THE Molekulaarbioloogia on üks bioloogia harudest, mis on pühendatud DNA ja RNA seoste, valgusünteesi ja põlvest põlve levivate geneetiliste omaduste uurimisele.
Täpsemalt püüab molekulaarbioloogia mõista geneetilise materjali replikatsiooni, transkriptsiooni ja translatsiooni mehhanisme.
See on suhteliselt uus ja väga lai uurimisvaldkond, mis hõlmab ka tsütoloogia, keemia, mikrobioloogia, geneetika ja biokeemia aspekte.
Molekulaarbioloogia ajalugu
Molekulaarbioloogia ajalugu algab kahtlusest rakutuumas esineva teatud tüüpi materjali suhtes.
Sina nukleiinhapped avastati 1869. aastal uurija Johann Friedrich Miescheri poolt haavamädanikust pärinevate valgete vereliblede tuuma analüüsimisel. Algselt nimetati neid aga nukleiinideks.
1953. aastal selgitasid James Watson ja Francis Crick DNA molekuli kolmemõõtmelist struktuuri, mis koosneb nukleotiidide topeltheeliksist.
Mudeli väljatöötamiseks kasutasid Watson ja Crick Rosalind Franklini saadud röntgendifraktsioonipilte ja lämmastikaluste analüüsi Erwin Chargaffi kromatograafia abil.
1958. aastal näitasid teadlased Matthew Meselson ja Franklin Stahl, et DNA-l on replikatsioon poolkonservatiivne, see tähendab, et äsja moodustunud molekulid säilitavad selle molekuli ühe ahela, mis tekkinud.
Nende avastuste ja uute seadmete täiustamisega edenesid geeniuuringud aastal geeniuuringud, sealhulgas isadustestid, geneetilised ja nakkushaigused teised. Kõik need tegurid olid molekulaarbioloogia valdkonna kasvu jaoks fundamentaalsed.
Molekulaarbioloogia keskne dogma
Molekulaarbioloogia keskne dogma, mille esitas Francis Crick 1958. aastal, seisneb DNA-s sisalduva teabe edastamise selgitamises. Kokkuvõttes selgitab ta, et geneetilise teabe voog toimub järgmises järjestuses: DNA → RNA → VALGUD.
See tähendab, et DNA soodustab RNA (transkriptsioon) tootmist, mis omakorda kodeerib valkude tootmist (translatsioon). Avastamise ajal arvati, et seda voolu ei saa tagasi pöörata. Tänapäeval on teada, et ensüüm pöördtranskriptaas on võimeline sünteesima DNA RNA-st.
Lisateave, lugege ka:
- DNA
- RNA
- Valgud
- Valkude süntees
Molekulaarbioloogia tehnikad
Molekulaarbioloogia uuringutes kasutatakse peamiselt järgmisi tehnikaid:
- Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR): Seda tehnikat kasutatakse DNA koopiate võimendamiseks ja teatud järjestuste koopiate genereerimiseks, mis võimaldab näiteks analüüsida nende mutatsioone, kloonida ja geene manipuleerida.
- Geelelektroforees: Seda meetodit kasutatakse valkude ning DNA ja RNA ahelate eraldamiseks nende masside erinevuse kaudu.
- Southern Blot: Autoradiograafia või autofluorestsentsi abil võimaldab see tehnika täpsustada molekulmassi ja kontrollida, kas DNA ahelas on teatud järjestus.
- Northern Blot: See tehnika võimaldab analüüsida teavet, näiteks messenger RNA asukohta ja kogust, mis vastutab DNA teabe saatmise eest rakkude valkude sünteesi eest.
- Western Blot: Seda meetodit kasutatakse valgu analüüsimiseks ja see ühendab Southern Bloti ja Northern Bloti põhimõtted.
Genoomiprojekt
Molekulaarbioloogia üks kõige ulatuslikumaid ja ambitsioonikamaid projekte on genoomiprojekt, mille eesmärk on kaardistada erinevat tüüpi organismide geneetiline kood.
Sel eesmärgil on alates 1990. aastatest riikide vahel tekkinud mitu partnerlust, nii et molekulaarbioloogia ja selle materjalikäitlustehnika abil geneetiline, oli võimalik paljastada DNA ja RNA igas ahelas leiduvad eripärad ja geenid, sealhulgas loomad, taimed, seened, bakterid ja viirus.
Üks esinduslikumaid ja väljakutseid pakkuvaid projekte oli Inimgenoomi projekt. Uuring kestis seitse aastat ja selle lõplikud tulemused esitati 2003. aasta aprillis, sekveneerides 99% inimese genoomist ja täpsusega 99,99%.
