Înainte de a lua în considerare metodele de biologie moleculară, este necesar să înțelegem și să ne dăm seama cel puțin în termenii cei mai generali ce este biologia moleculară în sine și ce studiază. Și pentru asta va trebui să sapi și mai adânc și să te ocupi de conceptul eufonic de „informație genetică”. Și amintiți-vă, de asemenea, ce sunt o celulă, un nucleu, proteine și acid dezoxiribonucleic.
Ce este, sau cunoștințe de bază
Toți cei care au urmat un curs de biologie de bază la școală ar trebui să știe că corpul fiecărei persoane și animale este format din organe, mușchi și oase. Și acestea sunt formate din diferite țesuturi, care la rândul lor sunt formate din celule.
Coaja, citoplasma, diverse proteine și nucleul sunt componentele principale ale celei mai obișnuite celule. Dar informațiile despre modul în care sunt construite și funcționează proteinele sunt localizate în nucleu și, pentru a fi mai precis, în dezoxiribonucleic.acid. Datele despre cum ar trebui să funcționeze proteinele sunt stocate și stocate în catena ADN faimoasă în lume. Orice dezvoltare ulterioară a organismului depinde de construcția corectă a acidului dezoxiribonucleic. Din punctul de vedere al biologilor, nimic nu este mai important. Putem spune că întreaga viață a unei persoane depinde de un miliard dintre cele mai mici accidente care i-ar putea schimba genomul.
Biologia moleculară este la fel și studiază procesele care au loc în celule: cum sunt transferate datele de la acidul dezoxiribonucleic la proteine, cum ajung inițial acolo, care sunt principalele funcții ale proteinelor, cum sunt formate.
Din anii douăzeci ai secolului XX, biologia moleculară s-a dezvoltat activ. Cei mai importanti oameni de stiinta din lume si-au dedicat viata studiului acidului dezoxiribonucleic si functionarii proteinelor. Au fost făcute multe descoperiri uluitoare. De exemplu, omul de știință Francis Crick, în ajunul anilor șaizeci, a formulat Dogma Centrală a biologiei moleculare. Esența acestei legi este că datele genetice se deplasează de la acidul dezoxiribonucleic la acidul ribonucleic și de acolo la proteine. Dar procesul nu poate merge în direcția opusă.
Abia mai aproape de începutul secolului douăzeci și unu a început formarea principalelor metode de biologie moleculară. Datorită acestui fapt, a avut loc o adevărată descoperire în știință: oamenii de știință au aflat cum și din ce se formează acidul dezoxiribonucleic. Biologia și chimia nu au mai fost niciodată la fel.
Metode de biologie moleculară
Există de bazămodalități de a schimba acizii dezoxiribonucleici și ribonucleici, precum și manipulări cu proteine. Scopul principiilor și metodelor biochimiei și biologiei moleculare este de a afla ceva nou despre ADN și proteine.
Prima metodă. Tăiați
Pentru prima dată, oamenii de știință și-au dat seama pe deplin că ar putea schimba structura acidului dezoxiribonucleic încă din anii cincizeci ai secolului XX, când au descoperit o enzimă cu totul specială. Laureații Nobel Smith, Nathans și Arber, care au izolat și au folosit această proteină în 1978, au numit-o enzima de restricție. Un nume atât de dur a fost ales deoarece această enzimă avea o capacitate incredibilă: putea să taie literalmente acidul dezoxiribonucleic.
A doua metodă. Conectați
Destul de des, metodele de biologie moleculară nu sunt folosite singure, ci în perechi unele cu altele. Primele două metode din această listă pot servi ca exemplu aici. Scopul oamenilor de știință biologic nu este atât de a izola molecula de acid dezoxiribonucleic, cât de a crea o nouă moleculă. Această misiune este indispensabilă fără o altă enzimă: ADN ligaza. Este capabil să conecteze lanțuri de acid dezoxiribonucleic între ele. În plus, lanțurile pot aparține celulelor de tipuri complet diferite, iar acest lucru nu va afecta nimic.
A treia metodă. Împărțiți
Se întâmplă adesea ca moleculele de acid dezoxiribonucleic să aibă lungimi diferite. Pentru ca acest lucru să nu interfereze cu munca oamenilor de știință, ei sunt împărțițifolosind fenomenul de electroforeză. O moleculă de acid dezoxiribonucleic este scufundată într-o anumită substanță și ea însăși este scufundată într-un câmp electric, sub influența căruia are loc separarea.
A patra metodă. Recunoașteți esența
Metodele de biochimie și biologia moleculară sunt diferite. Adesea, scopul lor nu este de a schimba genele, ci de a le studia. Pentru a dezvălui esența ADN-ului, se folosește hibridizarea acizilor nucleici. Experimentul în sine decurge astfel: în primul rând, acidul dezoxiribonucleic este încălzit. Din această cauză, lanțurile sunt deconectate. Procesul trebuie repetat de două ori cu doi acizi dezoxiribonucleici diferiți. Apoi se combină între ele, iar în final amestecul este răcit. În funcție de cât de rapidă sau lentă are loc hibridizarea, oamenii de știință își dau seama cum este formulat lanțul de acid dezoxiribonucleic în sine.
A cincea metodă. Clonează
Metodele de cercetare în biologie moleculară sunt întotdeauna interdependente, dar mai ales în acest caz, deoarece, de fapt, clonarea este o combinație a tuturor metodelor anterioare de lucru cu genele. În primul rând, trebuie să împărțiți acidul dezoxiribonucleic în părți. Apoi, bacteriile sunt crescute într-o eprubetă, iar lanțurile rezultate se înmulțesc în ele.
A șasea metodă. Definiți
În anii cincizeci ai secolului XX, un biolog din Suedia, Per Victor Edman, a venit cu o metodă. Cu ajutorul acestuia, a fost posibil să recunoaștem cu ușurință secvența de aminoacizi dintr-o proteină, fără prea mult efort.
Al șapteleametodă. Modificați
Principiile și metodele biologiei moleculare se bazează în principal pe lucrul cu celule. Cert este că, cu ajutorul așa-numitului pistol genetic, un om de știință poate injecta acid dezoxiribonucleic în celulele plantelor, animalelor și oamenilor. Astfel, celulele se schimbă, capătă noi calități și funcții. Nucleul și alte organite sunt modificate drastic prin acest experiment.
A opta metodă. Explorați
Genele, care se numesc gene reporter, pot fi atașate altor gene și, cu ajutorul acestei acțiuni destul de simple, să studiem ce se întâmplă în interiorul celulelor. De asemenea, această metodă este folosită pentru a afla cât de clar se manifestă genele într-o celulă. Gena LacZ joacă de obicei rolul unui reporter.
A noua metodă. Descoperiți
Pentru a izola o anumită genă printre altele, oamenii de știință introduc peroxidaza de hrean în celulă. Acolo se combină cu o moleculă și transmite un semnal suficient de puternic care îi permite omului de știință să determine caracteristicile cantitative și calitative ale celulei.
Concluzie
În vremea noastră, știința avansează extrem de activ. Mai ales în domeniul biologiei. Se descoperă noi funcții și tipuri de celule, metode complet noi de biologie moleculară. Este posibil ca viitorul să depindă de aceste descoperiri. Și aceste descoperiri, la rândul lor, depind de metodele moderne de biologie moleculară.
