THE Molekulární biologie je jedním z oborů biologie věnovaným studiu vztahů mezi DNA a RNA, syntéze proteinů a genetickým vlastnostem přenášeným z generace na generaci.
Přesněji řečeno, molekulární biologie se snaží porozumět mechanismům replikace, transkripce a translace genetického materiálu.
Jedná se o relativně nový a velmi široký studijní obor, který zahrnuje také aspekty cytologie, chemie, mikrobiologie, genetiky a biochemie.
Dějiny molekulární biologie
Historie molekulární biologie začíná podezřením na nějaký druh materiálu přítomného v buněčném jádru.
Vy nukleové kyseliny byly objeveny v roce 1869 výzkumníkem Johannem Friedrichem Miescherem při analýze jádra bílých krvinek z hnisu rány. Zpočátku se jim však říkalo nukleiny.
V roce 1953 James Watson a Francis Crick objasnili trojrozměrnou strukturu molekuly DNA, která se skládá z dvojité šroubovice nukleotidů.
K vývoji modelu použili Watson a Crick rentgenové difrakční obrazy získané Rosalind Franklinovou a analýzu dusíkatých bází pomocí Erwin Chargaff chromatografie.
V roce 1958 vědci Matthew Meselson a Franklin Stahl prokázali, že DNA má replikaci semi-konzervativní, to znamená, že nově vytvořené molekuly konzervují jeden z řetězců molekuly, které vznikl.
S těmito objevy a zdokonalením nového vybavení pokročily genetické studie výzkum genů, mimo jiné z testů otcovství, genetických a infekčních chorob ostatní. Všechny tyto faktory byly zásadní pro růst oblasti molekulární biologie.
Centrální dogma molekulární biologie
Ústřední dogma molekulární biologie, navržené Francisem Crickem v roce 1958, spočívá ve vysvětlení způsobu přenosu informací obsažených v DNA. Souhrnně vysvětluje, že tok genetické informace probíhá v následující sekvenci: DNA → RNA → PROTEINY.
To znamená, že DNA podporuje produkci RNA (transkripce), která zase kóduje produkci proteinů (translace). V době objevu se věřilo, že tento tok nelze zvrátit. Dnes je známo, že enzym reverzní transkriptáza je schopen syntetizovat DNA z RNA.
Zjistěte více, přečtěte si také:
- DNA
- RNA
- Proteiny
- Proteosyntéza
Techniky molekulární biologie
Hlavní techniky používané ve studiích molekulární biologie jsou:
- Polymerázová řetězová reakce (PCR): Tato technika se používá k amplifikaci kopií DNA a generování kopií určitých sekvencí, což umožňuje například analyzovat jejich mutace, klonovat a manipulovat s geny.
- Gelová elektroforéza: Tato metoda se používá k oddělení proteinů a řetězců DNA a RNA prostřednictvím rozdílu mezi jejich hmotami.
- Southern Blot: Autoradiografií nebo autofluorescencí umožňuje tato technika specifikovat molekulovou hmotnost a ověřit, zda je ve řetězci DNA přítomna určitá sekvence.
- Northern Blot: Tato technika umožňuje analyzovat informace, jako je umístění a množství messengerové RNA, odpovědné za odesílání informací o DNA k syntéze proteinů v buňkách.
- Western Blot: Tato metoda se používá pro analýzu proteinů a kombinuje principy Southern Blot a Northern Blot.
Projekt genomu
Jedním z nejkomplexnějších a nejambicióznějších projektů v molekulární biologii je projekt genomu, jehož cílem je mapovat genetický kód různých druhů organismů.
Za tímto účelem od 90. let 20. století vzniklo mezi zeměmi několik partnerství, která prostřednictvím Molekulární biologie a jejích technik manipulace s materiálem genetické, bylo možné odhalit zvláštnosti a geny přítomné v každém řetězci DNA a RNA, včetně: zvířat, rostlin, hub, bakterií a virus.
Jedním z nejreprezentativnějších a nejnáročnějších projektů byl Projekt lidského genomu. Výzkum trval sedm let a jeho konečné výsledky byly prezentovány v dubnu 2003 s 99% sekvenováním lidského genomu a přesností 99,99%.
