- التاريخ
- أصل الاسم
- ما الذي يدرس (موضوع الدراسة)
- التطبيقات
- الأدوية الذكية
- العلاج الجيني
- المفاهيم الأساسية
- الدائرة الجينية
- الحد الأدنى من الجينوم
- المراجع
و البيولوجيا التركيبية هو الانضباط التي تركز على تصنيع النظم البيولوجية التي ليست الطبيعة الخاصة. لذلك ، فإن هدفهم ليس الجمع بين المعلومات الجينية من الكائنات الحية الموجودة ، ولكن إنشاء أشكال حياة اصطناعية جزئيًا أو كليًا.
باتباع هذا التعريف ، من الممكن التعبير عن أن مسألة التخليق هذه هي تقنية إنتاج مواد تعتمد على الابتكار من خلال دراسة العمليات الجزيئية المعقدة.
من خلال الحمض النووي ، تسعى البيولوجيا التركيبية إلى تكوين كائنات دقيقة قابلة للبرمجة أو جينومات الكمبيوتر. المصادر: pixabay.com
من الملائم أيضًا تسليط الضوء على أن البيولوجيا التركيبية تتميز بكونها تطبيقًا متعدد التخصصات ، نظرًا لأن طريقة بحثها تعتمد على علم الأحياء وهندسة النظم البيولوجية.
على عكس الهندسة الحيوية ، التي تهدف إلى إعادة برمجة المواد الجينية وتغييرها حسب الرغبة من أجل إنتاج نوع من الآلات الحية ، يسعى هذا التخصص إلى إيجاد طريقة أخرى للتفكير ومراقبة واقتراح تطور الكائن البشري والاجتماعي.
وبالمثل ، فإن البيولوجيا التركيبية تنأى بنفسها أيضًا عن التكنولوجيا الحيوية التقليدية ، لأنه بينما تسعى الأخيرة إلى معالجة وتعديل معلومات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) ، تركز الأولى على تكوين كائنات دقيقة قابلة للبرمجة أو جينومات الكمبيوتر.
وبالتالي ، يمكن القول أن هذا التخصص لديه القدرة على التدخل في التمثيل الغذائي وتطوير المنتجات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك في المستقبل تطوير مشروع للمساعدة في وقف تغير المناخ وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
التاريخ
تتضمن ولادة البيولوجيا التركيبية حدثين أساسيين ؛ تم تنفيذ الأول في منتصف القرن العشرين عندما تمكنت مجموعة من طلاب الهندسة الوراثية من معالجة بكتيريا Escherichia coli.
كان الغرض هو أن يكون لدى الطلاب المعرفة الأساسية حول كيفية إعادة برمجة العصيات. ومع ذلك ، انتهى بهم الأمر إلى اكتشاف أن سلالات الإشريكية القولونية يمكن أن تحل محل الخلايا التي تم الحصول عليها من الحيوانات أو الجثث عند إجراء التجربة
بفضل نشاط التدخل وتعديل النظام العضوي ، ظهر مجال آخر للدراسة أطلقوا عليه اسم البيولوجيا التركيبية. اكتسب هذا الانضباط أهمية أكبر في الستينيات ، بعد الدراسات التي أجراها جاك ل. مونود (1910-1976) وفرانسوا جاكوب (1920-2013) ، وكان هذا ثاني أهم حدث للبيولوجيا التركيبية.
كانت مساهمة هؤلاء العلماء في الكشف عن أسس تنظيم الرسالة الجينية. أي أنهم كشفوا محتوى الجينوم وتقنية فك تشفير المعلومات المذكورة من أجل تصميم نماذج جديدة للشبكات الخلوية من خلال البيانات التي تم الكشف عنها.
أدى هذا التقدم إلى نمو البيولوجيا التركيبية ، حيث منحها الأدوات اللازمة لبرمجة المادة الوراثية ووصفها والتفاعل معها.
تحتوي البيولوجيا التركيبية على أدوات تسمح ببرمجة وتعديل ووصف المواد الجينية. المصدر: pixabay.com
أصل الاسم
تعتبر البيولوجيا التركيبية ، التي يشار إليها أيضًا باسم "SynBio" في اختصارها باللغة الإنجليزية ، أحد التخصصات الناشئة. ومع ذلك ، فقد ظهر كموضوع للدراسة في نهاية القرن العشرين.
منذ ذلك الحين ، استمرت الأبحاث حول الوظائف الجزيئية في تقدم مستمر في كل من الولايات المتحدة وأوروبا. ولكن بعيدًا عن مبدأه العلمي ، من الملائم التأكيد على أن أصل التخصص ليس هو نفسه أصل الاسم.
هذا بسبب استخدام مصطلح البيولوجيا التركيبية لأول مرة في عام 1912. استخدم ستيفان ليدوك Stéphane Leduc (1853-1939) هذا التصنيف للإشارة إلى أعماله حول الآليات الفيزيائية والكيميائية للحياة.
استخدم عالم الأحياء الفرنسي المصطلحات لوصف كيف يمكن لنظام طبيعي أن يتعايش مع العمليات الاصطناعية. لهذا السبب ، بعد عقود ، لجأ العلماء إلى الاسم للإشارة إلى فرع معين من علم الأحياء والهندسة الوراثية.
ما الذي يدرس (موضوع الدراسة)
الهدف الرئيسي من دراسة هذا التطبيق العلمي هو تحلل الدوائر البيولوجية المختلفة التي تشكل حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA). والغرض من ذلك هو فحص تسلسل كل جين وترميزه حتى نتمكن لاحقًا من محاكاة سلوكهم.
بمجرد أن يتم تغيير وظيفة المادة الجينية ، يكرس المتخصصون أنفسهم لتصنيع وبرمجة الكائنات غير الطبيعية التي تساهم في تحسين نوعية حياة الناس.
بهذا المعنى ، فإن دور الباحثين هو طمس الحدود التي تميز الأنظمة الحية عن الأوتوماتا ؛ لهذا السبب ، يحاولون إيجاد وسيلة لزراعة المحاصيل في الأراضي القاحلة لاختبار فرضياتهم.
التطبيقات
لا تهدف البيولوجيا التركيبية إلى ربط الطبيعة بالعمليات الاصطناعية فحسب ، بل تسعى أيضًا إلى المشاركة في العديد من قطاعات الواقع مثل التكنولوجيا والزراعة والصناعة والطاقة.
ومع ذلك ، يجدر التأكيد على أنه تخصص في البناء ، وهذا هو سبب اختلاف تطبيقاته باستمرار. بعض المتغيرات الأكثر أهمية هي:
الأدوية الذكية
يتكون من إنتاج الأدوية التي تكون العناصر الأساسية لها هي الكائنات الحية الدقيقة. لكي يعمل هذا المشروع ، من الضروري تغليف المادة الوراثية. وبهذه الطريقة يمكن تخصيص الأدوية حسب احتياجات كل فرد.
العلاج الجيني
يتميز هذا التطبيق بتصنيع الفيروسات التي سيتم دمجها في الأنسجة بحيث يتم دمجها في جينومات المرضى. النتيجة المتوقعة لهذه التجربة هي أن العدوى الميكانيكية سوف تتعرف على جميع الخلايا غير الطبيعية وتدمرها.
المفاهيم الأساسية
لا يتمثل أساس هذا التخصص العلمي في تدمير أجهزة المناعة من خلال دمج الكائنات الاصطناعية في الدراسات البيولوجية ، بل يسعى إلى إعادة التفكير في بنية الشبكات الخلوية من خلال الجينوم.
لذلك ، فإن البيولوجيا التركيبية - بالإضافة إلى تصميم الأنظمة الجزيئية الحيوية - تعيد تفسير السلوك الجيني لفهم عمليات الحياة. ومن ثم ، فإن المفهومين الرئيسيين للتخصص يعتبران أدوات تكنولوجية. هؤلاء هم:
الدائرة الجينية
إنها أداة تتكون من مجموعة من الجينات أو أجهزة الكمبيوتر المصغرة ، والتي تؤدي مهمة تنظيم التمثيل الغذائي. تم تصميم هذه الكائنات الدقيقة لتقليل الضرر الذي تسببه بكتيريا E. coli.
الحد الأدنى من الجينوم
إنه العنصر الأساسي الذي يستخدمه العلماء عند تصميم الخلايا الآلية. هذا لأن الكائنات الاصطناعية تُبنى عندما يكون من الممكن تحديد الحد الأدنى من تكوين المادة البيولوجية ، وهو أمر ضروري لأنه يحتوي على المعلومات لمواجهة الدفاعات المهمة للعصيات.
المراجع
- بينر ، س. (2009). إعادة تصميم علم الوراثة. تم الاسترجاع في 4 أكتوبر 2019 من Nature: nature.com
- دي لورينزو ، ف. (2007). علم الأحياء والهندسة الوراثية. تم الاسترجاع في 4 أكتوبر 2019 من الأكاديمية الملكية للعلوم الدقيقة والفيزيائية والطبيعية: rac.es
- إندي ، د. (2012). بيولوجيا التصميم. تم الاسترجاع في 5 أكتوبر 2019 من جامعة برشلونة: ub.edu
- فيبر ، د. (2004). البيولوجيا التركيبية: الميكروبات حسب الطلب. تم الاسترجاع في 4 أكتوبر 2019 من Science: sciencemag.org
- إسحاق ، ف. (2012). تطور البيولوجيا التركيبية. تم الاسترجاع في 05 أكتوبر 2019 من كلية علم الأحياء: bg.ac.rs
- مورونج ، أ. (2015). ثورة جديدة؟ اصول العلم. تم الاسترجاع في 5 أكتوبر 2019 من جامعة سيمون بوليفار: usb.ve