La ingeniería metabólica es el proceso de trabajar con las vías en las células con la esperanza de darles cualidades específicas. La práctica generalmente consiste en mejorar un proceso que ya realiza una célula. En esencia, es la optimización de una celda para ese propósito en particular. La ingeniería metabólica es una rama de la biología celular. Se usa comúnmente para fabricar medicamentos y para cambiar las propiedades de ciertos tipos de alimentos y bebidas.
La táctica central de la ingeniería metabólica es alterar las redes que facilitan la comunicación dentro y entre las células para que comuniquen un mensaje específico. La ingeniería metabólica comienza con un análisis de estas vías. Consiste en mapear matemáticamente la estructura de las células y encontrar todos los elementos potencialmente útiles dentro de ellas. En esencia, es una forma de desarrollar una comprensión de cómo funcionan los procesos metabólicos para que puedan ser alterados.
Una vez que se completa el análisis de las redes celulares, el siguiente paso en el proceso de ingeniería metabólica es utilizar los principios de la biología molecular para alterarlos. Esto se logra haciendo alteraciones genéticas en la estructura celular para que funcionen como se desea. El proceso tiende a enfocarse en las redes porque alterar solo estos elementos deja la mayor parte de la célula intacta, lo que le da una mejor oportunidad de sobrevivir tanto tiempo como lo hubiera hecho sin intervención.
Algunos de los elementos específicos que se alteran a través de este proceso incluyen funciones reguladoras, enzimas y medios de transporte. Estas cosas se cambian mediante ajustes en los centros de información, como el ácido desoxirribonucleico (ADN). El efecto general es desviar procesos específicos para que cambien la forma en que funciona la célula.
La mayor parte del trabajo de ingeniería metabólica ha involucrado tradicionalmente a organismos microbianos, que son formas de vida diminutas. A medida que se ha desarrollado la práctica, se han utilizado para el proceso otras formas de vida, como animales y plantas. En todos los casos, los elementos de estas formas de vida se han convertido en cultivos celulares que proporcionan el material necesario para la modificación celular.
La ingeniería metabólica es compleja y multidisciplinar. Se basa en la biología molecular, la ingeniería química y la bioquímica. Este proceso también afecta a la informática.
La práctica de la ingeniería metabólica se utiliza con frecuencia para cambiar las propiedades de varios artículos en el mercado. Se usa comúnmente en la preparación de medicamentos. El proceso también puede ser parte de la elaboración de productos consumibles como queso, cerveza o vino.