Sebelum mempertimbangkan kaedah biologi molekul, adalah perlu untuk memahami dan menyedari sekurang-kurangnya dalam istilah yang paling umum apa itu biologi molekul itu sendiri dan apa yang dikajinya. Dan untuk ini anda perlu menggali lebih mendalam dan menangani konsep "maklumat genetik" yang menggembirakan. Dan ingat juga apa itu sel, nukleus, protein dan asid deoksiribonukleik.
Apakah itu, atau pengetahuan asas
Semua orang yang mengikuti kursus asas biologi di sekolah harus tahu bahawa badan setiap orang dan haiwan terdiri daripada organ, otot dan tulang. Dan ia terbentuk daripada pelbagai tisu, yang seterusnya terbentuk daripada sel.
Cangkang, sitoplasma, pelbagai protein dan nukleus adalah komponen utama sel yang paling biasa. Tetapi maklumat tentang bagaimana protein dibina dan berfungsi terletak dalam nukleus, dan lebih tepat lagi, dalam deoksiribonukleik.asid. Ia adalah dalam untaian DNA yang terkenal di dunia bahawa data tentang cara protein harus berfungsi disimpan dan disimpan. Semua perkembangan selanjutnya organisma bergantung pada pembinaan asid deoksiribonukleik yang betul. Dari sudut pandangan ahli biologi, tidak ada yang lebih penting. Kita boleh katakan bahawa seluruh kehidupan seseorang bergantung pada satu bilion kemalangan terkecil yang boleh mengubah genomnya.
Biologi molekul adalah sama dan mengkaji proses yang berlaku dalam sel: bagaimana data dipindahkan daripada asid deoksiribonukleik kepada protein, bagaimana ia mula-mula sampai ke sana, apakah fungsi utama protein, bagaimana ia terbentuk.
Sejak dua puluhan abad kedua puluh, biologi molekul telah berkembang secara aktif. Para saintis terkemuka dunia telah menumpukan hidup mereka untuk mengkaji asid deoksiribonukleik dan cara kerja protein. Banyak penemuan yang membingungkan telah dibuat. Sebagai contoh, saintis Francis Crick pada malam tahun enam puluhan merumuskan Central Dogma biologi molekul. Intipati undang-undang ini ialah data genetik bergerak daripada asid deoksiribonukleik kepada asid ribonukleik, dan dari sana kepada protein. Tetapi proses itu tidak boleh pergi ke arah yang bertentangan.
Hanya lebih dekat dengan permulaan abad kedua puluh satu pembentukan kaedah utama biologi molekul bermula. Terima kasih kepada ini, satu kejayaan sebenar berlaku dalam sains: saintis mengetahui bagaimana dan dari apa asid deoksiribonukleik terbentuk. Biologi dan kimia tidak pernah sama lagi.
Kaedah biologi molekul
Ada yang asascara untuk menukar asid deoksiribonukleik dan ribonukleik, serta manipulasi dengan protein. Inti dari prinsip dan kaedah biokimia dan biologi molekul adalah untuk mengetahui sesuatu yang baharu tentang DNA dan protein.
Kaedah pertama. Potong
Buat pertama kali, saintis menyedari sepenuhnya bahawa mereka boleh mengubah struktur asid deoksiribonukleik kembali pada tahun lima puluhan jauh abad kedua puluh, apabila mereka menemui enzim yang sangat istimewa. Pemenang Nobel Smith, Nathans dan Arber, yang mengasingkan dan menggunakan protein ini pada tahun 1978, menggelarnya sebagai enzim sekatan. Nama yang agak kasar dipilih kerana enzim ini mempunyai keupayaan yang luar biasa: ia benar-benar boleh memotong asid deoksiribonukleik.
Kaedah kedua. Sambung
Agak kerap, kaedah biologi molekul tidak digunakan secara bersendirian, tetapi secara berpasangan antara satu sama lain. Dua kaedah pertama daripada senarai ini boleh menjadi contoh di sini. Matlamat saintis biologi bukanlah untuk mengasingkan molekul asid deoksiribonukleik tetapi untuk mencipta molekul baru. Misi ini amat diperlukan tanpa enzim lain: DNA ligase. Ia mampu menyambung rantai asid deoksiribonukleik antara satu sama lain. Selain itu, rantai itu boleh dimiliki oleh sel-sel jenis yang sama sekali berbeza, dan ini tidak akan menjejaskan apa-apa.
Kaedah ketiga. Bahagi
Ia sering berlaku bahawa molekul asid deoksiribonukleik mempunyai panjang yang berbeza. Supaya ini tidak mengganggu kerja saintis, mereka berpecah-belahmenggunakan fenomena elektroforesis. Molekul asid deoksiribonukleik direndam dalam bahan tertentu, dan ia sendiri direndam dalam medan elektrik, di bawah pengaruh pemisahan berlaku.
Kaedah keempat. Kenali intipati
Kaedah biokimia dan biologi molekul adalah berbeza. Selalunya matlamat mereka bukan untuk menukar gen, tetapi untuk mengkajinya. Untuk mendedahkan intipati DNA, hibridisasi asid nukleik digunakan. Percubaan itu sendiri berjalan seperti ini: pertama, asid deoksiribonukleik dipanaskan. Kerana ini, rantai terputus. Proses itu mesti diulang dua kali dengan dua asid deoksiribonukleik yang berbeza. Kemudian mereka digabungkan antara satu sama lain, dan akhirnya campuran itu disejukkan. Bergantung pada berapa cepat atau lambat penghibridan berlaku, saintis memikirkan bagaimana rantai asid deoksiribonukleik itu sendiri dirumuskan.
Kaedah kelima. Klon
Kaedah penyelidikan biologi molekul sentiasa saling berkaitan, tetapi terutamanya dalam kes ini, kerana sebenarnya pengklonan adalah gabungan semua kaedah sebelumnya bekerja dengan gen. Pertama, anda perlu membahagikan asid deoksiribonukleik kepada bahagian. Seterusnya, bakteria tumbuh dalam tabung uji, dan rantai yang terhasil membiak di dalamnya.
Kaedah keenam. Tentukan
Pada tahun lima puluhan abad kedua puluh, seorang ahli biologi dari Sweden, Per Victor Edman, telah menghasilkan satu kaedah. Dengan bantuannya, anda boleh dengan mudah mengenali urutan asid amino dalam protein tanpa banyak usaha.
Ketujuhkaedah. Ubah suai
Prinsip dan kaedah biologi molekul adalah berdasarkan kerja dengan sel. Hakikatnya ialah dengan bantuan senapang gen yang dipanggil, seorang saintis boleh menyuntik asid deoksiribonukleik ke dalam sel tumbuhan, haiwan dan manusia. Oleh itu, sel berubah, memperoleh kualiti dan fungsi baru. Nukleus dan organel lain diubah suai secara drastik melalui percubaan ini.
Kaedah kelapan. Teroka
Gen, yang dipanggil gen reporter, boleh dilekatkan pada gen lain dan dengan bantuan tindakan yang agak mudah ini, untuk mengkaji apa yang berlaku di dalam sel. Juga, kaedah ini digunakan untuk mengetahui betapa jelasnya gen dimanifestasikan dalam sel. Gen LacZ biasanya memainkan peranan sebagai wartawan.
Kaedah kesembilan. Temui
Untuk mengasingkan gen tertentu antara lain, saintis memperkenalkan peroksidase lobak pedas ke dalam sel. Di sana ia bergabung dengan molekul dan menghantar isyarat yang cukup kuat yang membolehkan saintis menentukan ciri kuantitatif dan kualitatif sel.
Kesimpulan
Pada zaman kita, sains sangat aktif bergerak ke hadapan. Terutamanya dalam bidang biologi. Fungsi dan jenis sel baharu, kaedah biologi molekul yang benar-benar baharu sedang ditemui. Ada kemungkinan bahawa masa depan akan bergantung pada penemuan ini. Dan penemuan ini pula bergantung pada kaedah moden biologi molekul.
