Hva er en bioiosyntesevei?
En biosyntesebane, eller biosyntetisk vei, er en beskrivelse av trinnene i de kjemiske reaksjonene som oppstår når en levende organisme skaper et nytt komplekst molekyl ut av enklere, mindre forløpere. Ordet "biosyntese" kommer fra to rotord: "bio", som indikerer at reaksjonen foregår i en levende organisme i motsetning til i et laboratorium; og "syntese", som indikerer at enkle utgangsmaterialer blir kombinert for å danne større produkter. En biosyntesevei er et sammendrag av disse kjemiske reaksjonene fordelt på hvert trinn. For å beskrive en sti fullstendig er ofte ekstra relevant informasjon inkludert, for eksempel hvilke enzymer, koenzymer og kofaktorer som brukes i hver reaksjon.
Ikke alle molekylene som brukes av en levende organisme, trenger å syntetiseres direkte av organismen selv. Ofte er disse nødvendige molekylene i stedet hentet fra omgivelsene. Mennesker er for eksempel ikke i stand til å syntetisere essensielle aminosyrer som lysin; disse næringsstoffene kommer i stedet fra proteinrik mat som bønner og tre nøtter. Celler syntetiserer vanligvis bare de molekyler som enten er knappe eller ikke lett oppnås fra omgivelsene.
En biosyntesebane begynner ofte med et lett tilgjengelig forløpermolekyl som ligner på produktet. Cellen kombinerer deretter denne forløperen med andre små molekyler, og kjemisk modifiserer produktet underveis. Ved hvert trinn vil underlaget gradvis ligne sluttproduktet. En bio-syntesevei i flere trinn kan ha dusinvis av trinn underveis og gjennomgå konstant modifikasjon av enzymer til sluttforbindelsen er dannet.
Å studere biosyntese kan gi mange praktiske innblikk i botemidler for sykdommer hos mennesker. Å forstå kjemien i menneskekroppen hjelper helt klart når en sykdom skyldes funksjonsfeil biosyntese. Noen ganger kan imidlertid studere biosyntetiske veier til andre organismer skaffe verdifulle ledetråder for å utvikle nye medisiner også.
Mange forskere har viet oppmerksomhet til å studere biosyntesen av planter, spesielt angående naturlige produkter. Ekstrakter fra visse planter kan ha kraftige farmakologiske effekter som kan brukes til å lage kraftige nye medisiner. For eksempel har digitalis, en aktiv forbindelse ekstrahert fra vanlig revehode, blitt brukt til å behandle hjertesykdommer. Ved å få en forståelse av biosyntesebanen til et naturlig produkt, kan kjemikere få innsikt i hvordan stoffet syntetiseres og potensielt etterligne syntesen i laboratoriet. Til syvende og sist vil biologer gjerne kunne klone disse genene for å produsere transgene organismer, som vil være konstruert for å produsere naturlige produkter med større konsentrasjon og renhet til en brøkdel av prisen.
Biosyntetiske veier er blitt belyst for mange vanlige molekyler som fettsyrer, aminosyrer og nukleotider. Mange traseer har imidlertid ennå ikke blitt oppdaget. Kanskje fremtidens medisiner vil finne sin opprinnelse i de biosyntetiske traséene som forskes på i dag.