Մոլեկուլային կենսաբանության մեթոդները քննարկելուց առաջ անհրաժեշտ է հասկանալ և գիտակցել գոնե ամենաընդհանուր ձևով, թե ինչ է ինքնին մոլեկուլային կենսաբանությունը և ինչ է այն ուսումնասիրում: Եվ դրա համար դուք ստիպված կլինեք էլ ավելի խորանալ և զբաղվել «գենետիկ տեղեկատվության» էֆոնիկ հայեցակարգով։ Եվ նաև հիշեք, թե ինչ են բջիջը, միջուկը, սպիտակուցները և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն:
Ինչ է ինչ, կամ հիմնական գիտելիքներ
Բոլոր մարդիկ, ովքեր դպրոցում կենսաբանության հիմնական դասընթաց են անցել, պետք է իմանան, որ յուրաքանչյուր մարդու և կենդանու մարմինը բաղկացած է օրգաններից, մկաններից և ոսկորներից: Իսկ դրանք առաջանում են տարբեր հյուսվածքներից, որոնք էլ իրենց հերթին առաջանում են բջիջներից։
Կեղևը, ցիտոպլազմը, տարբեր սպիտակուցները և միջուկը ամենասովորական բջջի հիմնական բաղադրիչներն են: Բայց տեղեկատվությունը այն մասին, թե ինչպես են սպիտակուցները կառուցվում և գործում, գտնվում են միջուկում, իսկ ավելի ճիշտ՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինում։թթու. Աշխարհահռչակ ԴՆԹ-ի մեջ է, որ պահպանվում և պահվում են այն տվյալները, թե ինչպես պետք է աշխատեն սպիտակուցները: Օրգանիզմի ողջ հետագա զարգացումը կախված է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի ճիշտ կառուցումից։ Կենսաբանների տեսանկյունից ոչինչ ավելի կարևոր չէ։ Կարելի է ասել, որ մարդու ողջ կյանքը կախված է միլիարդավոր ամենափոքր պատահարներից, որոնք կարող են փոխել նրա գենոմը։
Մոլեկուլային կենսաբանությունը նույնն է և ուսումնասիրում է բջիջներում տեղի ունեցող գործընթացները. ինչպես են տվյալները փոխանցվում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվից դեպի սպիտակուցներ, ինչպես են դրանք սկզբում հասնում այնտեղ, որոնք են սպիտակուցների հիմնական գործառույթները, ինչպես են դրանք ձևավորվում:
Քսաներորդ դարի քսանականներից սկսած մոլեկուլային կենսաբանությունը ակտիվորեն զարգանում է: Աշխարհի առաջատար գիտնականներն իրենց կյանքը նվիրել են դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի և սպիտակուցների աշխատանքի ուսումնասիրությանը: Շատ ապշեցուցիչ բացահայտումներ են արվել: Օրինակ, գիտնական Ֆրենսիս Կրիկը վաթսունականների նախօրեին ձևակերպեց մոլեկուլային կենսաբանության կենտրոնական դոգման: Այս օրենքի էությունն այն է, որ գենետիկական տվյալները դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվից տեղափոխվում են ռիբոնուկլեինաթթու, իսկ այնտեղից՝ սպիտակուց։ Բայց գործընթացը չի կարող հակառակ ուղղությամբ գնալ։
Քսանմեկերորդ դարի սկզբին միայն մոտ էր, որ սկսվեց մոլեկուլային կենսաբանության հիմնական մեթոդների ձևավորումը: Դրա շնորհիվ գիտության մեջ իսկական բեկում տեղի ունեցավ. գիտնականները պարզեցին, թե ինչպես և ինչից է ձևավորվում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն: Կենսաբանությունն ու քիմիան երբեք նույնը չեն եղել։
Մոլեկուլային կենսաբանության մեթոդներ
Կան հիմնականդեզօքսիռիբոնուկլեինային և ռիբոնուկլեինաթթուները փոխելու ուղիներ, ինչպես նաև սպիտակուցներով մանիպուլյացիաներ։ Կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության սկզբունքների և մեթոդների ամբողջ իմաստը ԴՆԹ-ի և սպիտակուցների մասին նոր բան պարզելն է։
Առաջին մեթոդ. Կտրել
Առաջին անգամ գիտնականները լիովին հասկացան, որ իրենք կարող են փոխել դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի կառուցվածքը դեռևս 20-րդ դարի հեռավոր հիսունականներին, երբ հայտնաբերեցին շատ հատուկ ֆերմենտ: Նոբելյան մրցանակակիրներ Սմիթը, Նաթանսը և Արբերը, ովքեր առանձնացրել և օգտագործել են այս սպիտակուցը 1978 թվականին, այն անվանել են սահմանափակող ֆերմենտ: Նման բավականին կոպիտ անուն է ընտրվել, քանի որ այս ֆերմենտն ուներ անհավատալի ունակություն. այն կարող էր բառացիորեն կտրել դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն:
Երկրորդ մեթոդ. Միացում
Բավական հաճախ մոլեկուլային կենսաբանության մեթոդները օգտագործվում են ոչ միայնակ, այլ զույգերով: Այս ցանկի առաջին երկու մեթոդները կարող են օրինակ ծառայել այստեղ: Կենսաբանների նպատակը ոչ այնքան դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլը մեկուսացնելն է, որքան նոր մոլեկուլ ստեղծելը։ Այս առաքելությունն անփոխարինելի է առանց մեկ այլ ֆերմենտի՝ ԴՆԹ լիգազի: Այն կարողանում է միմյանց միացնել դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի շղթաները։ Ավելին, շղթաները կարող են պատկանել բոլորովին այլ տեսակի բջիջների, և դա ոչ մի բանի վրա չի ազդի։
Երրորդ մեթոդ. Բաժանել
Հաճախ է պատահում, որ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլները տարբեր երկարություններ ունեն։ Որպեսզի դա չխանգարի գիտնականների աշխատանքին, նրանք բաժանվում ենօգտագործելով էլեկտրոֆորեզի ֆենոմենը. Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլը ընկղմվում է որոշակի նյութի մեջ, և այն ինքնին ընկղմվում է էլեկտրական դաշտի մեջ, որի ազդեցության տակ տեղի է ունենում տարանջատում։
Չորրորդ մեթոդ. Ճանաչիր էությունը
Կենսաքիմիայի և մոլեկուլային կենսաբանության մեթոդները տարբեր են. Հաճախ նրանց նպատակը գեները փոխելը չէ, այլ դրանք ուսումնասիրելը։ ԴՆԹ-ի էությունը բացահայտելու համար օգտագործվում է նուկլեինաթթուների հիբրիդացում։ Փորձն ինքնին ընթանում է այսպես. նախ տաքացնում են դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն։ Դրա պատճառով շղթաներն անջատված են: Գործընթացը պետք է կրկնվի երկու անգամ՝ երկու տարբեր դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուներով: Այնուհետև դրանք միացնում են միմյանց, և վերջում զանգվածը սառչում է։ Կախված նրանից, թե որքան արագ կամ դանդաղ հիբրիդացում է տեղի ունենում, գիտնականները պարզում են, թե ինչպես է ձևավորվում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի շղթան:
Հինգերորդ մեթոդ. Կլոն
Մոլեկուլային կենսաբանության հետազոտության մեթոդները միշտ փոխկապակցված են, բայց հատկապես այս դեպքում, քանի որ իրականում կլոնավորումը գեների հետ աշխատելու բոլոր նախկին մեթոդների համակցությունն է։ Նախ անհրաժեշտ է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն բաժանել մասերի: Այնուհետև բակտերիաները աճեցվում են փորձանոթում, և ստացված շղթաները բազմանում են դրանցում:
Վեցերորդ մեթոդ. Սահմանել
Դեռ քսաներորդ դարի հիսունականներին Շվեդիայից կենսաբան Պեր Վիկտոր Էդմանը մի մեթոդ գտավ: Նրա օգնությամբ հնարավոր եղավ առանց մեծ ջանքերի հեշտությամբ ճանաչել ամինաթթուների հաջորդականությունը սպիտակուցում։
Յոթերորդմեթոդ. Փոփոխել
Մոլեկուլային կենսաբանության սկզբունքներն ու մեթոդները հիմնականում հիմնված են բջիջների հետ աշխատանքի վրա։ Բանն այն է, որ այսպես կոչված գենային հրացանի օգնությամբ գիտնականը կարող է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու ներարկել բույսերի, կենդանիների և մարդկանց բջիջներ։ Այսպիսով, բջիջները փոխվում են, ձեռք են բերում նոր որակներ և գործառույթներ։ Միջուկը և այլ օրգանելները կտրուկ ձևափոխվում են այս փորձի միջոցով:
Ութերորդ մեթոդ. Ուսումնասիրել
Գենները, որոնք կոչվում են ռեպորտաժային գեներ, կարող են կցվել այլ գեների և այս բավականին պարզ գործողության օգնությամբ ուսումնասիրել, թե ինչ է կատարվում բջիջների ներսում։ Նաև այս մեթոդն օգտագործվում է պարզելու համար, թե որքան հստակ են գեները դրսևորվում բջջում։ LacZ գենը սովորաբար թղթակցի դեր է խաղում։
Իններորդ մեթոդ. Բացահայտեք
Որպեսզի ի թիվս այլոց առանձնացնեն որոշակի գեն, գիտնականները բջիջ են ներմուծում ծովաբողկի պերօքսիդազը: Այնտեղ այն միավորվում է մոլեկուլի հետ և փոխանցում բավականաչափ ուժեղ ազդանշան, որը թույլ է տալիս գիտնականին որոշել բջջի քանակական և որակական բնութագրերը։
Եզրակացություն
Մեր ժամանակներում գիտությունը չափազանց ակտիվորեն առաջ է շարժվում։ Հատկապես կենսաբանության ոլորտում։ Բջիջների նոր գործառույթներ ու տեսակներ, մոլեկուլային կենսաբանության բոլորովին նոր մեթոդներ են հայտնաբերվում։ Հնարավոր է, որ ապագան կախված լինի այս բացահայտումներից։ Եվ այս հայտնագործություններն իրենց հերթին կախված են մոլեկուլային կենսաբանության ժամանակակից մեթոդներից։
