THE Molekyylibiologia on yksi biologian haaroista, joka on omistettu DNA: n ja RNA: n, proteiinisynteesin ja sukupolvelta toiselle välittyvien geneettisten ominaisuuksien tutkimiseen.
Tarkemmin sanottuna molekyylibiologia pyrkii ymmärtämään geneettisen materiaalin replikaation, transkription ja translaation mekanismit.
Se on suhteellisen uusi ja hyvin laaja tutkimusala, joka kattaa myös sytologian, kemian, mikrobiologian, genetiikan ja biokemian näkökohdat.
Molekyylibiologian historia
Molekyylibiologian historia alkaa epäillä tietyn tyyppistä materiaalia, joka on läsnä solun ytimessä.
Sinä nukleiinihapot tutkija Johann Friedrich Miescher löysi vuonna 1869 analysoidessaan haavan mätistä peräisin olevien valkosolujen ydintä. Alun perin niitä kuitenkin kutsuttiin nukleiineiksi.
Vuonna 1953 James Watson ja Francis Crick selvittivät DNA-molekyylin kolmiulotteisen rakenteen, joka koostuu nukleotidien kaksoiskierteestä.
Mallin kehittämiseksi Watson ja Crick käyttivät Rosalind Franklinin saamia röntgendiffraktiokuvia ja typpipitoisten emästen analyysiä Erwin Chargaff -kromatografialla.
Vuonna 1958 tutkijat Matthew Meselson ja Franklin Stahl osoittivat, että DNA: lla on replikaatiota puolikonservatiivinen, eli uudet muodostuneet molekyylit säilyttävät yhden molekyylin ketjuista, jotka syntynyt.
Näiden löytöjen ja uusien laitteiden parantamisen myötä geenitutkimus eteni vuonna geenitutkimus isyyskokeista, geneettisistä ja tartuntataudeista toiset. Kaikki nämä tekijät olivat olennaisia molekyylibiologian alueen kasvulle.
Molekyylibiologian keskeinen dogma
Francis Crickin vuonna 1958 ehdottama molekyylibiologian keskeinen dogma koostuu selittämisestä, kuinka DNA: n sisältämät tiedot välitetään. Yhteenvetona hän selittää, että geneettisen tiedon virtaus tapahtuu seuraavassa järjestyksessä: DNA → RNA → VALKOISET.
Tämä tarkoittaa, että DNA edistää RNA: n (transkriptio) tuotantoa, joka puolestaan koodaa proteiinien tuotantoa (Translation). Löytöajankohtana uskottiin, että tätä virtausta ei voitu kääntää. Nykyään tiedetään, että entsyymi käänteiskopioija pystyy syntetisoimaan DNA: ta RNA: sta.
Lisätietoja, lue myös:
- DNA
- RNA
- Proteiinit
- Proteiinisynteesi
Molekyylibiologian tekniikat
Tärkeimmät molekyylibiologian tutkimuksissa käytetyt tekniikat ovat:
- Polymeraasiketjureaktio (PCR): Tätä tekniikkaa käytetään monistamaan DNA-kopioita ja luomaan kopioita tietyistä sekvensseistä, mikä tekee mahdolliseksi esimerkiksi analysoida niiden mutaatioita, kloonata ja manipuloida geenejä.
- Geelielektroforeesi: Tätä menetelmää käytetään erottamaan proteiinit sekä DNA- ja RNA-säikeet niiden massojen eron kautta.
- Southern Blot: Autoradiografian tai autofluoresenssin avulla tämä tekniikka mahdollistaa molekyylimassan määrittämisen ja sen varmistamisen, onko tiettyä sekvenssiä läsnä DNA-juosteessa.
- Northern Blot: Tämän tekniikan avulla voidaan analysoida tietoja, kuten lähettäjän RNA: n sijainti ja määrä, joka on vastuussa DNA-tietojen lähettämisestä proteiinien synteesiin soluissa.
- Western Blot: Tätä menetelmää käytetään proteiinianalyysiin ja siinä yhdistetään Southern Blot- ja Northern Blot -periaatteet.
Genomiprojekti
Yksi kattavimmista ja kunnianhimoisimmista molekyylibiologian hankkeista on genomiprojekti, jonka tarkoituksena on kartoittaa erityyppisten organismien geneettinen koodi.
Tätä varten maiden välillä on 1990-luvulta lähtien syntynyt useita kumppanuuksia, jotta molekyylibiologian ja sen materiaalinkäsittelytekniikoiden avulla geneettinen, oli mahdollista paljastaa DNA: n ja RNA: n jokaisessa säikeessä olevat erityispiirteet ja geenit, mukaan lukien eläimet, kasvit, sienet, bakteerit ja virus.
Yksi edustavimmista ja haastavimmista hankkeista oli Ihmisen genomiprojekti. Tutkimus kesti seitsemän vuotta ja sen lopulliset tulokset esiteltiin huhtikuussa 2003, 99% ihmisen genomista sekvensoitiin ja 99,99% tarkkuudella.
