¿Qué es la genómica sintética?
La genómica sintética es un campo de bioquímica que se centra en la creación del genoma: el ensamblaje completo de la información genética o hereditaria de un organismo necesaria para que ese organismo mantenga la vida. El genoma de un organismo está formado por moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) que forman un código. Algunas partes de este código, llamadas genes, controlan la creación e interacciones de proteínas en las células del organismo, permitiendo que el organismo funcione. En genómica sintética, los científicos manipulan y recrean genomas con fines de investigación o para aplicaciones prácticas en medicina y fabricación de biocombustibles.
El ADN está formado por unidades estructurales repetitivas llamadas nucleótidos, que forman pares de bases y crean los patrones que constituyen el código genético. Los nucleótidos y las secuencias de ADN se fabrican artificialmente para una variedad de aplicaciones bioquímicas, pero la genómica sintética es un proceso más complicado. Para crear un genoma sintético funcional, el genoma natural debe conocerse por completo y replicarse exactamente o modificarse de tal manera que no se vean afectadas funciones cruciales.
En 2010, un equipo de investigación con sede en el Instituto J. Craig Venter en Rockville, Maryland, creó el primer genoma bacteriano sintético. La bacteria, Mycoplasma mycoides, tiene un genoma que consta de un millón de pares de bases. El equipo pudo replicar el genoma natural de la bacteria usando nucleótidos producidos sintéticamente e introducir el genoma sintético en una célula diferente de la bacteria, reemplazando el ADN de esa bacteria con el ADN sintético de Mycoplasma mycoides. Con el nuevo genoma en su lugar, la célula comenzó a funcionar como una célula normal de Mycoplasma mycoides, con todas sus funciones intactas.
Las complicaciones en la síntesis de un genoma pueden surgir fácilmente debido a la complejidad de los sistemas involucrados. Por ejemplo, si un par de bases está fuera de lugar o falta, la celda puede no funcionar en absoluto. Del mismo modo, los procesos bioquímicos por los cuales la célula lee e implementa la información en el ADN, y las interacciones químicas del ambiente celular con el ADN, deben ser correctos.
La tecnología de genómica sintética se puede adaptar a aplicaciones industriales y comerciales, como la producción de biocombustibles. A partir de 2011, algunas compañías están investigando la posibilidad de crear algas sintéticas que sean más eficientes que las algas naturales para atrapar y procesar dióxido de carbono en sustancias utilizables. Muchos investigadores creen que diseñar algas de esta manera puede hacer que la producción de biocombustibles sea más rentable y comercialmente viable.
Otros proyectos en genómica sintética implican sintetizar solo una parte de un genoma para modificar un organismo para su uso en una capacidad industrial o científica. Un ejemplo es la modificación de genomas de plantas para hacer que los cultivos sean más resistentes a la sequía o las plagas. En medicina, los microbios pueden modificarse genéticamente para actuar como remedios para ciertas enfermedades o ayudar en la terapia génica.