Si lo puedes entender, lo puedes dibujar, si lo puedes dibujar lo puedes materializar. Es una premisa en la que se basa mucho de nuestro conocimiento, hasta para las cosas más complejas. Y si te dijera que esto se puede aplicar para que generes cosas que no existían, para sintetizar de novo algún dispositivo físico, algo que llamemos sintético. Cuando entiendes tan, pero tan bien, las partes y peculiaridades de un sistema, puedes intercambiar sus elementos para generar algo nuevo, en esto se basa la Biología Sintética.
Los estudios a escala pequeña, nanómetros, son aquellos que se realizan por Biólogos Moleculares, personas que estudian un fenómeno a nivel de molécula y su relación con nuestra información biológica depositada en nuestro material genético o ADN. Estos Biólogos moleculares comienzan a entender los elementos que conforman un Sistema Biológico y han separado sus partes. ¡Imagínate!, es como en la estructura de un auto; está el chasis, el motor, las llantas, el volante, etc., y un ingeniero conocedor de la mecánica del auto puede construir uno nuevo a partir de las piezas de otros y hacer que funcione.
Pues bien, en Estados Unidos un equipo de investigadores en Biología Sintética ejecutó el experimento de tomar una célula bacteriana, quitarle el material genético propio y trasplantarle uno nuevo. Este material genético nuevo provenía de Síntesis Química. Éstos investigadores sabían qué información debían de depositar en un paquete de ADN para que cuando lo trasplantaran al chasis vacío de información genética la célula se mantuviera viva y así fue, hasta se podía dividir y generar descendencia por generaciones.
Si dividimos en partes el material genético encontraríamos, entre otras cosas, a los genes, los cuales son unidades de información que codifican para un producto funcional, estos genes pueden estar presentes en el ADN pero el que se exprese su función depende del ambiente celular y el entorno, de esto surge la pregunta: ¿Por qué es importante saber cómo se expresa el material genético?
Consideremos por un momento si de los 2m de ADN que tenemos los humanos se expresara toda la información que este alberga, se generaría un caos, nuestros ojos, hígado, páncreas, cerebro, piel y demás no podrían más que formar una masa, no tendríamos la estructura que conocemos.
Un uso para el conocimiento de la expresión del ADN es la generación de bacterias que puedan sintetizar de manera controlada compuestos, por ejemplo la L-tirosina. Este aminoácido es precursor, entre otras cosas, de las hormonas tiroideas utilizadas en el metabolismo de la melanina. La L-tirosina puede ser sobreproducida por una nueva bacteria y comercializada para nuestro uso. Para generar esta nueva bacteria, fue necesario el bloqueo de la expresión de diferentes genes cuya función estaba relacionada con el flujo del metabolismo de carbono dirigiéndolo hacia la biosíntesis de la L-tirosina.
Otros casos de Biología Sintética nos están ayudando a entender el sistema nervioso, manipulando la expresión de genes mediante luz dirigida y controlando de esta manera el cerebro de ratones, esta técnica se llama optogenética. Lo que hicieron fue aislar un sistema bacteriano que responde a la luz, llamado cromóforo, adicionarlo a neuronas mediante herramientas de Biología molecular diseñadas de novo para que las neuronas fueran controladas con un estímulo de luz de manera muy específica, para esto se requiere estudios previos de Biología Molecular para obtener datos de cómo se expresan los genes que conforman el material genético.
¿Qué le depara a la Biología Sintética? Lo que te puedas imaginar… teniendo en cuenta los reglamentos de Bioética que nos rigen.
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