Før man vurderer metodene for molekylærbiologi, er det nødvendig å forstå og innse i det minste i de mest generelle termer hva molekylærbiologi i seg selv er og hva den studerer. Og for dette må du grave enda dypere og håndtere det vellydende konseptet "genetisk informasjon". Og husk også hva en celle, kjerne, proteiner og deoksyribonukleinsyre er.
Hva er hva, eller grunnleggende kunnskap
Alle som tok et grunnleggende biologikurs på skolen bør vite at kroppen til hvert menneske og dyr består av organer, muskler og bein. Og de er dannet fra forskjellige vev, som igjen er dannet fra celler.
Skall, cytoplasma, ulike proteiner og kjernen er hovedkomponentene i den mest vanlige cellen. Men informasjonen om hvordan proteiner er bygget og fungerer er lokalisert i kjernen, og for å være mer presis, i deoksyribonukleinetsyre. Det er i den verdensberømte DNA-strengen at dataene om hvordan proteiner skal fungere lagres og lagres. All videre utvikling av organismen avhenger av riktig konstruksjon av deoksyribonukleinsyre. Fra biologenes synspunkt er ingenting viktigere. Vi kan si at hele livet til en person er avhengig av en milliard av de minste ulykkene som kan endre genomet hans.
Molekylærbiologi er akkurat det samme og studerer prosessene som skjer i celler: hvordan data overføres fra deoksyribonukleinsyre til proteiner, hvordan de først kommer dit, hva er hovedfunksjonene til proteiner, hvordan de dannes.
Siden tjueårene av det tjuende århundre har molekylærbiologi vært i aktivt utvikling. Verdens ledende forskere har viet livet til studiet av deoksyribonukleinsyre og hvordan proteiner virker. Mange forbausende oppdagelser er gjort. For eksempel formulerte vitenskapsmannen Francis Crick på tampen av sekstitallet det sentrale dogmet for molekylærbiologi. Essensen av denne loven er at genetiske data beveger seg fra deoksyribonukleinsyre til ribonukleinsyre, og derfra til protein. Men prosessen kan ikke gå i motsatt retning.
Det var først nærmere begynnelsen av det tjueførste århundre at dannelsen av hovedmetodene for molekylærbiologi begynte. Takket være dette skjedde et virkelig gjennombrudd i vitenskapen: forskere fant ut hvordan og fra hvilken deoksyribonukleinsyre dannes. Biologi og kjemi har aldri vært det samme igjen.
Molekylærbiologiske metoder
Det er grunnleggendemåter å endre deoksyribonukleinsyre og ribonukleinsyre på, samt manipulasjoner med proteiner. Hele poenget med prinsippene og metodene for biokjemi og molekylærbiologi er å finne ut noe nytt om DNA og proteiner.
Den første metoden. Kutt
For første gang skjønte forskere fullt ut at de kunne endre strukturen til deoksyribonukleinsyre tilbake i det fjerne femtitallet av det tjuende århundre, da de oppdaget et veldig spesielt enzym. Nobelprisvinnerne Smith, Nathans og Arber, som isolerte og brukte dette proteinet i 1978, k alte det restriksjonsenzymet. Et så ganske hardt navn ble valgt fordi dette enzymet hadde en utrolig evne: det kunne bokstavelig t alt skjære gjennom deoksyribonukleinsyre.
Andre metode. Koble til
Ganske ofte brukes ikke molekylærbiologiens metoder alene, men i par med hverandre. De to første metodene fra denne listen kan tjene som eksempel her. Målet til biologiske forskere er ikke så mye å isolere deoksyribonukleinsyremolekylet som å lage et nytt molekyl. Dette oppdraget er uunnværlig uten et annet enzym: DNA-ligase. Den er i stand til å koble kjeder av deoksyribonukleinsyre til hverandre. Dessuten kan kjedene tilhøre celler av helt forskjellige typer, og dette vil ikke påvirke noe.
Tredje metode. Divide
Det hender ofte at deoksyribonukleinsyremolekyler har ulik lengde. Slik at dette ikke forstyrrer forskernes arbeid, er de delt medved hjelp av fenomenet elektroforese. Et deoksyribonukleinsyremolekyl er nedsenket i et bestemt stoff, og det selv er nedsenket i et elektrisk felt, under påvirkning av hvilket separasjon skjer.
Den fjerde metoden. Gjenkjenne essensen
Metoder for biokjemi og molekylærbiologi er forskjellige. Ofte er målet deres ikke å endre gener, men å studere dem. For å avsløre essensen av DNA, brukes hybridisering av nukleinsyrer. Selve eksperimentet går slik: først varmes deoksyribonukleinsyre opp. På grunn av dette kobles kjedene fra. Prosessen må gjentas to ganger med to forskjellige deoksyribonukleinsyrer. Deretter kombineres de med hverandre, og til slutt avkjøles blandingen. Avhengig av hvor raskt eller sakte hybridisering skjer, finner forskerne ut hvordan selve deoksyribonukleinsyrekjeden er formulert.
Den femte metoden. Klone
Molekylærbiologiske forskningsmetoder henger alltid sammen, men spesielt i dette tilfellet, fordi faktisk kloning er en kombinasjon av alle tidligere metoder for å jobbe med gener. Først må du dele deoksyribonukleinsyren i deler. Deretter dyrkes bakterier i et reagensrør, og de resulterende kjedene formerer seg i dem.
Sjette metode. Definer
Tilbake på femtitallet av det tjuende århundre kom en biolog fra Sverige, Per Victor Edman, opp med en metode. Med dens hjelp var det mulig å enkelt gjenkjenne sekvensen av aminosyrer i et protein uten store anstrengelser.
Syvendemetode. Endre
Molekylærbiologiens prinsipper og metoder er hovedsakelig basert på arbeid med celler. Faktum er at ved hjelp av den såk alte genpistolen kan en forsker injisere deoksyribonukleinsyre i cellene til planter, dyr og mennesker. Dermed endres celler, får nye kvaliteter og funksjoner. Kjernen og andre organeller er drastisk modifisert gjennom dette eksperimentet.
Den åttende metoden. Utforsk
Gen, som kalles reportergener, kan festes til andre gener og ved hjelp av denne ganske enkle handlingen studere hva som skjer inne i cellene. Denne metoden brukes også for å finne ut hvor tydelig gener er manifestert i en celle. LacZ-genet spiller vanligvis rollen som en reporter.
Niende metode. Oppdag
For å isolere et bestemt gen blant andre, introduserer forskere pepperrotperoksidase i cellen. Der kombineres det med et molekyl og overfører et sterkt nok signal som lar forskeren bestemme de kvantitative og kvalitative egenskapene til cellen.
Konklusjon
I vår tid går vitenskapen ekstremt aktivt fremover. Spesielt innen biologi. Nye funksjoner og celletyper, helt nye metoder for molekylærbiologi blir oppdaget. Det er mulig at fremtiden vil avhenge av disse funnene. Og disse oppdagelsene avhenger i sin tur av moderne metoder for molekylærbiologi.
