Მოლეკულური ბიოლოგია ბიოლოგიის ერთ-ერთი დარგია, რომელიც ეძღვნება დნმ-სა და რნმ-ს შორის ურთიერთობების შესწავლას, ცილების სინთეზს და თაობიდან თაობას გადაცემულ გენეტიკური მახასიათებლებს.
უფრო კონკრეტულად, მოლეკულური ბიოლოგია ცდილობს გაიგოს გენეტიკური მასალის რეპლიკაციის, ტრანსკრიფციისა და თარგმნის მექანიზმები.
ეს შედარებით ახალი და ძალიან ფართო სასწავლო სფეროა, რომელიც ასევე მოიცავს ციტოლოგიის, ქიმიის, მიკრობიოლოგიის, გენეტიკისა და ბიოქიმიის ასპექტებს.
მოლეკულური ბიოლოგიის ისტორია
მოლეკულური ბიოლოგიის ისტორია იწყება უჯრედის ბირთვში არსებული რაიმე სახის მასალის ეჭვით.
შენ ნუკლეინის მჟავა აღმოაჩინეს 1869 წელს მკვლევარმა იოჰან ფრიდრიხ მიშერმა ჭრილობის ჩირქიდან სისხლის თეთრი უჯრედების ბირთვის ანალიზის დროს. ამასთან, მათ თავდაპირველად ნუკლეინებს უწოდებდნენ.
1953 წელს ჯეიმს უოტსონმა და ფრენსის კრიკმა განმარტეს დნმ-ის მოლეკულის სამგანზომილებიანი სტრუქტურა, რომელიც შედგება ნუკლეოტიდების ორმაგი სპირალისგან.
მოდელის შემუშავების მიზნით, უოტსონმა და კრიკმა გამოიყენეს როზალინდ ფრანკლინის მიერ მიღებული რენტგენის დიფრაქციული გამოსახულებები და ერუინ ჩარგაფის ქრომატოგრაფიით აზოტოვანი ფუძეების ანალიზი.
1958 წელს მკვლევარებმა მათე მესელსონმა და ფრანკლინ სტალმა აჩვენეს, რომ დნმ-ს რეპლიკაცია აქვს ნახევრად კონსერვატიული, ანუ ახლადშექმნილი მოლეკულები იცავენ მოლეკულის ერთ ჯაჭვს, რომელიც წარმოიშვა.
ამ აღმოჩენებით და ახალი აღჭურვილობის გაუმჯობესებით, გენეტიკური კვლევები დაწინაურდა კვლევები გენებზე, მამობის ტესტებიდან, გენეტიკური და ინფექციური დაავადებები სხვები ყველა ეს ფაქტორი ფუნდამენტური იყო მოლეკულური ბიოლოგიის არეალის ზრდისთვის.
მოლეკულური ბიოლოგიის ცენტრალური დოგმა
მოლეკულური ბიოლოგიის ცენტრალური დოგმა, რომელიც შემოთავაზებულია ფრენსის კრიკის მიერ 1958 წელს, მოიცავს ახსნას, თუ როგორ გადაეცემა დნმ-ში მოცემული ინფორმაცია. დასკვნის სახით, ის განმარტავს, რომ გენეტიკური ინფორმაციის დინება ხდება შემდეგი თანმიმდევრობით: დნმ → რნმ → პროტეინები.
ეს ნიშნავს, რომ დნმ ხელს უწყობს RNA– ს (ტრანსკრიფციის) წარმოებას, რაც თავის მხრივ აკოდირებს ცილების წარმოებას (თარგმანი). აღმოჩენის დროს ითვლებოდა, რომ ამ ნაკადის შეცვლა შეუძლებელია. დღეს ცნობილია, რომ ფერმენტი საპირისპირო ტრანსკრიპტაზა შეუძლია RNA– დან დნმ – ის სინთეზირება.
შეიტყვეთ მეტი, წაიკითხეთ ასევე:
- დნმ
- რნმ
- ცილები
- ცილების სინთეზი
მოლეკულური ბიოლოგიის ტექნიკა
მოლეკულური ბიოლოგიის კვლევებში გამოყენებული ძირითადი ტექნიკაა:
- Პოლიმერიზაციის ჯაჭვური რეაქციის (PCR): ეს ტექნიკა გამოიყენება დნმ-ის ასლების გასადიდებლად და გარკვეული თანმიმდევრობების ასლების შესაქმნელად, რაც საშუალებას იძლევა, მაგალითად, მუტაციების ანალიზი, კლონირება და გენების მანიპულირება.
- გელი ელექტროფორეზი: ეს მეთოდი გამოიყენება ცილებისა და დნმ და რნმ – ის ძაფების გამოსაყოფად, მათ მასებს შორის განსხვავების მეშვეობით.
- Southern Blot: ავტორადიოგრაფიის ან ავტოფლუორესცენის საშუალებით, ეს ტექნიკა საშუალებას იძლევა დავაკონკრეტოთ მოლეკულური მასა და გადავამოწმოთ, არის თუ არა გარკვეული თანმიმდევრობა დნმ-ის ძაფში.
- ჩრდილოეთ ბლოტი: ეს ტექნიკა საშუალებას გვაძლევს გაანალიზოთ ინფორმაცია, როგორიცაა მესენჯერი RNA- ს ადგილმდებარეობა და რაოდენობა, რომელიც პასუხისმგებელია უჯრედებში ცილების სინთეზში დნმ ინფორმაციის გაგზავნაზე.
- ვესტერნ ბლოტი: ეს მეთოდი გამოიყენება ცილების ანალიზისთვის და აერთიანებს Southern Blot- ის და Northern Blot- ის პრინციპებს.
გენომის პროექტი
მოლეკულური ბიოლოგიის ერთ-ერთი ყველაზე ყოვლისმომცველი და ამბიციური პროექტია გენომის პროექტი, რომლის მიზანია სხვადასხვა ტიპის ორგანიზმების გენეტიკური კოდის შედგენა.
ამ მიზნით, 1990-იანი წლებიდან, ქვეყნებს შორის გაჩნდა რამდენიმე პარტნიორობა, რომ მოლეკულური ბიოლოგიისა და მასალების დამუშავების ტექნიკის საშუალებით გენეტიკური, შესაძლებელი იყო დნმ – ის და რნმ – ის თითოეულ ძაფში არსებული თავისებურებებისა და გენების გამოვლენა, მათ შორის: ცხოველები, მცენარეები, სოკოები, ბაქტერიები და ვირუსი.
ერთ-ერთი ყველაზე წარმომადგენლობითი და რთული პროექტი იყო ადამიანის გენომის პროექტი. კვლევამ შვიდი წელი გასტანა და მისი საბოლოო შედეგები 2003 წლის აპრილში იქნა წარმოდგენილი, ადამიანის გენომის 99% -ის თანმიმდევრობა და 99,99% სიზუსტით.