TEN Biologia molekularna to jedna z gałęzi biologii zajmująca się badaniem związków między DNA i RNA, syntezą białek oraz cechami genetycznymi przekazywanymi z pokolenia na pokolenie.
Dokładniej, Biologia Molekularna stara się zrozumieć mechanizmy replikacji, transkrypcji i translacji materiału genetycznego.
Jest to stosunkowo nowy i bardzo szeroki kierunek studiów, obejmujący również aspekty cytologii, chemii, mikrobiologii, genetyki i biochemii.
Historia Biologii Molekularnej
Historia Biologii Molekularnej zaczyna się od podejrzenia o jakiś rodzaj materiału obecnego w jądrze komórkowym.
ty kwasy nukleinowe zostały odkryte w 1869 roku przez badacza Johanna Friedricha Mieschera podczas analizy jądra białych krwinek z ropy z rany. Jednak początkowo nazywano je nukleinami.
W 1953 James Watson i Francis Crick wyjaśnili trójwymiarową strukturę cząsteczki DNA, która składa się z podwójnej helisy nukleotydów.
Do opracowania modelu Watson i Crick wykorzystali obrazy dyfrakcji rentgenowskiej uzyskane przez Rosalind Franklin oraz analizę zasad azotowych metodą chromatografii Erwina Chargaffa.
W 1958 roku badacze Matthew Meselson i Franklin Stahl wykazali, że DNA ulega replikacji semikonserwatywne, czyli nowo powstałe cząsteczki zachowują jeden z łańcuchów cząsteczki, który pochodzi.
Dzięki tym odkryciom i ulepszeniu nowego sprzętu badania genetyczne poczyniły postępy w badania nad genami, z testów na ojcostwo, chorobami genetycznymi i zakaźnymi, m.in inne. Wszystkie te czynniki miały fundamentalne znaczenie dla rozwoju obszaru Biologii Molekularnej.
Centralny dogmat biologii molekularnej
Centralny dogmat Biologii Molekularnej, zaproponowany przez Francisa Cricka w 1958 roku, polega na wyjaśnieniu, w jaki sposób przekazywana jest informacja zawarta w DNA. Podsumowując, wyjaśnia, że przepływ informacji genetycznej zachodzi w następującej kolejności: DNA → RNA → BIAŁKA.
Oznacza to, że DNA promuje produkcję RNA (transkrypcja), który z kolei koduje produkcję białek (translacja). W momencie odkrycia wierzono, że tego przepływu nie da się odwrócić. Dziś wiadomo, że enzym odwrotna transkryptaza potrafi syntetyzować DNA z RNA.
Dowiedz się więcej, przeczytaj też:
- DNA
- RNA
- Białka
- Synteza białek
Techniki biologii molekularnej
Główne techniki stosowane w badaniach biologii molekularnej to:
- Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR): Technika ta służy do amplifikacji kopii DNA i generowania kopii pewnych sekwencji, co umożliwia np. analizę ich mutacji, klonowanie i manipulowanie genami.
- Elektroforeza żelowa: Ta metoda służy do oddzielania białek i nici DNA i RNA, poprzez różnicę między ich masami.
- południowa plama: Poprzez autoradiografię lub autofluorescencję technika ta umożliwia określenie masy cząsteczkowej i sprawdzenie, czy dana sekwencja jest obecna w nici DNA.
- Północny Blot: Ta technika umożliwia analizę informacji, takich jak lokalizacja i ilość informacyjnego RNA, odpowiedzialnego za wysyłanie informacji DNA do syntezy białek w komórkach.
- Western Blot: Ta metoda jest używana do analizy białek i łączy zasady Southern Blot i Northern Blot.
Projekt genomu
Jednym z najbardziej kompleksowych i ambitnych projektów w biologii molekularnej jest projekt genomu, którego celem jest mapowanie kodu genetycznego różnych typów organizmów.
W tym celu od lat 90. powstało kilka partnerstw między krajami, aby dzięki biologii molekularnej i jej technikom obsługi materiałów genetyczne, udało się odkryć osobliwości i geny obecne w każdej nici DNA i RNA, w tym: zwierzęta, rośliny, grzyby, bakterie i wirus.
Jednym z najbardziej reprezentatywnych i wymagających projektów był projekt Projekt genomu człowieka. Badania trwały siedem lat, a ich ostateczne wyniki zostały zaprezentowane w kwietniu 2003 r., z 99% zsekwencjonowanym genomem człowieka i 99,99% dokładnością.
