Le génomique synthétique est un domaine de la biochimie en se concentrant sur la création du génome - l'assemblage complet d'un organisme de génétique ou héréditaire, les informations nécessaires à cet organisme pour maintenir la vie. Le génome d'un organisme est constitué de l'acide désoxyribonucléique (ADN) des molécules qui forment un code. Certaines parties de ce code, appelés gènes, contrôler la création et les interactions des protéines dans les cellules de l'organisme, permettant à l'organisme de fonctionner. Dans la génomique synthétique, les scientifiques manipulent et recréent des génomes à des fins de recherche ou pour des applications pratiques en médecine et en biocarburants fabrication.
L'ADN est constitué de motifs structuraux répétitifs, les nucléotides, qui forment des paires de bases et de créer les motifs qui constituent le code génétique. Nucléotides et des séquences d'ADN sont fabriqués artificiellement pour une variété d'applications biochimiques, mais la génomique synthétique est un processus plus complexe. Afin de créer un génome synthétique fonctionnel, le génome naturel doit être connue dans son intégralité et répliqué soit exactement ou modifié de telle sorte que pas de fonctions essentielles sont affectés.
En 2010, une équipe de recherche basée à l'Institut J. Craig Venter de Rockville, Maryland a créé le premier génome bactérien synthétique. La bactérie, Mycoplasma mycoides, possède un génome constitué par un million de paires de bases. L'équipe a été en mesure de reproduire génome naturel de la bactérie utilisant des nucléotides produits synthétiquement et introduire le génome synthétique dans une cellule de bactérie différente, en remplacement de l'ADN de cette bactérie avec les Mycoplasma mycoides synthétiques ADN. Avec le nouveau génome en place, la cellule a commencé à fonctionner comme une cellule de Mycoplasma mycoides normale, avec toutes ses fonctions intactes.
Les complications dans la synthèse d'un génome peuvent facilement survenir en raison de la complexité des systèmes impliqués. Par exemple, si une paire de base est hors de propos ou manquante, la cellule peut ne pas fonctionner du tout. De même, les processus biochimiques par lequel la cellule lit et met en œuvre l'information dans l'ADN, et les interactions chimiques de l'environnement de la cellule avec l'ADN, doivent être correctes.
La technologie de la génomique synthétique peut être adaptée à des applications industrielles et commerciales, telles que la production de biocarburants. À partir de 2011, certaines entreprises font des recherches sur la possibilité de créer des algues synthétique qui est plus efficace que les algues naturellement au piégeage et le traitement du dioxyde de carbone en substances utilisables. Beaucoup de chercheurs pensent que les algues de l'ingénierie de cette manière peut rendre la production de biocarburants plus rentables et commercialement viable.
D'autres projets en génomique synthétique impliquent synthétiser une partie seulement d'un génome de modifier un organisme pour une utilisation à titre industriel ou scientifique. Un exemple est la modification de génomes de plantes à rendre les cultures plus résistantes à la sécheresse ou les parasites. En médecine, les microbes peuvent être génétiquement modifiés pour agir en tant que remèdes pour certaines maladies ou aider à la thérapie génique.
