THE Molekularna biologija jedna je od grana biologije posvećena proučavanju odnosa između DNA i RNA, sinteze proteina i genetskih karakteristika koje se prenose s generacije na generaciju.
Preciznije, Molekularna biologija nastoji razumjeti mehanizme replikacije, transkripcije i translacije genetskog materijala.
To je relativno novo i vrlo široko područje proučavanja, koje također obuhvaća aspekte citologije, kemije, mikrobiologije, genetike i biokemije.
Povijest molekularne biologije
Povijest molekularne biologije započinje sumnjom na neku vrstu materijala prisutnog u staničnoj jezgri.
Vas nukleinske kiseline otkrio je 1869. istraživač Johann Friedrich Miescher prilikom analize jezgre bijelih krvnih stanica iz gnoja iz rane. Međutim, u početku su se nazivali nukleinima.
James Watson i Francis Crick su 1953. razjasnili trodimenzionalnu strukturu molekule DNA koja se sastoji od dvostruke zavojnice nukleotida.
Da bi razvili model, Watson i Crick koristili su rendgenske difrakcijske slike dobivene od Rosalind Franklin i analizu dušičnih baza kromatografijom Erwina Chargaffa.
1958. istraživači Matthew Meselson i Franklin Stahl pokazali su da DNA ima replikaciju polukonzervativni, odnosno novonastale molekule čuvaju jedan od lanaca molekule koji nastao.
Ovim otkrićima i poboljšanjem nove opreme genetske studije napredovale su u istraživanje gena, iz testova očinstva, genetskih i zaraznih bolesti, među ostalim drugi. Svi su ovi čimbenici bili temeljni za rast područja molekularne biologije.
Središnja dogma molekularne biologije
Središnja dogma molekularne biologije, koju je 1958. predložio Francis Crick, sastoji se u objašnjavanju načina na koji se prenose informacije sadržane u DNA. Ukratko, objašnjava da se protok genetskih informacija događa u slijedećem slijedu: DNA → RNA → PROTEINI.
To znači da DNA potiče proizvodnju RNA (transkripcija), koja zauzvrat kodira proizvodnju proteina (prijevod). U vrijeme otkrića vjerovalo se da se taj tok ne može preokrenuti. Danas je poznato da enzim reverzna transkriptaza sposoban je sintetizirati DNA iz RNA.
Saznajte više, pročitajte i vi:
- DNA
- RNK
- Bjelančevine
- Sinteza proteina
Tehnike molekularne biologije
Glavne tehnike korištene u studijama molekularne biologije su:
- Lančana reakcija polimeraze (PCR): Ova se tehnika koristi za pojačavanje DNA kopija i generiranje kopija određenih sekvenci, što omogućuje, na primjer, analizu njihovih mutacija, kloniranje i manipuliranje genima.
- Elektroforeza u gelu: Ova se metoda koristi za razdvajanje bjelančevina i DNA i RNA niti, kroz razliku između njihovih masa.
- Južni blot: Kroz autoradiografiju ili autofluorescenciju, ova tehnika omogućuje određivanje molekularne mase i provjeru je li određena sekvenca prisutna u lancu DNA.
- Sjeverna mrlja: Ova tehnika omogućuje analizu podataka, poput mjesta i količine glasničke RNA, odgovorne za slanje DNA informacija u sintezu proteina u stanicama.
- Western Blot: Ova se metoda koristi za analizu proteina i kombinira principe Southern Blot i Northern Blot.
Projekt genoma
Jedan od najopsežnijih i najambicioznijih projekata u molekularnoj biologiji je projekt Genome, čiji je cilj mapiranje genetskog koda različitih vrsta organizama.
U tu svrhu, od 1990-ih, među zemljama je uspostavljeno nekoliko partnerstava, tako da su kroz Molekularnu biologiju i njene tehnike rukovanja materijalom genetski, bilo je moguće otkriti osobitosti i gene prisutne u svakom lancu DNA i RNA, uključujući: životinje, biljke, gljive, bakterije i virus.
Jedan od najreprezentativnijih i najizazovnijih projekata bio je Projekt ljudskog genoma. Istraživanje je trajalo sedam godina, a konačni su rezultati predstavljeni u travnju 2003., s 99% sekvenciranog ljudskog genoma i 99,99% točnosti.
