Ο ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ είναι ένας από τους κλάδους της Βιολογίας αφιερωμένος στη μελέτη των σχέσεων μεταξύ DNA και RNA, της πρωτεϊνικής σύνθεσης και των γενετικών χαρακτηριστικών που μεταδίδονται από γενιά σε γενιά.
Πιο συγκεκριμένα, η Μοριακή Βιολογία επιδιώκει να κατανοήσει τους μηχανισμούς αναπαραγωγής, μεταγραφής και μετάφρασης γενετικού υλικού.
Πρόκειται για ένα σχετικά νέο και πολύ ευρύ πεδίο μελέτης, το οποίο καλύπτει επίσης πτυχές της κυτταρολογίας, της χημείας, της μικροβιολογίας, της γενετικής και της βιοχημείας.
Ιστορία της Μοριακής Βιολογίας
Η ιστορία της Μοριακής Βιολογίας ξεκινά με την υποψία κάποιου είδους υλικού που υπάρχει στον κυτταρικό πυρήνα.
Εσείς νουκλεϊκά οξέα ανακαλύφθηκαν το 1869, από τον ερευνητή Johann Friedrich Miescher κατά την ανάλυση του πυρήνα των λευκών αιμοσφαιρίων από την πληγή του πληγή. Ωστόσο, αρχικά ονομάστηκαν νουκλεΐνες.
Το 1953, ο James Watson και ο Francis Crick διευκρίνισαν την τρισδιάστατη δομή του μορίου DNA, το οποίο αποτελείται από μια διπλή έλικα νουκλεοτιδίων.
Για την ανάπτυξη του μοντέλου, οι Watson και Crick χρησιμοποίησαν εικόνες περίθλασης ακτίνων Χ που ελήφθησαν από τη Rosalind Franklin και την ανάλυση αζωτούχων βάσεων με χρωματογραφία Erwin Chargaff.
Το 1958, οι ερευνητές Matthew Meselson και Franklin Stahl απέδειξαν ότι το DNA έχει αντιγραφή ημι-συντηρητικό, δηλαδή, τα νεοσυσταθέντα μόρια διατηρούν μία από τις αλυσίδες του μορίου που το προήλθε.
Με αυτές τις ανακαλύψεις και τη βελτίωση του νέου εξοπλισμού, οι γενετικές μελέτες προχώρησαν έρευνα για γονίδια, από τεστ πατρότητας, γενετικές και μολυσματικές ασθένειες, μεταξύ άλλων οι υπολοιποι. Όλοι αυτοί οι παράγοντες ήταν θεμελιώδεις για την ανάπτυξη της περιοχής της Μοριακής Βιολογίας.
Κεντρικό δόγμα της Μοριακής Βιολογίας
Το κεντρικό δόγμα της Μοριακής Βιολογίας, που προτάθηκε από τον Francis Crick το 1958, συνίσταται στην εξήγηση του τρόπου με τον οποίο μεταδίδονται οι πληροφορίες που περιέχονται στο DNA. Συνοπτικά, εξηγεί ότι η ροή γενετικών πληροφοριών συμβαίνει με την ακόλουθη ακολουθία: DNA → RNA → PROTEINS.
Αυτό σημαίνει ότι το DNA προάγει την παραγωγή RNA (Μεταγραφή), η οποία με τη σειρά της κωδικοποιεί την παραγωγή πρωτεϊνών (Μετάφραση). Κατά τη στιγμή της ανακάλυψης, πιστεύεται ότι αυτή η ροή δεν μπορούσε να αντιστραφεί. Σήμερα, είναι γνωστό ότι το ένζυμο αντίστροφη μεταγραφάση είναι ικανό να συνθέσει DNA από RNA.
Μάθετε περισσότερα, διαβάστε επίσης:
- DNA
- RNA
- Πρωτεΐνες
- Σύνθεση πρωτεϊνών
Τεχνικές Μοριακής Βιολογίας
Οι κύριες τεχνικές που χρησιμοποιούνται στις μελέτες Μοριακής Βιολογίας είναι:
- Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCRΑυτή η τεχνική χρησιμοποιείται για την ενίσχυση αντιγράφων DNA και τη δημιουργία αντιγράφων ορισμένων αλληλουχιών, γεγονός που καθιστά δυνατή, για παράδειγμα, την ανάλυση των μεταλλάξεων τους, τον κλωνοποίηση και τον χειρισμό γονιδίων.
- Ηλεκτροφόρηση πηκτής: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό πρωτεϊνών και κλώνων DNA και RNA, μέσω της διαφοράς μεταξύ των μαζών τους.
- Νότιος κηλίδα: Μέσω αυτοραδιογραφίας ή αυτοφθορισμού, αυτή η τεχνική καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της μοριακής μάζας και την επαλήθευση του κατά πόσον μια συγκεκριμένη αλληλουχία υπάρχει σε ένα σκέλος του DNA.
- Βόρεια κηλίδα: Αυτή η τεχνική επιτρέπει την ανάλυση πληροφοριών, όπως η θέση και η ποσότητα του RNA messenger, που είναι υπεύθυνα για την αποστολή πληροφοριών DNA στη σύνθεση πρωτεϊνών στα κύτταρα.
- Western Blot: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για ανάλυση πρωτεϊνών και συνδυάζει τις αρχές των Southern Blot και Northern Blot.
Έργο Γονιδιώματος
Ένα από τα πιο ολοκληρωμένα και φιλόδοξα έργα στη Μοριακή Βιολογία είναι το Έργο Γονιδιώματος, το οποίο στοχεύει στη χαρτογράφηση του γενετικού κώδικα διαφόρων τύπων οργανισμών.
Για το σκοπό αυτό, από τη δεκαετία του 1990, έχουν προκύψει αρκετές συνεργασίες μεταξύ των χωρών, έτσι ώστε μέσω της Μοριακής Βιολογίας και των τεχνικών χειρισμού υλικών της γενετικό, ήταν δυνατόν να αποκαλυφθούν οι ιδιαιτερότητες και τα γονίδια που υπάρχουν σε κάθε σκέλος DNA και RNA, συμπεριλαμβανομένων: ζώων, φυτών, μυκήτων, βακτηρίων και ιός.
Ένα από τα πιο αντιπροσωπευτικά και προκλητικά έργα ήταν το Πρόγραμμα ανθρώπινου γονιδιώματος. Η έρευνα διήρκεσε επτά χρόνια και τα τελικά αποτελέσματά της παρουσιάστηκαν τον Απρίλιο του 2003, με το 99% του ανθρώπινου γονιδιώματος να ακολουθεί την αλληλουχία και το 99,99% με ακρίβεια.
