DET Molekylær Biologi er en af grenene af biologi dedikeret til undersøgelse af sammenhængen mellem DNA og RNA, proteinsyntese og de genetiske egenskaber, der overføres fra generation til generation.
Mere specifikt søger molekylærbiologi at forstå mekanismerne til replikation, transkription og translation af genetisk materiale.
Det er et relativt nyt og meget bredt fagområde, der også dækker aspekter af cytologi, kemi, mikrobiologi, genetik og biokemi.
Molekylærbiologisk historie
Molekylærbiologiens historie begynder med mistanke om en eller anden form for materiale, der er til stede i cellekernen.
Du nukleinsyrer blev opdaget i 1869 af forskeren Johann Friedrich Miescher, da han analyserede kernen af hvide blodlegemer fra sårpus. Imidlertid blev de oprindeligt kaldt nukleiner.
I 1953 belyste James Watson og Francis Crick den tredimensionelle struktur af DNA-molekylet, som består af en dobbelt helix af nukleotider.
For at udvikle modellen brugte Watson og Crick røntgendiffraktionsbilleder opnået af Rosalind Franklin og analysen af nitrogenholdige baser ved Erwin Chargaff-kromatografi.
I 1958 demonstrerede forskerne Matthew Meselson og Franklin Stahl, at DNA har replikering semi-konservativ, det vil sige, de nyligt dannede molekyler bevarer en af kæderne i molekylet, som stammer fra.
Med disse opdagelser og forbedringen af nyt udstyr avancerede genetiske studier i forskning i gener fra faderskabstest, genetiske og infektiøse sygdomme blandt andre. Alle disse faktorer var grundlæggende for væksten i området Molekylærbiologi.
Central dogme af molekylærbiologi
Den centrale dogme inden for molekylærbiologi, foreslået af Francis Crick i 1958, består i at forklare, hvordan informationen indeholdt i DNA transmitteres. Sammenfattende forklarer han, at strømmen af genetisk information forekommer i følgende sekvens: DNA → RNA → PROTEINER.
Dette betyder, at DNA fremmer produktionen af RNA (Transkription), som igen koder for produktionen af proteiner (Translation). På tidspunktet for opdagelsen troede man, at denne strøm ikke kunne vendes. I dag er det kendt, at enzymet omvendt transkriptase er i stand til at syntetisere DNA fra RNA.
Lær mere, læs også:
- DNA
- RNA
- Proteiner
- Proteinsyntese
Molekylærbiologiske teknikker
De vigtigste teknikker anvendt i molekylærbiologiske studier er:
- Polymerase kædereaktion (PCR): Denne teknik bruges til at amplificere DNA-kopier og generere kopier af bestemte sekvenser, hvilket gør det muligt for eksempel at analysere deres mutationer, klone og manipulere gener.
- Gelelektroforese: Denne metode bruges til at adskille proteiner og DNA og RNA-tråde gennem forskellen mellem deres masser.
- Southern Blot: Gennem autoradiografi eller autofluorescens gør denne teknik det muligt at specificere molekylmassen og kontrollere, om en bestemt sekvens er til stede i en DNA-streng.
- Northern Blot: Denne teknik gør det muligt at analysere information, såsom placeringen og mængden af messenger-RNA, der er ansvarlig for at sende DNA-information til syntesen af proteiner i celler.
- Western Blot: Denne metode bruges til proteinanalyse og kombinerer principperne for Southern Blot og Northern Blot.
Genomprojekt
Et af de mest omfattende og ambitiøse projekter i molekylærbiologi er genomprojektet, der sigter mod at kortlægge den genetiske kode for forskellige typer organismer.
Til dette formål er der siden 1990'erne opstået flere partnerskaber mellem lande, så gennem molekylærbiologi og dets materialehåndteringsteknikker genetisk, var det muligt at afsløre de særegne og gener, der findes i hver streng af DNA og RNA, herunder: dyr, planter, svampe, bakterier og virus.
Et af de mest repræsentative og udfordrende projekter var Human Genome Project. Forskningen varede i syv år, og dens endelige resultater blev præsenteret i april 2003 med 99% af det humane genom sekventeret og 99,99% nøjagtighed.
