DE Moleculaire biologie is een van de takken van de biologie die zich toelegt op de studie van de relaties tussen DNA en RNA, eiwitsynthese en de genetische kenmerken die van generatie op generatie worden overgedragen.
Meer specifiek tracht Moleculaire Biologie de mechanismen van replicatie, transcriptie en translatie van genetisch materiaal te begrijpen.
Het is een relatief nieuw en zeer breed vakgebied, dat ook aspecten van cytologie, chemie, microbiologie, genetica en biochemie omvat.
Geschiedenis van de moleculaire biologie
De geschiedenis van Moleculaire Biologie begint met de verdenking van een soort materiaal dat in de celkern aanwezig is.
U nucleïnezuren werden in 1869 ontdekt door de onderzoeker Johann Friedrich Miescher bij het analyseren van de kern van witte bloedcellen uit wondpus. Ze werden echter aanvankelijk nucleïnes genoemd.
In 1953 verhelderden James Watson en Francis Crick de driedimensionale structuur van het DNA-molecuul, dat bestaat uit een dubbele helix van nucleotiden.
Om het model te ontwikkelen, gebruikten Watson en Crick röntgendiffractiebeelden verkregen door Rosalind Franklin en de analyse van stikstofbasen door Erwin Chargaff-chromatografie.
In 1958 toonden onderzoekers Matthew Meselson en Franklin Stahl aan dat DNA replicatie heeft semi-conservatief, dat wil zeggen, de nieuw gevormde moleculen behouden een van de ketens van het molecuul dat de is ontstaan.
Met deze ontdekkingen en de verbetering van nieuwe apparatuur, zijn genetische studies gevorderd in onderzoek naar genen, van onder meer vaderschapstesten, genetische en infectieziekten anderen. Al deze factoren waren fundamenteel voor de groei van het gebied van moleculaire biologie.
Centraal dogma van moleculaire biologie
Het centrale dogma van Molecular Biology, voorgesteld door Francis Crick in 1958, bestaat uit het uitleggen hoe de informatie in DNA wordt overgedragen. Samenvattend legt hij uit dat de stroom van genetische informatie in de volgende volgorde plaatsvindt: DNA → RNA → EIWITTEN.
Dit betekent dat DNA de productie van RNA bevordert (transcriptie), dat op zijn beurt codeert voor de productie van eiwitten (translation). Op het moment van ontdekking werd aangenomen dat deze stroom niet kon worden teruggedraaid. Tegenwoordig is bekend dat het enzym reverse transcriptase is in staat om DNA uit RNA te synthetiseren.
Meer weten, ook lezen:
- DNA
- RNA
- Eiwitten
- Eiwitsynthese
Moleculaire Biologische Technieken
De belangrijkste technieken die worden gebruikt in moleculaire biologiestudies zijn:
- Polymerasekettingreactie (PCR): Deze techniek wordt gebruikt om DNA-kopieën te amplificeren en kopieën van bepaalde sequenties te genereren, wat het bijvoorbeeld mogelijk maakt om hun mutaties te analyseren, genen te klonen en te manipuleren.
- Gelelektroforese: Deze methode wordt gebruikt om eiwitten en DNA- en RNA-strengen te scheiden, door het verschil tussen hun massa's.
- Zuidelijke vlek: Door middel van autoradiografie of autofluorescentie maakt deze techniek het mogelijk om de molecuulmassa te specificeren en te verifiëren of een bepaalde sequentie aanwezig is in een DNA-streng.
- Noordelijke vlek: Deze techniek maakt het mogelijk informatie te analyseren, zoals de locatie en hoeveelheid boodschapper-RNA, dat verantwoordelijk is voor het verzenden van DNA-informatie naar de synthese van eiwitten in cellen.
- Western Blot: Deze methode wordt gebruikt voor eiwitanalyse en combineert de principes van Southern Blot en Northern Blot.
Genoomproject
Een van de meest uitgebreide en ambitieuze projecten in Molecular Biology is het Genome Project, dat tot doel heeft de genetische code van verschillende soorten organismen in kaart te brengen.
Hiertoe zijn sinds de jaren negentig verschillende partnerschappen tussen landen ontstaan, zodat via Molecular Biology en haar material handling-technieken genetisch, was het mogelijk om de eigenaardigheden en genen te onthullen die aanwezig zijn in elke DNA- en RNA-streng, waaronder: dieren, planten, schimmels, bacteriën en virus.
Een van de meest representatieve en uitdagende projecten was de Menselijk genoom project. Het onderzoek duurde zeven jaar en de definitieve resultaten werden gepresenteerd in april 2003, waarbij 99% van het menselijk genoom werd gesequenced en 99,99% nauwkeurigheid.
