Was ist synthetische Genomik?

synthetische Genomik ist ein Bereich der Biochemie, das sich auf die Erstellung des Genoms konzentriert - die vollständige Ansammlung der genetischen oder erblichen Information eines Organismus, die für diesen Organismus erforderlich sind, um das Leben aufrechtzuerhalten. Das Genom eines Organismus besteht aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Molekülen, die einen Code bilden. Teile dieses Code, genannt Gene, steuern die Erstellung und die Wechselwirkungen von Proteinen in den Zellen des Organismus, wodurch der Organismus funktionieren kann. In der synthetischen Genomik manipulieren und erstellen Wissenschaftler Genome für Forschungszwecke oder für praktische Anwendungen in der Medizin und in der Herstellung von Biokraftstoffen. Nukleotide und DNA -Sequenzen werden künstlich für eine Vielzahl von biochemischen Anwendungen hergestellt, aber die synthetische Genomik ist ein engerer Prozess. Um ein funktionelles synthetisches Genom zu erzeugen, ist das natürliche Genom muST in vollem Umfang bekannt und entweder genau repliziert oder so modifiziert, dass keine entscheidenden Funktionen betroffen sind.

im Jahr 2010 schuf ein Forschungsteam am J. Craig Venter Institute in Rockville, Maryland, das erste synthetische Bakteriengenom. Das Bakterium, Mycoplasma -Mycoides, hat ein Genom, das aus einer Million Basispaaren besteht. Das Team war in der Lage, das natürliche Genom des Bakteriums unter Verwendung synthetisch produzierter Nukleotide zu replizieren und das synthetische Genom in die Zelle eines anderen Bakteriums einzuführen, wodurch die DNA dieses Bakteriums durch die synthetische Mycoplasma -Mycoides -DNA ersetzt wurde. Mit dem neuen Genom fungierte die Zelle als normale Mycoplasma -Mycoides -Zelle mit all ihren Funktionen intakt.

Komplikationen bei der Synthese eines Genoms können aufgrund der Komplexität der beteiligten Systeme leicht auftreten. Wenn beispielsweise ein Basispaar fehl am Platz ist oder fehlt, kann die Zelle nicht bewirkenion überhaupt. In ähnlicher Weise müssen die biochemischen Prozesse, durch die die Zelle die Informationen in der DNA und die chemischen Wechselwirkungen der Zellumgebung mit der DNA liest und implementiert, korrekt sein.

Synthetische Genomik -Technologie kann an industrielle und kommerzielle Anwendungen wie die Produktion von Biokraftstoffen angepasst werden. Ab 2011 untersuchen einige Unternehmen die Möglichkeit, synthetische Algen zu schaffen, die effizienter als natürlich auftretende Algen beim Einfangen und Verarbeitung von Kohlendioxid in nutzbare Substanzen sind. Viele Forscher glauben, dass technische Algen auf diese Weise die Produktion von Biokraftstoffen kostengünstiger und kommerziell lebensfähig machen können.

Andere Projekte in der synthetischen Genomik beinhalten nur einen Teil eines Genoms, um einen Organismus für die Verwendung in industrieller oder wissenschaftlicher Funktion zu verändern. Ein Beispiel ist die Modifikation von Pflanzengenomen, um die Pflanzen gegen Dürre oder Schädlinge resistenter zu machen. In der Medizin können Mikroben genetisch verändert werdenfungieren als Rechtsmittel für bestimmte Krankheiten oder helfen bei der Gentherapie.