Biologia sintética: história, o que estuda, aplicações - Ciência - 2023

Contente

obiologia sintética É a disciplina que se concentra na fabricação de sistemas biológicos que não são típicos da natureza. Portanto, seu objetivo não é combinar informações genéticas de organismos existentes, mas criar formas de vida parcial ou absolutamente artificiais.

Seguindo essa definição, é possível expressar que essa questão da síntese é uma técnica de produção de materiais que se baseia na inovação por meio do estudo de processos moleculares complexos.

É também conveniente destacar que a biologia sintética se caracteriza por ser uma aplicação interdisciplinar, uma vez que seu método de pesquisa é baseado na biologia e na engenharia de sistemas biológicos.

Ao contrário da bioengenharia, que visa reprogramar e alterar o material genético à vontade para produzir uma espécie de máquinas vivas, esta especialidade procura encontrar uma outra forma de pensar, observar e propor a evolução do organismo humano e social.

Da mesma forma, a biologia sintética também se distancia da biotecnologia tradicional, pois enquanto esta busca manipular e modificar as informações do ácido desoxirribonucléico (DNA), a primeira se concentra na composição de microrganismos programáveis ou genomas de computador.

Assim, pode-se afirmar que esta disciplina tem a capacidade de intervir no metabolismo e desenvolver produtos industriais. Além disso, no futuro, você poderia desenvolver um projeto para ajudar a deter as mudanças climáticas e reduzir a dependência de combustíveis fósseis.

História

O nascimento da biologia sintética inclui dois eventos fundamentais; a primeira foi realizada em meados do século 20, quando um grupo de alunos de Engenharia Genética conseguiu manipular a bactéria Escherichia coli.

O objetivo era que os alunos tivessem os conhecimentos essenciais sobre como reprogramar um bacilo. No entanto, eles acabaram descobrindo que cepas de E. coli poderiam substituir células obtidas de animais ou cadáveres durante a realização de um experimento

Graças a esta atividade de intervenção e modificação de um sistema orgânico, surgiu outro campo de estudo, que chamaram de biologia sintética. Esta disciplina adquiriu maior relevância nos anos 60, após os estudos realizados por Jacques L. Monod (1910-1976) e François Jacob (1920-2013), sendo este o segundo evento mais importante para a biologia sintética.

A contribuição desses cientistas foi revelar as bases para regular a mensagem genética. Ou seja, expuseram o conteúdo de um genoma e a técnica de decodificação dessas informações para desenhar, por meio dos dados divulgados, novos modelos de redes celulares.

Esse avanço alimentou o crescimento da biologia sintética, pois lhe deu as ferramentas para programar, descrever e interagir com o material genético.

Origem do nome

A biologia sintética, também conhecida como "SynBio" pela sigla em inglês, é uma disciplina emergente. No entanto, surgiu como objeto de estudo no final do século XX.

Desde então, a pesquisa sobre funções moleculares tem estado em constante progresso tanto nos Estados Unidos quanto na Europa; mas para além do seu princípio científico, convém sublinhar que a origem da especialidade não é a mesma do nome.

A razão disso é que o termo biologia sintética foi usado pela primeira vez em 1912. Essa categorização foi usada por Stéphane Leduc (1853-1939) para se referir a seus trabalhos sobre os mecanismos físicos e químicos da vida.

Os termos foram usados pelo biólogo francês para descrever como um sistema natural poderia coexistir com processos artificiais. Por isso, décadas depois, os cientistas recorreram ao nome para designar um ramo da biologia e da engenharia genética.

O que está estudando (objeto de estudo)

O principal objeto de estudo desta aplicação científica é a decomposição dos vários circuitos biológicos que constituem o ácido desoxirribonucleico (DNA). O objetivo é examinar a sequência e a codificação de cada gene para, posteriormente, poder imitar seu comportamento.

Depois de alterada a função do material genético, os especialistas se dedicam a fabricar e programar organismos não naturais que contribuam para a melhoria da qualidade de vida das pessoas.

Nesse sentido, o papel dos pesquisadores é confundir as fronteiras que distinguem os sistemas vivos dos autômatos; Por isso, pretendem encontrar uma ferramenta para que as lavouras cresçam em terrenos baldios para testar suas hipóteses.

Formulários

A biologia sintética não pretende apenas vincular os processos naturais aos artificiais, mas também pretende participar dos diversos setores da realidade, como tecnologia, agricultura, indústria e energia.

Porém, vale ressaltar que é uma disciplina da construção, por isso suas aplicações variam continuamente. Algumas das variantes mais importantes são:

Drogas inteligentes

Consiste na produção de medicamentos cujos elementos essenciais são os microrganismos. Para que esse projeto funcione é necessário encapsular o material genético. Dessa forma, os medicamentos podem ser personalizados, dependendo da necessidade de cada indivíduo.

Terapia de genes

Esta aplicação se caracteriza por fabricar vírus que serão incorporados aos tecidos para que se integrem aos genomas dos pacientes. O resultado esperado desse experimento é que a infecção mecânica reconhecerá e destruirá todas as células anormais.

Conceitos principais

O fundamento desta disciplina científica não é devastar o sistema imunológico ao incorporar organismos sintéticos aos estudos biológicos, mas sim repensar a estrutura das redes celulares através do genoma.

Portanto, a biologia sintética - além de projetar sistemas biomoleculares - reinterpreta o comportamento genético para compreender os processos vitais. Assim, os dois principais conceitos da especialidade são considerados instrumentos tecnológicos. Estes são:

Circuito genético

É uma ferramenta composta por um conjunto de genes ou computadores em miniatura, que realizam a função de regular o metabolismo. Esses microrganismos foram projetados para reduzir os danos causados pela bactéria E. coli.

Genoma mínimo

É o elemento fundamental que os cientistas usam ao projetar células automatizadas. Isso porque os organismos artificiais são construídos quando é possível identificar a configuração mínima do material biológico, o que é essencial porque contém as informações para neutralizar as defesas significativas dos bacilos.

Referências

Benner, S. (2009). Redesenhando a genética. Obtido em 4 de outubro de 2019 da Nature: nature.com
De Lorenzo, V. (2007). Biologia e engenharia genética. Retirado em 04 de outubro de 2019 da Royal Academy of Exact, Physical and Natural Sciences: rac.es
Endy, D. (2012). Biologia do design. Obtido em 5 de outubro de 2019 da Universidade de Barcelona: ub.edu
Feber, D. (2004). Biologia sintética: micróbios feitos sob encomenda. Obtido em 4 de outubro de 2019 em Science: sciencemag.org
Isaacs, F. (2012). A biologia sintética evolui. Obtido em 05 de outubro de 2019 da Faculdade de Biologia: bg.ac.rs
Moronge, A. (2015). Uma nova revolução? Os fundamentos da ciência. Obtido em 5 de outubro de 2019 da Universidad Simón Bolívar: usb.ve