iGEM est une compétition permettant de mener des recherches sur différents sujets en biologie synthétique. Mais comment vraiment définir la biologie synthétique ? La biologie synthétique est une discipline scientifique qui vise à ajouter des séquences d'ADN à des organismes bien connus en vue de comprendre leur rôle biologique ou obtenir une fonction voulue. Ceci est en général réalisé en modifiant certains éléments dans une bactérie ou une cellule Eucaryote. La biologie synthétique a de nombreuses applications en thérapie, détection biologique, bioénergie, biodépollution, chimie… Afin de mieux comprendre la biologie synthétique, nous allons commencer par définir la théorie fondamentale de la biologie moléculaire qui décrit la façon dont l'information génétique est utilisée dans toutes les cellules vivantes. Dans cette théorie, l'acide désoxyribonucléique ou ADN est converti en acide ribonucléique ou ARN par un procédé appelé transcription.
Cet ARN est ensuite converti en protéines par un procédé appelé traduction. L'ADN et l'ARN sont tous les deux des acides nucléiques. Il est possible de comparer l'ADN à un disque dur et l'ARN à une clé USB. Les gènes dans l'ADN sont comme les fichiers dans le disque dur de l'ordinateur qui ont besoin d'être copiés sur une clé USB (l'ARN) pour pouvoir être transportés autre part. Durant la transcription qui est la première étape de l'expression d'un gène, l'ADN est transcrit en ARN messager (ARNm) par une enzyme appelée ARN polymérase.
Pendant la deuxième étape, un ARNm est décodé par des ribosomes cellulaires pour produire un polypeptide qui est une chaîne spécifique d'acides aminés qui se repliera plus tard pour former une protéine active. Les ribosomes aident à décoder une
séquence d'ARNm en catalysant la fixation de molécules spécifiques appelées ARNt possédant les séquences d'anticodon complémentaires à l'ARNm. Un codon est une séquence d'ADN ou d'ARN longue de trois nucléotides qui code soit pour un acide aminé spécifique, soit pour le début ou la fin d'une séquence polypeptidique.
Bien sûr, il s'agit d'une version très simplifiée de la théorie fondamentale. En réalité, il y a bien plus de molécules différentes impliquées dans la création d'une protéine fonctionnelle depuis un brin d'ADN. En comprenant les bases de la biologie moléculaire, vous pouvez commencer à concevoir des sytèmes pour faire de nouvelles protéines qui ont les fonctions que vous désirez. Là est le début de la biologie synthétique.