SYNTHETISCHE BIOLOGIE: GESCHICHTE, WAS SIE STUDIERT, ANWENDUNGEN - BIOLOGIE - 2025

Die synthetische Biologie ist die Disziplin, die sich auf die Herstellung biologischer Systeme konzentriert, die nicht der eigenen Natur entsprechen. Ihr Ziel ist es daher nicht, genetische Informationen aus vorhandenen Organismen zu kombinieren, sondern teilweise oder absolut künstliche Lebensformen zu schaffen.

Nach dieser Definition kann zum Ausdruck gebracht werden, dass es sich bei dieser Synthesemethode um eine Materialproduktionstechnik handelt, die auf Innovation durch die Untersuchung komplexer molekularer Prozesse basiert.

Die synthetische Biologie versucht durch DNA, programmierbare Mikroorganismen oder Computergenome zusammenzusetzen. Quellen: pixabay.com

Es ist auch zweckmäßig hervorzuheben, dass die synthetische Biologie durch eine interdisziplinäre Anwendung gekennzeichnet ist, da ihre Forschungsmethode auf der Biologie und dem Engineering biologischer Systeme basiert.

Im Gegensatz zum Bioengineering, dessen Ziel es ist, genetisches Material nach Belieben neu zu programmieren und zu verändern, um eine Art lebender Maschinen zu produzieren, versucht diese Spezialität, eine andere Art des Denkens, Beobachtens und Vorschlags der Evolution des menschlichen und sozialen Organismus zu finden.

Ebenso distanziert sich die synthetische Biologie von der traditionellen Biotechnologie, da letztere versucht, die Informationen der Desoxyribonukleinsäure (DNA) zu manipulieren und zu modifizieren, während sich erstere auf die Zusammensetzung programmierbarer Mikroorganismen oder Computergenome konzentriert.

Somit kann festgestellt werden, dass diese Disziplin die Fähigkeit hat, in den Stoffwechsel einzugreifen und Industrieprodukte zu entwickeln. Darüber hinaus könnten Sie in Zukunft ein Projekt entwickeln, um den Klimawandel zu stoppen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

Geschichte

Die Geburt der synthetischen Biologie umfasst zwei grundlegende Ereignisse; Die erste wurde Mitte des 20. Jahrhunderts durchgeführt, als es einer Gruppe von Studenten der Gentechnik gelang, die Escherichia coli-Bakterien zu manipulieren.

Ziel war es, dass die Schüler über die wesentlichen Kenntnisse zur Neuprogrammierung eines Bazillus verfügen. Am Ende entdeckten sie jedoch, dass E. coli-Stämme bei der Durchführung eines Experiments Zellen ersetzen konnten, die von Tieren oder Leichen erhalten wurden

Dank dieser Aktivität der Intervention und Modifikation eines organischen Systems entstand ein weiteres Forschungsgebiet, das sie synthetische Biologie nannten. Diese Disziplin gewann in den 60er Jahren nach den Studien von Jacques L. Monod (1910-1976) und François Jacob (1920-2013) an Bedeutung. Dies war das zweitwichtigste Ereignis für die synthetische Biologie.

Der Beitrag dieser Wissenschaftler bestand darin, die Grundlagen für die Regulierung der genetischen Botschaft aufzudecken. Das heißt, sie enthüllten den Inhalt eines Genoms und die Technik, diese Informationen zu dekodieren, um durch die offenbarten Daten neue Modelle von zellularen Netzwerken zu entwerfen.

Dieser Fortschritt förderte das Wachstum der synthetischen Biologie, da sie die Werkzeuge zum Programmieren, Beschreiben und Interagieren mit genetischem Material gab.

Die synthetische Biologie verfügt über Werkzeuge, mit denen genetisches Material programmiert, modifiziert und beschrieben werden kann. Quelle: pixabay.com

Herkunft des Namens

Die synthetische Biologie, im Englischen auch als "SynBio" bezeichnet, ist eine aufstrebende Disziplin. Es wurde jedoch Ende des 20. Jahrhunderts zum Studienfach.

Seitdem ist die Erforschung molekularer Funktionen sowohl in den USA als auch in Europa in ständigem Fortschritt. Über sein wissenschaftliches Prinzip hinaus ist es jedoch zweckmäßig zu betonen, dass der Ursprung der Spezialität nicht mit dem des Namens identisch ist.

Dies liegt daran, dass der Begriff synthetische Biologie 1912 zum ersten Mal verwendet wurde. Diese Kategorisierung wurde von Stéphane Leduc (1853-1939) verwendet, um sich auf seine Arbeiten zu den physikalischen und chemischen Mechanismen des Lebens zu beziehen.

Die Begriffe wurden vom französischen Biologen verwendet, um zu beschreiben, wie ein natürliches System mit künstlichen Prozessen koexistieren kann. Aus diesem Grund griffen Wissenschaftler Jahrzehnte später auf den Namen zurück, um einen bestimmten Zweig der Biologie und Gentechnik zu kennzeichnen.

Was studiert (Studienobjekt)

Das Hauptziel der Untersuchung dieser wissenschaftlichen Anwendung ist die Zersetzung der verschiedenen biologischen Schaltkreise, aus denen Desoxyribonukleinsäure (DNA) besteht. Ziel ist es, die Sequenz und Kodierung jedes Gens zu untersuchen, um später dessen Verhalten nachahmen zu können.

Sobald die Funktion des genetischen Materials geändert wurde, widmen sich Spezialisten der Herstellung und Programmierung unnatürlicher Organismen, die zur Verbesserung der Lebensqualität von Menschen beitragen.

In diesem Sinne besteht die Aufgabe der Forscher darin, die Grenzen zu verwischen, die lebende Systeme von Automaten unterscheiden. Aus diesem Grund versuchen sie, ein Werkzeug für den Anbau von Pflanzen im Ödland zu finden, um ihre Hypothesen zu überprüfen.

Anwendungen

Die synthetische Biologie beabsichtigt nicht nur, natürliche mit künstlichen Prozessen zu verbinden, sondern versucht auch, an den vielen Bereichen der Realität wie Technologie, Landwirtschaft, Industrie und Energie teilzunehmen.

Hervorzuheben ist jedoch, dass es sich um eine Konstruktionsdisziplin handelt, weshalb ihre Anwendungen ständig variieren. Einige der wichtigsten Varianten sind:

Intelligente Drogen

Es besteht aus der Herstellung von Arzneimitteln, deren wesentliche Elemente Mikroorganismen sind. Damit dieses Projekt funktioniert, muss das genetische Material eingekapselt werden. Auf diese Weise können die Medikamente je nach den Bedürfnissen jedes Einzelnen personalisiert werden.

Gentherapie

Diese Anwendung zeichnet sich durch die Herstellung von Viren aus, die in das Gewebe eingebaut werden, so dass sie in das Genom der Patienten integriert werden. Das erwartete Ergebnis dieses Experiments ist, dass eine mechanische Infektion alle abnormalen Zellen erkennt und zerstört.

Hauptkonzepte

Die Grundlage dieser wissenschaftlichen Disziplin besteht nicht darin, das Immunsystem durch die Einbeziehung synthetischer Organismen in biologische Studien zu zerstören, sondern die Struktur zellulärer Netzwerke durch das Genom zu überdenken.

Daher interpretiert die synthetische Biologie - zusätzlich zum Entwurf biomolekularer Systeme - das genetische Verhalten neu, um Lebensprozesse zu verstehen. Daher werden die beiden Hauptkonzepte der Spezialität als technologische Instrumente betrachtet. Diese sind:

Genetischer Kreislauf

Es ist ein Werkzeug, das aus einer Reihe von Genen oder Miniaturcomputern besteht, die die Aufgabe haben, den Stoffwechsel zu regulieren. Diese Mikroorganismen wurden entwickelt, um den durch die E. coli-Bakterien verursachten Schaden zu verringern.

Minimales Genom

Es ist das grundlegende Element, das Wissenschaftler beim Entwurf automatisierter Zellen verwenden. Dies liegt daran, dass künstliche Organismen aufgebaut werden, wenn es möglich ist, die minimale Konfiguration des biologischen Materials zu identifizieren, was wesentlich ist, da es die Informationen enthält, um den signifikanten Abwehrmechanismen der Bazillen entgegenzuwirken.

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