ال البيولوجيا الجزيئية هو أحد فروع علم الأحياء المخصص لدراسة العلاقات بين DNA و RNA ، وتخليق البروتين والخصائص الجينية المنقولة من جيل إلى جيل.
وبشكل أكثر تحديدًا ، يسعى علم الأحياء الجزيئي إلى فهم آليات تكرار المواد الجينية ونسخها وترجمتها.
إنه مجال دراسي جديد نسبيًا وواسع النطاق ، والذي يغطي أيضًا جوانب علم الخلايا والكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة وعلم الوراثة والكيمياء الحيوية.
تاريخ علم الأحياء الجزيئي
يبدأ تاريخ علم الأحياء الجزيئي بالاشتباه في وجود نوع من المواد الموجودة في نواة الخلية.
أنت احماض نووية تم اكتشافها عام 1869 من قبل الباحث يوهان فريدريش ميشر عند تحليل نواة خلايا الدم البيضاء من صديد الجرح. ومع ذلك ، كان يطلق عليهم في البداية النوكلينات.
في عام 1953 ، أوضح جيمس واتسون وفرانسيس كريك التركيب ثلاثي الأبعاد لجزيء الحمض النووي ، والذي يتكون من حلزون مزدوج من النيوكليوتيدات.
لتطوير النموذج ، استخدم واطسون وكريك صور حيود الأشعة السينية التي حصلت عليها روزاليند فرانكلين وتحليل القواعد النيتروجينية بواسطة كروماتوغرافيا إروين تشارجاف.
في عام 1958 ، أظهر الباحثان ماثيو ميسيلسون وفرانكلين ستال أن الحمض النووي له نسخ متماثل شبه محافظ ، أي أن الجزيئات التي تم تشكيلها حديثًا تحافظ على إحدى سلاسل الجزيء التي يحتوي عليها نشأت.
مع هذه الاكتشافات وتحسين المعدات الجديدة ، تقدمت الدراسات الجينية في البحث عن الجينات ، من اختبارات الأبوة ، والأمراض الوراثية والمعدية ، من بين الآخرين. كل هذه العوامل كانت أساسية لنمو مجال البيولوجيا الجزيئية.
العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية
تتمثل العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية ، التي اقترحها فرانسيس كريك في عام 1958 ، في شرح كيفية نقل المعلومات الواردة في الحمض النووي. باختصار ، يوضح أن تدفق المعلومات الجينية يحدث في التسلسل التالي: DNA → RNA → PROTEINS.
هذا يعني أن الحمض النووي يعزز إنتاج RNA (النسخ) ، والذي بدوره يشفر إنتاج البروتينات (الترجمة). في وقت الاكتشاف ، كان يعتقد أن هذا التدفق لا يمكن عكسه. اليوم ، من المعروف أن الإنزيم النسخ العكسي قادر على تصنيع الحمض النووي من الحمض النووي الريبي.
تعلم المزيد ، اقرأ أيضا:
- الحمض النووي
- RNA
- البروتينات
- تخليق البروتين
تقنيات البيولوجيا الجزيئية
التقنيات الرئيسية المستخدمة في دراسات البيولوجيا الجزيئية هي:
- تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR): تُستخدم هذه التقنية لتضخيم نسخ الحمض النووي وإنشاء نسخ من تسلسلات معينة ، مما يجعل من الممكن ، على سبيل المثال ، تحليل الطفرات واستنساخ الجينات ومعالجتها.
- هلام الكهربائي: تستخدم هذه الطريقة لفصل البروتينات وخيوط DNA و RNA ، من خلال الفرق بين كتلتها
- البقعة الجنوبية: من خلال التصوير الشعاعي الذاتي أو التألق الذاتي ، تتيح هذه التقنية تحديد الكتلة الجزيئية والتحقق مما إذا كان هناك تسلسل معين موجود في خيط من الحمض النووي.
- اللطخة الشمالية: تسمح هذه التقنية بتحليل المعلومات ، مثل موقع وكمية الرنا المرسال ، المسؤولة عن إرسال معلومات الحمض النووي إلى تركيب البروتينات في الخلايا.
- لطخة ويسترن: تستخدم هذه الطريقة لتحليل البروتين وتجمع بين مبادئ Southern Blot و Northern Blot.
مشروع الجينوم
يعد مشروع الجينوم أحد أكثر المشاريع شمولاً وطموحًا في علم الأحياء الجزيئي ، والذي يهدف إلى رسم خريطة للرمز الجيني لأنواع مختلفة من الكائنات الحية.
تحقيقًا لهذه الغاية ، منذ التسعينيات ، ظهرت العديد من الشراكات بين البلدان بحيث يتم ذلك من خلال علم الأحياء الجزيئي وتقنيات مناولة المواد وراثيًا ، كان من الممكن الكشف عن الخصائص والجينات الموجودة في كل خيط من DNA و RNA ، بما في ذلك: الحيوانات والنباتات والفطريات والبكتيريا و فايروس.
كان أحد أكثر المشاريع تمثيلا وتحديا هو مشروع الشفرة الوراثية البشرية. استمر البحث سبع سنوات وقدمت نتائجه النهائية في أبريل 2003 ، بنسبة 99٪ من تسلسل الجينوم البشري ودقة 99.99٪.
