРТ ОФ БИОСЕНСОР ДЕСИГН”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  8. ^ „Еурека! Сциентистс унвеил гиант леап тоwардс сyнтхетиц лифе”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  9. ^ „Десигн анд енгинееринг оф ан О(2) транспорт протеин”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  10. ^ „Тоwард метаболиц енгинееринг ин тхе цонтеxт оф сyстем биологy анд сyнтхетиц биологy: адванцес анд проспецтс”. дои:10.1007/с00253-014-6298-y. 
  11. ^ „А гиант степ тоwардс артифициал лифе?”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  12. ^ „< Сциентистс Реацх Милестоне Он Wаy То Артифициал Лифе”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  13. ^ „Неxт-Генератион Дигитал Информатион Стораге ин ДНА”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  14. ^ „А семи-сyнтхетиц органисм wитх ан еxпандед генетиц алпхабет”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  15. ^ „Еxпандинг тхе Генетиц Цоде фор Биологицал Студиес”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  16. ^ „Сyнтхетиц Биологy фор Спаце Еxплоратион: Промисес анд Социетал Имплицатионс”. Приступљено 21. 3. 2018. 
  17. ^ „НЕW ДИРЕЦТИОНС Тхе Етхицс оф Сyнтхетиц Биологy анд Емергинг Тецхнологиес”. Архивирано из оригинала 18. 01. 2017. г. Приступљено 21. 3. 2018. 
  18. ^ „Тхе морал императиве то цонтинуе гене едитинг ресеарцх он хуман ембрyос”. дои:10.1007/с13238-015-0184-y. 

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Sintetička_biologija&oldid=27806340”