THE Molekularna biologija je ena od vej biologije, ki se ukvarja s preučevanjem odnosov med DNA in RNA, sintezo beljakovin in genetskimi značilnostmi, ki se prenašajo iz generacije v generacijo.
Natančneje, molekularna biologija poskuša razumeti mehanizme replikacije, transkripcije in prevajanja genskega materiala.
Gre za relativno novo in zelo široko študijsko področje, ki zajema tudi vidike citologije, kemije, mikrobiologije, genetike in biokemije.
Zgodovina molekularne biologije
Zgodovina molekularne biologije se začne s sumom na vrsto snovi, ki je prisotna v celičnem jedru.
Ti nukleinska kislina jih je leta 1869 odkril raziskovalec Johann Friedrich Miescher pri analizi jedra belih krvnih celic iz gnoja iz rane. Vendar so jih sprva imenovali nukleini.
Leta 1953 sta James Watson in Francis Crick pojasnila tridimenzionalno strukturo molekule DNA, ki je sestavljena iz dvojne vijačnice nukleotidov.
Za razvoj modela sta Watson in Crick uporabila rentgenske difrakcijske slike, ki jih je dobila Rosalind Franklin, in analizo dušikovih baz s kromatografijo Erwin Chargaff.
Leta 1958 sta raziskovalca Matthew Meselson in Franklin Stahl dokazala, da se DNA replicira polkonzervativne, to pomeni, da novonastale molekule ohranjajo eno od verig molekule, ki jo izvirajo.
S temi odkritji in izboljšanjem nove opreme so genetske študije napredovale leta 2007 raziskave genov iz testov očetovstva, genetskih in nalezljivih bolezni drugi. Vsi ti dejavniki so bili temeljni za rast področja molekularne biologije.
Osrednja dogma molekularne biologije
Osrednja dogma molekularne biologije, ki jo je leta 1958 predlagal Francis Crick, je razložiti, kako se prenašajo informacije, ki jih vsebuje DNK. Če povzamemo, pojasnjuje, da pretok genskih informacij poteka v naslednjem zaporedju: DNA → RNA → PROTEINI.
To pomeni, da DNA spodbuja proizvodnjo RNA (transkripcija), ta pa kodira proizvodnjo beljakovin (prevod). V času odkritja so verjeli, da tega toka ni mogoče obrniti. Danes je znano, da encim reverzna transkriptaza je sposoben sintetizirati DNA iz RNA.
Več o tem, preberite tudi vi:
- DNK
- RNA
- Beljakovine
- Sinteza beljakovin
Tehnike molekularne biologije
Glavne tehnike, ki se uporabljajo v študijah molekularne biologije, so:
- Verižna reakcija polimeraze (PCR): Ta tehnika se uporablja za ojačanje kopij DNA in ustvarjanje kopij določenih zaporedij, kar omogoča na primer analizo njihovih mutacij, kloniranje in manipuliranje genov.
- Gel elektroforeza: Ta metoda se uporablja za ločevanje beljakovin ter verig DNA in RNA z razliko med njihovimi masami.
- Južni blot: Z avtoradiografijo ali avtofluorescenco ta tehnika omogoča določanje molekulske mase in preverjanje, ali je določeno zaporedje prisotno v verigi DNA.
- Severni madež: Ta tehnika omogoča analizo informacij, kot sta lokacija in količina prenosne RNA, ki je odgovorna za pošiljanje informacij o DNK za sintezo beljakovin v celicah.
- Western blot: Ta metoda se uporablja za analizo beljakovin in združuje načela Southern Blot in Northern Blot.
Projekt Genom
Eden najobsežnejših in najbolj ambicioznih projektov v molekularni biologiji je projekt Genome, katerega namen je preslikati genetsko kodo različnih vrst organizmov.
V ta namen je od devetdesetih let prejšnjega stoletja med državami nastalo več partnerstev, tako da so prek molekularne biologije in njenih tehnik rokovanja genetsko, je bilo mogoče razkriti posebnosti in gene, prisotne v vsaki verigi DNA in RNA, vključno z: živalmi, rastlinami, glivami, bakterijami in virus.
Eden najbolj reprezentativnih in zahtevnih projektov je bil Projekt človeškega genoma. Raziskava je trajala sedem let, končni rezultati pa so bili predstavljeni aprila 2003 z 99% zaporedjem človeškega genoma in 99,99% natančnostjo.
