Μια οδός βιοσύνθεσης ή βιοσυνθετική οδός, είναι μια περιγραφή των βημάτων των χημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν όταν ένας ζωντανός οργανισμός δημιουργεί ένα νέο πολύπλοκο μόριο από απλούστερους, μικρότερους προδρόμους. Η λέξη «βιοσύνθεση» προέρχεται από δύο ριζικές λέξεις: «βιο», που υποδηλώνει ότι η αντίδραση λαμβάνει χώρα εντός ενός ζωντανού οργανισμού σε αντίθεση με ένα εργαστήριο. και «σύνθεση», που υποδηλώνει ότι συνδυάζονται απλές πρώτες ύλες για να σχηματίσουν μεγαλύτερα προϊόντα. Ένα μονοπάτι βιοσύνθεσης είναι μια περίληψη αυτών των χημικών αντιδράσεων, που κατανέμονται σε κάθε βήμα. Για την πλήρη περιγραφή μιας διαδρομής, συχνά περιλαμβάνονται πρόσθετες σχετικές πληροφορίες, όπως ένζυμα, συνένζυμα και συμπαράγοντες που χρησιμοποιούνται σε κάθε αντίδραση.
Δεν χρειάζεται όλα τα μόρια που χρησιμοποιούνται από έναν ζωντανό οργανισμό να συντίθενται άμεσα από τον ίδιο τον οργανισμό. Συχνά, αυτά τα απαραίτητα μόρια αντλούνται από το περιβάλλον. Οι άνθρωποι, για παράδειγμα, δεν είναι σε θέση να συνθέσουν απαραίτητα αμινοξέα όπως η λυσίνη. αυτά τα θρεπτικά συστατικά προέρχονται από τροφές πλούσιες σε πρωτεΐνες, όπως φασόλια και ξηρούς καρπούς. Τα κύτταρα γενικά συνθέτουν μόνο εκείνα τα μόρια που είτε είναι λιγοστά είτε δεν λαμβάνονται εύκολα από το περιβάλλον τους.
Μια πορεία βιοσύνθεσης ξεκινά συχνά με ένα άμεσα διαθέσιμο πρόδρομο μόριο που είναι παρόμοιο με το προϊόν. Το κύτταρο στη συνέχεια συνδυάζει αυτόν τον πρόδρομο με άλλα μικρά μόρια, τροποποιώντας χημικά το προϊόν στην πορεία. Σε κάθε βήμα, το υπόστρωμα θα μοιάζει προοδευτικά με το τελικό προϊόν. Ένα μονοπάτι βιοσύνθεσης πολλαπλών βημάτων μπορεί να έχει δεκάδες βήματα στην πορεία, υποβάλλοντας σε συνεχή τροποποίηση από ένζυμα μέχρι να σχηματιστεί η τελική ένωση.
Η μελέτη της βιοσύνθεσης μπορεί να δώσει πολλές πρακτικές γνώσεις για τις θεραπείες για τις ανθρώπινες ασθένειες. Η κατανόηση της χημείας του ανθρώπινου σώματος βοηθά σαφώς όταν μια ασθένεια προκύπτει από δυσλειτουργική βιοσύνθεση. Μερικές φορές, ωστόσο, η μελέτη των βιοσυνθετικών οδών άλλων οργανισμών μπορεί να αποδείξει πολύτιμες ενδείξεις για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων επίσης.
Πολλοί ερευνητές έχουν στρέψει την προσοχή τους στη μελέτη της βιοσύνθεσης των φυτών, ειδικά όσον αφορά τα φυσικά προϊόντα. Τα εκχυλίσματα από ορισμένα φυτά μπορούν να έχουν ισχυρές φαρμακολογικές επιδράσεις που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη δημιουργία ισχυρών νέων φαρμάκων. Για παράδειγμα, το digitalis, μια δραστική ένωση που εξάγεται από το κοινό αλεπού, έχει χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία καρδιακών παθήσεων. Με την κατανόηση της οδού βιοσύνθεσης ενός φυσικού προϊόντος, οι χημικοί μπορούν να αποκτήσουν εικόνα για το πώς συντίθεται το φάρμακο και πιθανώς να μιμηθούν τη σύνθεσή του στο εργαστήριο. Τελικά, οι βιολόγοι θα ήθελαν να είναι σε θέση να κλωνοποιήσουν αυτά τα γονίδια για να παράγουν διαγονιδιακούς οργανισμούς, οι οποίοι θα σχεδιάζονται για να παράγουν φυσικά προϊόντα σε μεγαλύτερη συγκέντρωση και καθαρότητα σε ένα κλάσμα της τιμής.
Τα βιοσυνθετικά μονοπάτια έχουν διευκρινιστεί για πολλά κοινά μόρια όπως λιπαρά οξέα, αμινοξέα και νουκλεοτίδια. Ωστόσο, πολλά μονοπάτια δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί. Perhapsσως τα φάρμακα του μέλλοντος να βρουν την προέλευσή τους στα βιοσυνθετικά μονοπάτια που ερευνούν σήμερα.