O que é genômica sintética?
A genômica sintética é um campo da bioquímica com foco na criação do genoma - o conjunto completo das informações genéticas ou hereditárias de um organismo necessárias para que esse organismo mantenha a vida. O genoma de um organismo é composto de moléculas de ácido desoxirribonucleico (DNA) que formam um código. Partes deste código, chamadas genes, controlam a criação e as interações de proteínas nas células do organismo, permitindo que o organismo funcione. Na genômica sintética, os cientistas manipulam e recriam genomas para fins de pesquisa ou para aplicações práticas na medicina e na fabricação de biocombustíveis.
O DNA é composto de unidades estruturais repetidas chamadas nucleotídeos, que formam pares de bases e criam os padrões que constituem o código genético. Os nucleotídeos e as seqüências de DNA são fabricados artificialmente para uma variedade de aplicações bioquímicas, mas a genômica sintética é um processo mais envolvido. Para criar um genoma sintético funcional, o genoma natural deve ser conhecido na íntegra e replicado exatamente ou modificado de forma que nenhuma função crucial seja afetada.
Em 2010, uma equipe de pesquisa sediada no J. Craig Venter Institute, em Rockville, Maryland, criou o primeiro genoma bacteriano sintético. A bactéria Mycoplasma mycoides possui um genoma composto por um milhão de pares de bases. A equipe conseguiu replicar o genoma natural da bactéria usando nucleotídeos produzidos sinteticamente e introduzir o genoma sintético em uma célula de bactéria diferente, substituindo o DNA dessa bactéria pelo DNA sintético do Mycoplasma mycoides. Com o novo genoma, a célula começou a funcionar como uma célula normal do Mycoplasma mycoides, com todas as suas funções intactas.
As complicações na síntese de um genoma podem surgir facilmente devido à complexidade dos sistemas envolvidos. Por exemplo, se um par de bases estiver fora do lugar ou ausente, a célula poderá não funcionar. Da mesma forma, os processos bioquímicos pelos quais a célula lê e implementa as informações no DNA e as interações químicas do ambiente celular com o DNA devem estar corretos.
A tecnologia genômica sintética pode ser adaptada a aplicações industriais e comerciais, como a produção de biocombustível. A partir de 2011, algumas empresas estão pesquisando a possibilidade de criar algas sintéticas que são mais eficientes do que as algas naturais na captura e processamento de dióxido de carbono em substâncias utilizáveis. Muitos pesquisadores acreditam que a engenharia de algas dessa maneira pode tornar a produção de biocombustível mais econômica e viável comercialmente.
Outros projetos em genômica sintética envolvem sintetizar apenas uma parte de um genoma para modificar um organismo para uso em capacidade industrial ou científica. Um exemplo é a modificação do genoma das plantas para tornar as culturas mais resistentes à seca ou pragas. Na medicina, os micróbios podem ser geneticamente alterados para atuar como remédios para certas doenças ou auxiliar na terapia genética.