Molekulinė biologija yra viena iš biologijos šakų, skirta tirti ryšius tarp DNR ir RNR, baltymų sintezę ir iš kartos į kartą perduodamas genetines savybes.
Konkrečiau, molekulinė biologija siekia suprasti genetinės medžiagos replikacijos, transkripcijos ir vertimo mechanizmus.
Tai gana nauja ir labai plati studijų sritis, apimanti ir citologijos, chemijos, mikrobiologijos, genetikos ir biochemijos aspektus.
Molekulinės biologijos istorija
Molekulinės biologijos istorija prasideda įtariant tam tikros rūšies medžiagą, esančią ląstelės branduolyje.
Tu nukleorūgštys tyrinėtojas Johannas Friedrichas Miescheris atrado 1869 m., analizuodamas baltųjų kraujo kūnelių iš žaizdos pūlių branduolį. Tačiau iš pradžių jie buvo vadinami nukleinais.
1953 m. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas išaiškino trimatę DNR molekulės struktūrą, kurią sudaro dviguba nukleotidų spiralė.
Norėdami sukurti modelį, Watsonas ir Crickas panaudojo Rosalind Franklin gautus rentgeno spindulių difrakcijos vaizdus ir azoto bazių analizę Erwino Chargaffo chromatografijos būdu.
1958 m. Tyrėjai Matthew Meselsonas ir Franklinas Stahlas įrodė, kad DNR turi replikaciją pusiau konservatyvus, tai yra, naujai susidariusios molekulės išsaugo vieną iš tos molekulės grandinių, kuri kilęs.
Su šiais atradimais ir patobulinus naują įrangą, genetiniai tyrimai pažengė į priekį genų tyrimai, įskaitant tėvystės testus, genetines ir infekcines ligas kiti. Visi šie veiksniai buvo esminiai molekulinės biologijos ploto augimui.
Centrinė molekulinės biologijos dogma
Pagrindinė molekulinės biologijos dogma, kurią pasiūlė Francisas Crickas 1958 m., Susideda iš paaiškinimo, kaip perduodama DNR esanti informacija. Apibendrindamas jis paaiškina, kad genetinės informacijos srautas vyksta tokia seka: DNR → RNR → BALTYMAI.
Tai reiškia, kad DNR skatina RNR (transkripcijos) gamybą, kuri savo ruožtu koduoja baltymų gamybą (Translation). Atradimo metu buvo manoma, kad šio srauto negalima pakeisti. Šiandien yra žinoma, kad fermentas atvirkštinė transkriptazė geba sintetinti DNR iš RNR.
Sužinokite daugiau, skaitykite taip pat:
- DNR
- RNR
- Baltymai
- Baltymų sintezė
Molekulinės biologijos metodai
Pagrindiniai molekulinės biologijos tyrimuose naudojami metodai yra šie:
- Polimerazės grandininė reakcija (PGR): Ši technika naudojama DNR kopijoms padidinti ir tam tikrų sekų kopijoms generuoti, o tai leidžia, pavyzdžiui, analizuoti mutacijas, klonuoti ir manipuliuoti genais.
- Gelio elektroforezė: Šis metodas naudojamas baltymams, DNR ir RNR grandinėms atskirti, atsižvelgiant į jų masių skirtumą.
- Southern Blot: Naudojant autoradiografiją ar autofluorescenciją, ši technika leidžia nurodyti molekulinę masę ir patikrinti, ar DNR grandinėje yra tam tikra seka.
- Šiaurės dėmė: Ši technika leidžia analizuoti informaciją, pvz., Pasiuntinio RNR vietą ir kiekį, atsakingą už DNR informacijos siuntimą į baltymų sintezę ląstelėse.
- Western Blot: Šis metodas naudojamas baltymų analizei ir sujungia Southern Blot ir Northern Blot principus.
Genomo projektas
Vienas iš išsamiausių ir ambicingiausių molekulinės biologijos projektų yra genomo projektas, kurio tikslas yra suskirstyti skirtingų tipų organizmų genetinį kodą.
Šiuo tikslu nuo 1990-ųjų tarp šalių užmegzta keletas partnerystių, kad taikant molekulinę biologiją ir jos tvarkymo metodus genetinė, buvo galima atskleisti kiekvienos DNR ir RNR grandinės ypatumus ir genus, įskaitant gyvūnus, augalus, grybus, bakterijas ir virusas.
Vienas iš reprezentatyviausių ir sudėtingiausių projektų buvo Žmogaus genomo projektas. Tyrimas truko septynerius metus, o jo galutiniai rezultatai buvo pateikti 2003 m. Balandžio mėn., Atliekant 99% žmogaus genomo sekvenciją ir 99,99% tikslumą.
