ما هو تركيب الحمض النووي
أصبحت تقنيات تخليق الحمض النووي بسرعة حجر الزاوية في البيولوجيا الجزيئية الحديثة وتلعب دورًا محوريًا في مجال البيولوجيا التركيبية، ولم تعد القدرة على تخليق جينات كاملة، ومسارات جينية جديدة، وحتى جينومات كاملة.
وباستخدام ما يزيد قليلاً عن جهاز التدوير الحراري وأوليغنوكليوتيدات المُصنَّعة تجاريًا وبوليميراز الحمض النووي، يمكن لمختبر البيولوجيا الجزيئية القياسي تصنيع عدة أزواج كيلوبيز من الحمض النووي الاصطناعي في أسبوع باستخدام التقنيات الحالية.
عملية تركيب المادة الوراثية
يمكن لتقنيات تخليق الجينات الحديثة تتبع بداياتها إلى منتصف الستينيات وجهود (Gobind Khorana) وزملائه لفك شفرة الشيفرة الجينية وإعادة تكوين الوظيفة البيولوجية صناعياً.
وقد ركزت هذه الجهود المبكرة على التركيب الكيميائي والربط معًا 17 قليل النوكليوتيد، والذي قام بترميز الجين لـ 77 نيوكليوتيد ألانين tRNA باستخدام كيمياء تركيبية لا تزال في مهدها في جهد استغرق أكثر من 5 سنوات لإكماله في غضون 7 سنوات من هذا العمل، وقد تم التعبير عن أول جين اصطناعي تم الإبلاغ عنه يشفر هرمون (14-amino-acid)، السوماتوستاتين، في الإشريكية القولونية المؤتلفة.
أدت التحسينات اللاحقة على تقنيات وتقنيات تخليق قليل النوكليوتيد في أوائل الثمانينيات إلى تطوير كيمياء فوسفوراميديت ذات المرحلة الصلبة والتي سمحت قوتها ودقتها بتطوير طرق آلية لتمكين تخليق قليل النوكليوتيد القابل للتطوير. والذي يستخدم حتى يومنا هذا في التوليف التجاري للقليل النوكليوتيدات، وعادة ما يتم تصنيع قليل النوكليوتيدات الاصطناعية لتطبيقات التخليق الجيني باستخدام أشكال مختلفة من طرق كيمياء الفوسفوراميديت.
يمكن القول بأنه تبرز البيولوجيا التركيبية كنظام مهم له القدرة على التأثير في عدد من التطبيقات الأكاديمية والصناعية بما في ذلك إنشاء علاجات ومواد واستشعار حيوي وقدرات تصنيعية جديدة، وعلى الرغم من أن فهمنا الحالي للأنظمة البيولوجية واسع، إلا أنه لا يزال بعيدًا عن الاكتمال، ولا يزال تكييف تسلسلات الحمض النووي الخارجية والمكونات الوظيفية التي تشفرها والتي تطورت بشكل طبيعي داخل شبكة من التسلسلات المترابطة يمثل تحديًا رئيسيًا لعلم الأحياء الهندسي.
