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synthetic-life-desiner

An interactive simulator for designing artificial living systems from scratch. Users can choose genetic codes (DNA, RNA, or XNA), select energy sources, and create synthetic organisms that can evolve over generations. The simulator explores the cutting-edge science of building life in the laboratory, from minimal genomes to protocells.

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¿Qué es esto?

🎯 Consejos del simulador

📚 Glosario

Genome
El conjunto completo de instrucciones genéticas codificadas en el ADN (o ARN en algunos virus) que especifica toda la información necesaria para construir y operar un organismo vivo.
Synthetic Genome
Un genoma diseñado en una computadora y ensamblado a partir de fragmentos de ADN sintetizados químicamente, que codifica instrucciones genéticas especificadas con precisión en lugar de aquellas heredadas a través de la evolución natural.
Chassis Organism
Una célula huésped simplificada que se utiliza como plataforma para aplicaciones de biología sintética, análoga al sistema operativo de una computadora en el que se instalan las aplicaciones.
BioBricks
Partes genéticas estandarizadas, intercambiables con funciones definidas (promotores, secuencias codificantes, terminadores) que pueden combinarse para construir circuitos genéticos, mantenidas en el Registro de Partes Biológicas Estándar.
Protocell
Una estructura simple similar a una célula artificial que encapsula moléculas funcionales dentro de un límite de membrana, utilizada para estudiar los orígenes de la vida y como bloques de construcción para células sintéticas ascendentes.
JCVI-syn3.0
El organismo sintético mínimo creado por el Instituto J. Craig Venter en 2016 con solo 473 genes, lo que representa el genoma más pequeño capaz de sustentar vida celular en libertad.
Synthia
El nombre informal de JCVI-syn1.0, el primer organismo con un genoma completamente sintético, creado por el equipo de Craig Venter en 2010 sintetizando el genoma completo de Mycoplasma mycoides.
Xenobiology
Un subcampo de la biología sintética que explora sistemas biológicos construidos con bioquímica no natural, incluidos polímeros genéticos alternativos (XNA), aminoácidos no canónicos y nuevas vías metabólicas.
Genetic Toggle Switch
Uno de los primeros circuitos genéticos sintéticos, publicado en 2000 por Gardner et al., que consta de dos genes que se reprimen mutuamente y que pueden alternarse entre dos estados estables como un interruptor de luz.
Repressilator
Un oscilador genético sintético creado por Elowitz y Leibler (2000) que consta de tres genes que se reprimen entre sí en un ciclo, produciendo fluctuaciones periódicas en la expresión genética como un reloj biológico.
CRISPR-Cas9
Una herramienta de edición de genes adaptada de sistemas inmunológicos bacterianos que permite cortar y modificar con precisión secuencias de ADN, revolucionando tanto la ingeniería del genoma natural como la biología sintética.
Metabolic Engineering
La optimización de las rutas metabólicas dentro de los organismos para aumentar la producción de sustancias deseadas, como biocombustibles, productos farmacéuticos o productos químicos industriales.
Directed Evolution
Una técnica de laboratorio que imita la selección natural para evolucionar proteínas u organismos con propiedades deseadas, galardonada con el Premio Nobel de Química en 2018 (Frances Arnold).
Biocontainment
Medidas de seguridad diseñadas para evitar que los organismos sintéticos sobrevivan o se reproduzcan fuera de condiciones controladas de laboratorio, como auxotrofias diseñadas e interruptores de apagado.
Cell-Free Synthetic Biology
Realizar reacciones de biología sintética fuera de células vivas utilizando enzimas purificadas y extractos celulares, lo que permite la creación rápida de prototipos de circuitos genéticos sin las complicaciones de un entorno celular vivo.
Orthogonal System
Un sistema biológico sintético que opera independientemente de la maquinaria natural de la célula huésped, evitando la interferencia y permitiendo la contención segura de funciones diseñadas.
Auxotrophy
Modificación genética que hace que un organismo dependa de un nutriente suministrado externamente que no se encuentra en el entorno natural y que sirve como mecanismo de biocontención para organismos sintéticos.
Gene Drive
Una tecnología de ingeniería genética que sesga la herencia para propagar un gen a través de una población más rápido que la herencia mendeliana normal, con aplicaciones potenciales en el control de plagas y la eliminación de vectores de enfermedades.
Codon Optimization
Rediseño de la secuencia de ADN que codifica una proteína para utilizar codones preferidos por el organismo huésped, mejorando la eficiencia de la traducción y el rendimiento proteico en aplicaciones de biología sintética.
Gibson Assembly
Un método de clonación molecular desarrollado por Daniel Gibson que permite unir múltiples fragmentos de ADN en una única reacción isotérmica, fundamental para ensamblar genomas sintéticos a partir de partes más pequeñas.
Quorum Sensing
Un sistema de comunicación entre células utilizado por bacterias (y explotado por biólogos sintéticos) donde las células secretan y detectan moléculas de señalización para coordinar comportamientos grupales según la densidad de población.
iGEM Competition
La competencia internacional de máquinas diseñadas genéticamente, una competencia anual de biología sintética para estudiantes universitarios fundada por Drew Endy y otros en el MIT que ha capacitado a miles de jóvenes biólogos sintéticos en todo el mundo.
Genome Project-write
Una iniciativa científica internacional liderada por George Church y otros para sintetizar genomas completos, incluido un genoma humano completo, desde cero mediante síntesis química de ADN.
Bioreactor
Un recipiente en el que se llevan a cabo reacciones biológicas (fermentación, crecimiento celular, producción de metabolitos) en condiciones controladas, esencial para llevar la biología sintética del laboratorio a la producción industrial.
Synthetic Auxotrophy
Una dependencia genética diseñada en la que un organismo sintético requiere un aminoácido o nutriente no natural que no se encuentra en el medio ambiente, lo que sirve como mecanismo de biocontención que impide la supervivencia fuera del laboratorio.
Kill Switch
Un circuito genético diseñado en organismos sintéticos que desencadena la muerte celular en respuesta a señales ambientales específicas (por ejemplo, ausencia de una molécula inductora), proporcionando un mecanismo activo de seguridad de biocontención.

🏆 Figuras clave

Craig Venter (2010)

Lideró el equipo que creó la primera célula sintética (JCVI-syn1.0, apodada Synthia) en 2010 sintetizando un genoma bacteriano completo desde cero y trasplantándolo a una célula receptora. Posteriormente se creó el organismo con genoma mínimo JCVI-syn3.0.

Drew Endy (2003-present)

Fue pionero en el enfoque de ingeniería de la biología en la Universidad de Stanford, cofundador de la Fundación BioBricks y la competencia iGEM que capacita anualmente a miles de jóvenes biólogos sintéticos en ingeniería genética estandarizada.

Jack Szostak (2000s-present)

Realizó una investigación fundamental sobre las protocélulas y los orígenes de la vida en Harvard/MGH, demostrando cómo las vesículas simples de ácidos grasos pueden crecer, dividirse y encapsular el ARN, proporcionando información sobre cómo se podrían haber formado las primeras células. Premio Nobel por la investigación de los telómeros.

Frances Arnold (1993 (first directed evolution), 2018 (Nobel Prize))

Fue pionero en la evolución dirigida de enzimas, demostrando que la evolución en el laboratorio puede crear proteínas con funciones completamente nuevas. Galardonado con el Premio Nobel de Química en 2018 por este trabajo, fundamental para la biología sintética.

George Church (2000s-present)

Desarrolló tecnologías clave que permiten la biología sintética, incluida la ingeniería genómica múltiple (MAGE), contribuyó al Proyecto Genoma Humano y lidera los esfuerzos para sintetizar genomas humanos completos desde cero (Proyecto Genoma-escritura).

Michael Elowitz (2000)

Co-creó el represilador, uno de los primeros circuitos genéticos sintéticos, demostrando que los genes pueden conectarse a circuitos oscilantes como componentes electrónicos. Este trabajo ayudó a lanzar el campo de la biología sintética.

James Collins (2000)

Co-creó el interruptor genético con Timothy Gardner, una de las demostraciones fundamentales de que las redes reguladoras de genes se pueden diseñar racionalmente. Su laboratorio continúa siendo pionero en aplicaciones de biología sintética en diagnóstico y terapéutica.

🎓 Recursos de aprendizaje

💬 Mensaje a los estudiantes

{'encouragement': 'You are exploring one of the most profound questions in science: what is life, and can we create it? Every great synthetic biologist started with curiosity about how living things work. By experimenting with this simulator, you are taking your first steps into a field that will reshape our world.', 'reminder': 'Synthetic biology is not just about science -- it raises important ethical questions about our responsibility as creators of life. As you learn, think about both the amazing possibilities and the responsibilities that come with this power.', 'action': 'Start by creating a simple organism with a DNA genome and photosynthetic energy source. Then try XNA to see what life might look like with artificial genetics. Finally, use the evolution feature to watch your creation adapt over generations. Each experiment teaches something new.', 'dream': 'We dream of a world where synthetic biology helps cure diseases that disproportionately affect the poorest communities, where engineered organisms clean contaminated water in developing nations, and where every student regardless of background can learn to engineer life for the benefit of all humanity.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the power to understand and create life should not be gatekept by elite institutions. Through free, interactive simulators in 206 languages, we are democratizing access to synthetic biology education and inspiring the next generation of life engineers worldwide.'}

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