Приложна стойност на молекулярната биология. Молекулен биолог

Молекулярна биология, Науката, която притежава своята задача, познаването на естеството на явленията на живота чрез изучаване на биологични обекти и системи на ниво се приближава молекулярно, а в някои случаи постигането на този лимит. Крайната цел е да се разбере как и до каква степен характерните прояви на живота, като наследственост, се възпроизвеждат сходни, протеинови биосинтеза, възбудимост, растеж и развитие, съхранение и прехвърляне на информация, трансформация на енергия, мобилност и др. Към структурата, свойствата и взаимодействието на молекулите на биологично важни вещества, предимно две основни класове биополимери с високо молекулно тегло - протеини и нуклеинови киселини. Отличителна черта на М. б. - проучване на житейски явления за неживни съоръжения или тези, които са присъщи на най-примитивните прояви на живота. Това са биологично образование от клетъчно ниво и по-долу: подклетъчни органели, като изолирани клетъчни ядки, митохондрии, рибозоми, хромозомни, клетъчни мембрани; Допълнителни системи, стоящи на границата на живот и нежимат - вируси, включително бактериофаги и завършващи с молекули на най-важните компоненти на живата материя - нуклеинови киселини и протеини.

Отличителна черта М. b. е триизмерността му. Същност на М. б. Гледане на М. Перуз да интерпретира биологичните функции в понятията на молекулярната структура. М. b. Неговата задача да получи отговори на въпроса "Как" със същността на ролята и участието на цялата структура на молекулата и на въпроси "защо" и "защо", намиране, от една страна, връзката между Свойствата на молекулата (отново, преди всичко, протеини и нуклеинови киселини) и функциите, извършвани от нея, и от друга страна, ролята на такива индивидуални функции в цялостния комплекс от прояви на живота.

Основни постижения молекулярна биология. Това не е пълен списък на тези постижения: разкриването на структурата и механизма на биологичната функция на ДНК, всички видове РНК и рибозоми, разкриване генетичен кодШпакловка отваряне на обратна транскрипция, т.е. ДНК синтеза на РНК матрицата; изследване на механизмите за функциониране на респираторни пигменти; Отваряне на триизмерната структура и нейната функционална роля в действието на ензимите, принципа на матрица синтез и механизми на биосинтеза на протеини; оповестяване на структурата на вирусите и механизмите на тяхната репликация, първично и частично пространствена структура на антитела; Изолиране на отделни гени, химически и след това биологичен (ензимен) генен синтез, включително човек, извън клетката (in vitro); прехвърляне на гени от един организъм към друг, включително в човешки клетки; бързо да дешифрират химическата структура на нарастващия брой отделните протеини, главно ензими, както и нуклеинови киселини; Откриване на явленията на "самостоятелно събрание" на някои биологични обекти на все по-нарастваща сложност, варираща от молекули на нуклеинова киселина и се движат към многокомпонентни ензими, вируси, рибозоми и др.; Заснемане на алотични и други основни принципи на регулиране биологични функции и процеси.

Най-важните направления на MB:

- Молекулярна генетика - изследване на структурната и функционална организация на генетичния апарат на клетките и механизма за прилагане на наследствена информация

- Молекулярна вирусология - изследване на молекулни механизми на взаимодействие на вируси с клетки

- Молекулярна имунология - изследване на моделите на имунни отговори на тялото

- Молекулярна биология на развитието - изследването на появата на сортове клетки по време на индивидуално развитие Организации и специализация на клетките

Основните обекти на изследването са вируси (включително бактериофаги), клетки и субклетъчни структури, макромолекули, многоклетъчни организми.

Може да се каже, че молекулярната биология изследва проявите на живота на неживите структури или системи с елементарни признаци на жизненоважна активност (които могат да бъдат отделни биологични макромолекули, техните комплекси или органели), изследване, как се изпълняват ключови процеси, характеризиращи се на живо Химически взаимодействия и трансформации.

Разпределението на молекулярната биология от биохимия към независима област на науката е продиктувано от факта, че основната му задача е да проучи структурата и свойствата на биологичните макромолекули, участващи в различни процеси, намирането на механизмите на тяхното взаимодействие. Биохимията се занимава с проучването на процесите на жизненоважна активност, моделите на техния поток в живия организъм и превръщането на молекулите, придружаващи тези процеси. В крайна сметка молекулярната биология се опитва да отговори на въпроса, защо това или този процес се случва, докато биохимията отговаря на въпросите къде и как се случва процесът на химията.

История

Молекулярната биология като отделна посока на биохимия започнаха да се образуват през 30-те години на миналия век. Тогава тогава за задълбочено разбиране на феномена на живота имаше нужда от насочени проучвания молекулярно ниво Процеси на съхранение и предаване на наследствена информация в живите организми. Тогава задачата на молекулярна биология се определя в изследването на структурата, свойствата и взаимодействието на нуклеиновите киселини и протеини. Терминът "молекулярна биология" е бил използван за първи път от английския учен Уилям Астбъри в контекста на проучванията относно изясняването на зависимостите между молекулярната структура и физическите и биологичните свойства на фибриларните протеини, като колаген, кръвна фибрин, или рязане на мускулни протеини .

На зората на появата на молекулярна биология, РНК се счита за компонент на растенията и гъбите, а ДНК се счита за типичен компонент на животинските клетки. Първият изследовател, който е доказал, че ДНК се съдържа в растенията, Андрей Николаевич Белозенски, който е разпределил ДНК грах през 1935 година. Това откритие установи факта, че ДНК е универсална нуклеинова киселина, присъстваща в растенията и животинските клетки.

Сериозно постижение беше създаването на пряка причинно-следствена връзка между гените и протеините. В техните експерименти, те подложени на неврографски клетки ( Невроспора.crassa.) Задържане на облъчването, което доведе до мутация. Получените резултати показват, че това доведе до промяна в свойствата на специфични ензими.

През 1940 г. Алберт Клод разпредели цитоплазмените гранули, съдържащи цитоплазмата от цитоплазмата на животинските клетки, които са по-малко митохондрии. Той ги нарече микрозоми. Впоследствие, в проучването на структурите и свойствата на изолираните частици, е установена тяхната основна роля в биосинтезата на протеините. През 1958 г., на първия симпозиум, посветен на тези частици, беше решено да се наричат \u200b\u200bтези частици рибозоми.

Друга важна стъпка в развитието на молекулярната биология се публикува през 1944 г., експерименталните данни на Osvalda Everie, Colin Maclaud и Mclep, които показват, че причината за трансформацията на бактериите е ДНК. Това беше първото експериментално доказателство за ролята на ДНК при прехвърлянето на наследствена информация, която беше развенчана от предишната важна идея за протеиновия характер на гените.

В началото на 50-те години Фредерик Сангер показа, че протеиновата верига е уникална последователност от аминокиселинни остатъци. В края на 50-те години Макс Перус и Джон Кендрю дешифрират пространствената структура на първите протеини. Вече през 2000 г. бяха известни стотици хиляди естествени аминокиселинни последователности и хиляди пространствени структури.

По същото време проучването на Ервин Харгаф му позволи да формулира правилата, описващи съотношението на азотните основи в ДНК (правилата казват, че независимо от разликите в ДНК, количеството на китозин е равно на количеството на цитозин. и количеството аратин е равно на броя на темитина), което помогна да се направи по-нататъшното пробив в молекулярната биология и един от най-големите открития в биологията като цяло.

Това събитие е настъпило през 1953 г., когато Джеймс Уотсън и Франсис Крийк, базирани на творбите на Розалинд Франклин и Морис Уилкинс рентгенов структурен анализ ДНК, инсталира двуваръчна структура на ДНК молекулата. Това откритие дава възможност да се отговори на основния въпрос относно способността на превозвача на наследствена информация за саморазразуване и да разбере механизма за предаване на такава информация. Същите учени са формулирани от принципа на взаимно допълване на азотните основи, като имат ключово значение за разбирането на механизма за образуване на надмолекулни структури. Този принцип се използва сега, за да опише всички молекулярни комплекси, позволява да се опишат и прогнозират условията за появата на слаби (безценни) междумолекулни взаимодействия, които определят възможността за формиране на вторични, третични и др. Структурите на макромолекулите, потока на самостоятелността на супрамолекулни биологични системи, които определят такова голямо разнообразие от молекулни структури и техните функционални набори. В същото време през 1953 г. е имало научен вестник на вестник на молекулярна биология. Той се оглавява от Джон Кендри, сфера научни интереси което е изследването на структурата на кълбовидните протеини ( Нобелова награда 1962 заедно с Макс Перуз). Подобно списание "Молекулярна биология" е основано в СССР V. A. Engelhardt през 1966 година.

През 1958 г. Франсис Крийк е формулирал така наречената. Централна догма молекулярна биология: идея за необратимостта на потока на генетична информация от ДНК чрез РНК към протеини съгласно ДНК схема → ДНК (репликация, създаване на копие на ДНК), ДНК → РНК (транскрипция, генериране на гени ), РНК → Протеин (превод, декодиране на структурни информационни протеини). Тази догма през 1970 г. е коригирана донякъде правилно, като се вземат предвид натрупаните знания, тъй като феноменът на обратната транскрипция е отворен независимо Хауърд Toye и David Baltimore: е бил открит ензим - обратен случай, който отговаря за прилагането на обратната транскрипция - формирането на две вериги DNA на едноверижна РНК матрица, която се среща от онкогенни вируси. Трябва да се отбележи, че стриктната нужда от потока на генетична информация от нуклеинови киселини към протеините е все още в основата на молекулярната биология.

През 1957 г. Александър Сергеевич Спин заедно с Андрей Николаевич Белозерски показа, че със значителни разлики в нуклеотидния състав на ДНК от различни организми, съставът на общата РНК е подобен. Въз основа на тези данни, те стигнаха до сензационното заключение, че общата РНК клетка може да действа като носител на генетична информация от ДНК до протеини, тъй като не го съвпада в състава му. В същото време те забелязали, че има малка част от РНК, която напълно съответства на ДНК в нейния нуклеотиден състав и който може да бъде истински носител на генетични нарушения от ДНК към протеини. В резултат на това те прогнозират съществуването на относително малки РНК молекули, които са в структурата на аналозите на отделни ДНК секции и извършват ролята на посредници при предаване на генетична информация, съдържаща се в ДНК в рибозомите, където протеиновите молекули се синтезират, използвайки тази информация . През 1961 г. (S. BRENNER, F. JACOB, M. Mesheselson от едната страна и F. go, Francois Jacob и Jacques Mono са били първите, които са имали потвърждение за съществуването на такива молекули - информация (матрица) РНК. Тогава те се развиха Концепцията и модела на функционалните ДНК оперо единици, които позволяват да се обясни точно как да се регулира изразът на гени в прокариоти. Изследване на механизмите на биосинтеза на протеини и принципите на структурната организация и експлоатацията на молекулярни машини-рибозоми - направени Възможно е да се формулира постулатът, описващ движението на генетична информация, наречено Централната догма на молекулярна биология: ДНК - ДНК IRNK - протеин.

През 1961 г. и през следващите няколко години Хайнрих Матиха и Маршал Ниренберг, а след това Харм Корана и Робърт Холи бяха проведели няколко работа по дешифрирането на генетичния код, в резултат на което беше непосредствената връзка между структурата на ДНК и синтезираните протеини установена и нуклеотидната последователност определя набор от аминокиселини в протеин. Също получени данни за универсалността на генетичния код. Откритията бяха отбелязани от Нобелова награда от 1968 година.

За развитие модерни идеи На РНК функциите, откриването на не-коригиращи РНК, направено от Александър Сергеевич, съвместно с Андрей Николаевич Белозенски, 1958 г., Чарлз Бренер със съавтори и космирал Солар, 1961. Този тип РНК е основната част от клетъчната РНК. Неразядното главно включва рибозомална РНК.

Методи за отглеждане и хибридизация на животинските клетки, получени сериозно развитие. През 1963 г. Francois Jacob и Sydnema Benner са формулирани от идеите за репликата - последователности почитат гени, обясняващи важните аспекти на регулирането на репликацията на гените.

През 1967 г. в лабораторията А. С. Спирин е показал за първи път, че формата на компактно охладена РНК определя морфологията на рибозомната частица.

През 1968 г. е направено значително фундаментално откритие. Разпоредбата, намирането на фрагменти от ДНК на забавящата верига в изследването на процеса на репликация, посочен в чест от фрагменти от разпоредбата, изяснени механизма за репликация на ДНК.

През 1970 г. е имало значително откритие самостоятелно до Хауърд и Дейвид Балтимор: открит е значителен откриващ ензим, който е отговорен за прилагането на обратната транскрипция - образуването на двуверижна ДНК на едноверижна РНК матрица, която се появява в онкогенни вируси, съдържащи РНК.

Друго важно постижение на молекулярната биология е обяснението на механизма на мутациите на молекулярно ниво. В резултат на поредица от проучвания бяха установени основни видове мутации: дублиране, инверсии, делеции, трансукации и транспониране. Това позволи да се разгледат еволюционните промени от гледна точка на генните процеси, което е възможно да се разработи теорията за молекулярните часове, която се използва във филог.

До началото на 70-те години бяха формулирани основните принципи на функциониране на нуклеиновите киселини и протеини в жив организъм. Установено е, че протеините и нуклеиновите киселини в тялото се синтезират от матричния механизъм, матричната молекула носи криптирана информация за последователността на аминокиселини (в протеин) или нуклеотиди (в нуклеинова киселина). При репликиране (ДНК се удвоява) или транскрипция (синтез на IRNA), ДНК се сервира чрез такава матрица, при излъчване (синтез на протеин) или обратна транскрипция - IRNA.

Така бяха създадени теоретични предпоставки за разработване на приложни посоки на молекулярна биология, по-специално генетично инженерство. През 1972 г. Пол Берг, Херберт Бур и Стенли Коен разработиха молекулярна клонираща технология. След това те се получават за първи път в тръбната рекомбинантна ДНК. Тези изключителни експерименти поставят основите на генното инженерство и тази година се счита за датата на раждане на тази научна посока.

През 1977 г. Frederick Sanger и независимо Allan Maxam и Walter Gilbert разработиха различни методи за определяне на първичната структура (секвениране) на ДНК. Метод на певицата, така нареченият метод за прекъсване на веригата е в основата на модерния метод на секвениране. Принципът на последователност се основава на използването на белязани бази, действащи като терминатори в реакция на циклична секвениране. Този метод е широко разпространен поради способността бързо да се анализира.

1976 - Фредерик. Sanger е дешифрирала нуклеотидната последователност на фага φ174 ДНК от 5375 нуклеотидни двойки.

1981 - сърповидната анемия става първото генетично заболяване, диагностицирано чрез ДНК анализ.

1982-1983 Откриване на каталитичната функция на РНК в американски лаборатории T. Check и S. Oltman промени съществуващата идея за изключителната роля на протеините. По аналогия с каталитични протеини - ензими, каталитични RNAs се наричат \u200b\u200bрибоза.

1987 Carey Mulletis отвори полимеразна верижна реакция, поради което е възможно изкуствено да се увеличи значително броят на ДНК молекулите в разтвор за по-нататъшна работа. Към днешна дата това е един от най-важните методи на молекулярна биология, използвана в изследването на наследствените и вирусни заболявания, при изучаване на гени и в генетичната идентификация на индивида и създаването на родство и др.

През 1990 г., в същото време три групи учени публикуват метод, който позволява синтетичната функционално активна РНК в лабораторията на синтетична функционално активна РНК (изкуствена рибоза или молекули, взаимодействащи с различни лиганди - аптамери). Този метод се нарича "еволюция в епруветка". И скоро след това, през 1991-1993 г. в лабораторията A.b. Четверина експериментално показа възможността за съществуване, растеж и амплификация на РНК молекули под формата на колонии върху твърда среда.

През 1998 г., почти едновременно Craig Melo и Andrew Faer, описани по-рано с генетични експерименти с бактерии и цветове РНК намеса, при което малка двуверсирана молекула от РНК води до специфично потискане на генната експресия.

Откриването на механизма за интерференция на РНК има много важно практическо значение за съвременната молекулярна биология. Този феномен се използва широко в научни експерименти Като инструмент за "изключване", т.е. потискане на изразяването на отделните гени. От особен интерес се причинява от факта, че този метод позволява извършването на обратимо (временно) потискане на дейността на изследваните гени. В ход са проучванията за използване на този феномен за лечение на вирусни, туморни, дегенеративни и метаболитни заболявания. Трябва да се отбележи, че през 2002 г. са отворени мутанти от полиоми вируси, способни да избягват РНК смущения, следователно дори да се наложи трудна работа за разработване на наистина ефективни методи на лечение въз основа на това явление.

През 1999-2001 г. няколко групи изследователи се определят с резолюция от 5.5 до 2.4 Angstroms структурата на бактериалните рибозоми.

Нещо

Постиженията на молекулярната биология в познаването на дивата природа са трудни за надценяване. Големият успех успя да постигне благодарение на успешната концепция за изследване: сложните биологични процеси се разглеждат от позицията на отделните молекулярни системи, което дава възможност за прилагане на точни физикохимични изследвания. Той също привлече много велики умове от свързани упътвания до тази област на науката: химия, физика, цитология, вирусология, която също има благоприятен ефект върху обхвата и скоростта на научните познания в тази област. Такива значителни открития като дефиниция на структурата на ДНК, дешифрирането на генетичния код, изкуственото изменение на генома, дава възможност значително да се попречи на спецификата на процесите на развитие на организмите и успешно решаване на многобройните най-важни фундаментални и приложни научни, медицински и социални задачи, които все още не са били разумни.

Предмет на изследване на молекулярната биология е предимно протеини, нуклеинови киселини и молекулни комплекси (молекулни машини) на тяхната основа и процесите, в които участват.

Нуклеиновите киселини са линейни полимери, състоящи се от нуклеотидни връзки (съединения от петчленена захар с фосфатна група с пети цикъл атом и един от четирите азотни бази), свързани с естерната връзка на фосфатните групи. Така, нуклеинова киселина е пентозофосфат полимер с азотни основи като странични заместители. Химичният състав на РНК веригата се различава от ДНК в това, че първият се състои от петчленен въглехидрат цикъл от рибоза, докато вторият е от дехидроксилирано производно на рибоза - дезоксирибоза. В този случай, пространствените тези молекули се различават драстично, тъй като РНК е гъвкава едноверижна молекула, докато ДНК е двуверна молекула.

Протеините са линейни полимери, които са вериги алфа-аминокиселини, свързани с пептидна връзка, от където тяхното второ име е полипептиди. Съставът на естествените протеини включва много различни аминокиселинни единици - при хора до 20 -, което определя голямото разнообразие от функционални свойства на тези молекули. Тези или други протеини участват в почти всеки процес в организма и изпълняват много задачи: играят ролята на клетъчен строителен материал, осигуряват транспорт на вещества и йони, катализирани химична реакция- Този списък е много дълъг. Протеините образуват стабилни молекулни конформации на различни нива на организация (вторични и третични структури) и молекулни комплекси, което е още по-разширяващо тяхната функционалност. Тези молекули могат да имат висока специфичност, за да изпълняват всякакви задачи, дължащи се на образуването на сложна пространствена глобуларна структура. Голямото разнообразие от протеини осигурява постоянния интерес на учените към този тип молекули.

Съвременните идеи за темата за молекулярната биология се основават на обобщение, номинирано за първи път през 1958 г. от Франсис Крик като централна догма на молекулярна биология. Неговата същност се състои в одобрение, че генетичната информация в живите организми претърпява строго определени етапи на изпълнение: копиране от ДНК в ДНК наследяване, от ДНК до РНК, и след това от РНК към протеини и обратният преход не се прилага. Това твърдение беше доста само от частта, затова впоследствие централната догма беше коригирана със заем на тези, отворени нови данни.

В момента са известни няколко начина за прилагане на генетичен материал, представляващ различни последователности от прилагането на три вида генетична информация, са известни: ДНК, РНК и протеин. В девет възможни пътища за изпълнение се отличават три групи: това са три общи трансформации (общи), които обикновено се прилагат в повечето живи организми; Три специални трансформации (специални), извършвани в някои вируси или в специални лабораторни условия; Три неизвестни трансформации (неизвестни), чието прилагане се счита за невъзможно.

Общата трансформация включва следните начини за прилагане на генетичния код: ДНК → ДНК (репликация), ДНК → РНК (транскрипция), РНК → Протеин (предаване).

За да извършите прехвърлянето на наследствени черти, родителите трябва да предават потомците пълна ДНК молекула. Процесът, поради който, въз основа на оригиналната ДНК, точното му копие може да бъде синтезирано и следователно генетичният материал може да бъде предаден, наречен репликация. Тя се извършва от специални протеини, които обръщат молекулата (изправете своя сайт), двупръстни спирали и с помощта на ДНК полимераза, създайте точно копие на оригиналната молекула на ДНК.

За да се гарантира поминъчността на клетката, тя трябва непрекъснато да влиза в генетичния код, определен в двойната спирала на ДНК. Въпреки това, тази молекула е твърде голяма и неясна, за да я използва като директен източник на генетичен материал за непрекъснат синтез на протеини. Следователно, по време на прилагането на информацията, поставена в ДНК, има етап на медиация: синтез на IRNA, който е малка едноверижна молекула, допълващо определено рязане на ДНК, кодираща някои протеини. Процесът на транскрипция се осигурява от РНК полимераза и транскрипционни фактори. Получената молекула може да бъде лесно доставяна до клетъчния отдел, отговорен за синтеза на протеини - рибозом.

След влизане и РНК, последният етап на прилагане на генетична информация идва в рибозома. В същото време рибозомът гласи с IRNA генетичен код с тризнаци, наречени кодони и синтезира съответния протеин въз основа на получената информация.

По време на специалните трансформации генетичният код се осъществява съгласно схемата РНК → РНК (репликация), РНК → ДНК (обратна транскрипция), ДНК → Протеин (предаване на живо). Репликацията на този вид се осъществява в много вируси, където се извършва от ензимна РНК-зависима РНК полимераза. Подобни ензими също са в еукариоти, където те са свързани с процеса на обосновка на РНК (заглушаване). Обратната транскрипция се открива в ретровируси, където се извършва под действието на ензима за обратна транскриптаза, както и в някои случаи в еукариотни клетки, например с телемерен синтез. Предаването на живо се извършва само в изкуствени условия в изолирана система извън клетката.

Всяка от три възможни генетични информационни преходи от протеин в протеин, РНК или ДНК се счита за невъзможна. Случаят с излагане на чинии за протеини, в резултат на което се формира подобен прион, може да бъде разумно да се припише на вида на генетичната информация на протеина → протеин. Въпреки това, това не е формално, защото не влияе на аминокиселинната последователност в протеин.

Историята на появата на термина "централна догма" е любопитна. Тъй като думата догма като цяло означава изявление, което не е съмнително, и самата дума има ясен религиозен подтекст, като го избира като описание научен факт Не е съвсем легитимен. Според самия Франсис Крийк това беше неговата грешка. Искаше да даде разширена теория за по-голямо значение, разпределяйки го на фона на други теории и хипотези; За което реши да използва това величествено, според неговото представяне, думата, без да разбира истинското си значение. Името обаче е готи.

Молекулярна биология днес

Бързото развитие на молекулярната биология, постоянният интерес към постиженията в тази област от компанията и обективното значение на научните изследвания доведе до появата на голям брой големи изследователски центрове на молекулярната биология в световен мащаб. Сред най-големите трябва да се споменат, както следва: Лаборатория по молекулярна биология в Кеймбридж, Кралски институт в Лондон - във Великобритания; Институт по молекулярна биология в Париж, Марсилия и Страсбург, Институт Пастьор - във Франция; Катедри по молекулярна биология в Институт по технологии на Харвардския университет и Масачузетс, университет в Бъркли, в Калифорнийския технологичен институт, в университета Рокфелер в Института за здраве в Бетс - в Съединените щати; Институти на Макс Планк, университети в Готинген и Мюнхен, Централен институт по молекулярна биология в Берлин, институти в Йена и Хале - в Германия; Каролайн Институт в Стокхолм в Швеция.

В Русия водещите центрове в тази област са Институтът за молекулярна биология. V.A.AGLGARDT RAS, Институт по молекулярна генетика на Руската академия на науките, Институт по биология, Гена Рас, Институт по физико-химична биология. А.н. Белозенски Московски държавен университет. М.В. Ломоносов, Институт по биохимия. A.n.bach RAS и Институтът по протеин на Руската академия на науките в Пушчино.

Днес областта на интересите на молекулярните биолози обхваща широк спектър от фундаментални научни въпроси. Изследване на структурата на нуклеиновите киселини и протеиновата биосинтеза, структурата на структурата и функциите на различни вътреклетъчни структури и клетъчни повърхности заемат водещата роля. Също така важни области на изследване са изследването на механизмите за приемане и предаване на сигнали, молекулни механизми на транспортиране на съединения в клетката, както и от клетката към външната среда и обратно. В основните направления на страната на научното търсене в областта на приложната молекулярна биология, един от най-приоритетите е проблемът с възникването и развитието на тумори. Също така, много важна посока, изследването на която секция на молекулярна биология е ангажирана с молекулярна генетика, е изследването на молекулярната основа на появата на наследствени заболявания и вирусни заболявания, като например СПИН, както и развитието на начини за предотвратяване и, вероятно лечение на нивото на гена. Широко разпространените употреби намериха откритието и развитието на молекулярни биолози в съдебномедицински лекарства. Истинската революция в областта на идентифицирането на личността е направена през 80-те години от страна на учени от Русия, САЩ и Великобритания, благодарение на разработването и прилагането на метода на "геномната дактилоскопия" в ежедневната практика на личността на ДНК. Проучванията в тази област не са спрени до днес, съвременни методи Позволете ви да създадете човек с вероятност за грешка един милиард процента. Вече има активно развитие на проекта на генетичен паспорт, за което трябва да бъде позволено да се намали силно престъпността.

Методология

Днес молекулярната биология има обширни методи на арсенал, които позволяват решаването на най-напредналите и най-сложни задачи, пред които са изправени учените.

Един от най-често срещаните методи в молекулярната биология е гел електрофорезакоето решава проблема с разделянето на смес от макромолекули по размер или чрез зареждане. Почти винаги, след отделянето на макромолекули в гела, се използва поплъзване, метод, който ви позволява да прехвърляте макромолекули от гела (сорбита) към повърхността на мембраната за удобство на по-нататъшно работа с тях, по-специално хибридизация. Хибридизацията е образуването на хибридна ДНК на две вериги, имащи различна природа - метод, който играе важна роля в основните изследвания. Използва се за определяне допълнително Сегменти в различна ДНК (ДНК от различни видове), с нейната помощ търсенето на нови гени се случва, с неговата помощ е отворена намеса, а нейният принцип се основава на геномната дактилоскопия.

По-голяма роля в съвременната практика на молекулярни биологични изследвания се играе от метода на секвениране - определяне на последователността на нуклеотидите в нуклеинови киселини и аминокиселини в протеини.

Модерната молекулярна биология не може да бъде представена без метод за реакция на полимераза (PCR). Благодарение на този метод се извършва увеличаване на количеството (амплификация) на копия на някои ДНК последователност, за да се направи достатъчно количество вещество от една молекула за работа с нея. Подобен резултат се постига чрез технология на молекулярна клониране, при която необходимата нуклеотидна последователност се въвежда в бактериалните ДНК (живи системи), след което възпроизвеждането на бактерии води до желания резултат. Този подход е технически много по-сложен, но ви позволява едновременно да се получи резултат от изследването на нуклеотидната последователност.

Методите на ултрацентрофугиране са широко използвани в молекулярни биологични проучвания (за отделяне на макромолекули (големи количества), клетки, органели), методи за електронна и флуоресцентна микроскопия, спектрофотометрични методи, рентгенов структурен анализ, авторадиография и други подобни.

Благодарение на техническия прогрес и научни изследвания в областта на химията, физиката, биологията и компютърните науки, модерното оборудване ви позволява да разпределите, изучавате и променяте отделни гени и процеси, в които участват.

31.2

За приятели!

справка

Молекулярната биология е нараснала от биохимия през април 1953 година. Външният му вид е свързан с имената на Джеймс Уотсън и Франсис вик, който отвори структурата на ДНК молекулата. Откриването е било възможно чрез изследване на генетиката, бактериите и биохимията на вирусите. Професия Молекулярният биолог не е широко разпространен, но днес ролята му модерно общество Много добре. Голям брой Болести, включително прояви на генетичното ниво, изисква учените да намерят решения на този проблем.

Описание на дейността

Вирусите и бактериите постоянно мутират, което означава, че човек престава да помага на лекарствата и болестите да станат трудни. Задачата на молекулярната биология е да се измъкнем от този процес и да се развие ново средство за защита на болестите. Учените работят според добре дефинираната схема: блокиране на причините за заболяването, премахване на механизмите за наследственост и улесняване на състоянието на пациента. Съществуват редица центрове, клиники и болници в света, където молекулярните биолози да помагат на пациентите да развиват нови лечения.

Мита на труда

Задълженията на молекулярния биолог включват изследването на процесите в клетката (например промени в ДНК в развитието на тумори). Също така, експертите проучват характеристиките на ДНК, тяхното влияние върху целия организъм и отделна клетка. Такива проучвания се извършват, например, въз основа на PCR (полимераза верижна реакция), което ви позволява да анализирате тялото върху инфекции, наследствени заболявания и да определите биологичната връзка.

Характеристики на кариерния растеж

Професия Молекулярният биолог е доста обещаващ в своята област и днес твърди първите места в класацията на медицинските професии на бъдещето. Между другото, молекулярният биолог не е непременно през цялото време да остане в тази област. Ако има желание да се промени генерирането на класове, тя може да се преквалифицира в мениджърите по продажби на лабораторни съоръжения, да започне да разработва инструменти за различни проучвания или да отвори вашия бизнес.

Молекулярната биология е оцеляла за период на бързо развитие на собствените си изследователски методи, което сега е различно от биохимията. По-специално, тя включва методи за генетично инженерство, клониране, изкуствена експресия и нокауза на гените. Тъй като ДНК е съществен носител на генетична информация, молекулярната биология е станала много близо до генетиката, а молекулярната генетика се образува едновременно, което е едновременно част от генетиката и молекулярната биология. Точно както молекулярната биология използва вируси като инструмент за изследване, във вирусологията, методите на молекулярна биология се използват за решаване на техните задачи. Изчислителните техники участват в анализа на генетичната информация и следователно се появяват нови насоки на молекулярна генетика, които понякога се разглеждат от специални дисциплини: биоинформатика, геномика и протеомика.

История на развитието

Това основно откритие е изготвено от дълга фаза на изследване на генетиката и биохимия на вируси и бактерии.

През 1928 г. Фредерик Грифит първо показа, че екстрактът от убит патогенни бактерии може да предава знак за патогенност чрез неопасни бактерии. Изследването на трансформацията на бактериите в бъдеще доведе до пречистване на патогенно средство, което, противно на очакванията, не е протеин, но нуклеинова киселина. Самата нуклеинова киселина не е опасна, тя прехвърля само гените, които определят патогенността и други свойства на микроорганизма.

През 50-те от 20-ти век е показано, че бактериите имат примитивен сексуален процес, те могат да обменят екстрахромозомна ДНК, плазмиди. Откриването на плазмид, както и трансформация, се основава на плазмидната технология, разпределена в молекулярната биология. Друго важно откритие за методологията е откриването в началото на вирусите от 20-ти век за бактерии, бактериофаги. Фаги могат също да носят генетичен материал от една бактериална клетка към друга. Инфекцията на бактериите чрез фаги води до промяна в състава на бактериалната РНК. Ако без фаги, съставът на РНК е подобен на състава на бактериалната ДНК, след това след инфекция на РНК става по-скоро като ДНК бактериофаг. Така беше установено, че структурата на РНК се определя от ДНК структурата. На свой ред скоростта на синтеза на протеините в клетките зависи от броя на РНК протеин комплекси. Така че е формулиран централна догма молекулярна биология: ДНК ↔ РНК → протеин.

По-нататъшното развитие на молекулярната биология е придружено както от развитието на неговата методология, по-специално изобретяването на метода за определяне на нуклеотидната последователност на ДНК (U. Gilbert и F. Senger, Нобелова награда в Химия от 1980 г.) и нови открития областта на изследване на структурата и функционирането на гените (виж историята на генетиката). До началото на XXI век са получени данни върху първичната структура на цялата човешка ДНК и редица други организми най-важни за медицината, селското стопанство и научните изследвания, което доведе до няколко нови направления в биологията: геномки, биоинформатика и др. .

Вижте също

Молекулярна биология (списание)
Transcriptomic.
Молекулярна палеонтология
EMBO - Европейска организация на молекулярни биолози

Литература

Сингер М., Берг П. Гени и геноми. - Москва, 1998.
Стент Г., Калдар R. Молекулярна генетика. - Москва, 1981.
Sambrook J., Fritsch E.f., Maniatis T. Молекулярно клониране. - 1989.
Патрушев Л. I. Изразяване на гени. - m.: Наука, 2000. - 000 s., Il. ISBN 5-02-001890-2.

Връзки

Фондация Wikimedia. 2010.

Област Ардатов в района Nizhny Novgorod
Област Арзама на района Nizhny Novgorod

Гледайте каква е "молекулярната биология" в други речници:

МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ - Изрежда OSN. Свойства и прояви на живот на молекулярно ниво. Най-важните посоки в М. б. Има проучвания на структурно функционалната организация на генетичния апарат на клетките и механизма на прилагане на наследствена информация ... ... Биологичен енциклопедичен речник

МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ - изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Оказва се как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхранението и прехвърлянето на наследствена информация, превръщането на енергия в живите клетки и др. Явлението се дължи на ... Голям енциклопедичен речник

МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ Модерна енциклопедия

МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ - Молекулярна биология, биологично изследване на структурата и функционирането на молекулите, от които живее живите организми. Основните сектори на изследването включват физичните и химичните свойства на протеините и нуклеиновите киселини, като ДНК. Вижте също… … Научен и технически енциклопедически речник

молекулярна биология - Раздел BIOL., Който изследва основните свойства и прояви на живот на молекулярно ниво. Оказва се как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхранението и прехвърлянето на наследствена информация, трансформацията на енергията в живите клетки и ... ... Речник на микробиологията

молекулярна биология - - Теми на биотехнологията en Молекулярна биология ... Директория за технически преводач

Молекулярна биология - Молекулярната биология, изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Оказва се как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхранението и прехвърлянето на наследствена информация, трансформацията на енергията в живите клетки и ... ... Илюстриран енциклопедичен речник

Молекулярна биология - науката, която притежава своята задача, познаването на естеството на явленията на живота чрез изучаване на биологични обекти и системи на ниво се приближава молекулярно, а в някои случаи постигането на този лимит. Крайната цел по едно и също време ... ... Big. съветска енциклопедия

МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ - проучва явленията на живота на нивото на макромолекулите (ch. програми и нуклеидни до t) в безболезнени структури (рибозоми и др.), при вируси, както и в клетки. Обект m. b. Определяне на ролята и механизма на функционирането на тези макромолекули въз основа на ... ... Химическа енциклопедия

молекулярна биология - изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Оказва се как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхранението и прехвърлянето на наследствена информация, трансформацията на енергията в живите клетки и други явления ... ... Енциклопедичен речник

Книги

Молекулярни биологични клетки. Събиране на задачи, J. Wilson, T. Hunt. Книгата на американските автори - Приложение Ko 2 - Mush Edition на учебника "Молекулярна биология на клетките" Б. Алберт, Д. Брая, J. Lewis и др. Съдържа въпроси и задачи, чиято цел е да се задълбочи ...

Молекулярна биология

науката, която притежава своята задача, познаването на естеството на явленията на живота чрез изучаване на биологични обекти и системи на ниво се приближава молекулярно, а в някои случаи постигането на този лимит. Крайната цел е да се разбере как и до каква степен характерните прояви на живота, като наследственост, се възпроизвеждат сходни, протеинови биосинтеза, възбудимост, растеж и развитие, съхранение и трансфер на информация, трансформация на енергия, мобилност и др. структурата, свойствата и взаимодействието на биологично важни молекули, предимно два основни класа на биополимери с високо молекулно тегло (виж биополимери) - протеини и нуклеинови киселини. Отличителна черта на М. б. - проучване на житейски явления за неживни съоръжения или тези, които са присъщи на най-примитивните прояви на живота. Това са биологични образувания от клетъчното ниво и по-долу: подклетъчни органели, като изолирани клетъчни ядки, митохондрии, рибозоми, хромозомни, клетъчни мембрани; Следваща - Системи, стоящи на границата на живот и нежимат - вируси, включително бактериофаги и завършващи с молекули на най-важните компоненти на живата материя - нуклеинови киселини (виж нуклеинови киселини) и протеини (виж протеините).

М. b. - нов обхват на естествената наука, тясно свързан с дългогодишните области на обучение, които са обхванати от биохимия (вж. Биохимия), биофизика (виж биофизиката) и биоорганична химия (виж биоорганична химия). Разграничението тук е възможно само въз основа на счетоводството на използваните методи и върху основния характер на използваните подходи.

Фондацията, на която е разработена М. Б, е поставена от такива науки като генетика, биохимия, физиология на елементарни процеси и др. Според произхода на неговото развитие, M. b. Инфисимулиране с молекулярна генетика (виж молекулярна генетика) , който продължава да прави важна част от М. б., въпреки че е образувано вече до голяма степен в независима дисциплина. Изпълнение M. B. От биохимия, продиктувана от следните съображения. Задачите на биохимията са ограничени главно до декларацията за участието на някои химически вещества с определени биологични функции и процеси и изясняване на естеството на техните трансформации; Водещата стойност принадлежи към информацията за реактивността и основните характеристики на химическата структура, изразена от обичайната химична формула. Т. За., По същество вниманието се фокусира върху трансформациите, които засягат основните предизвикателства. Междувременно, L. Pauling OM е подчертан , в биологични системи А проявите на жизненоважна активност трябва да бъдат разпределени чрез непълнителни облигации, действащи в същата молекула, но различни видове връзки, които причиняват междумолекулни взаимодействия (електростатични, ван дер ваали, водородни връзки и др.).

Крайният резултат от биохимичното изследване може да бъде представен под формата на система от химически уравнения, обикновено напълно изчерпателна чрез тяхното изображение в равнината, т.е. в две измерения. Отличителна черта на М. b. е триизмерността му. Същност на М. б. М. Perus се счита за тълкуване на биологичните функции в понятията за молекулярната структура. Може да се каже, че ако преди, когато изучавате биологични обекти, е необходимо да се отговори на въпроса "това", т.е. какви са веществата, и въпроса "къде" - в какви тъкани и органи, след това M. b. поставя задачата си да получи отговори на въпроса "как", който да доведе до същността на ролята и участието на цялата структура на молекулата и на въпросите "защо" и "защо", намиране, от една страна, връзката Между свойствата на молекулата (отново, преди всичко, протеините и нуклеиновите киселини) и функциите, извършвани от нея, и от друга страна, ролята на такива индивидуални функции в общия комплекс от прояви на живота.

Решаващата роля се придобива чрез взаимно подреждане на атомите и техните групи обща структура Макромолекули, техните пространствени връзки. Това се отнася както за индивидуални, индивидуални, компоненти и цялостна конфигурация на молекулата като цяло. Той е в резултат на появата на строго детерминистична обемна структура на биополимерна молекула придобива тези свойства, по силата на които те се оказват способни да служат като материална база биологични функции. Този принцип на подхода към изследването на живота е най-характерният, типичен ред М. b.

Историческа справка. Огромното значение на изследването на биологичните проблеми на молекулярно ниво предвижда I. П. Павлов , Кой говори за последния етап от науката за живота - физиологията на живата молекула. Терминът "М. б. " Англичанинът бе използван за първи път. Научен U. Astbury в приложение към изследвания, свързани с изясняване на зависимостите между молекулярната структура и физическите и биологичните свойства на фибрилар (влакнести) протеини, като колаген, кръвен фибрин или мускулни контрактивни протеини. Широко се прилага терминът "М. б. " стомана от началото на 50-те години. 20 V.

Появата на М. б. Тъй като формираната наука е обичайна до 1953 г., когато J. Watson Om и F. Creek om в Кеймбридж (Обединеното кралство) разкриват триизмерна структура на деоксирибонуклеинова киселина (виж дезоксирибонуклеинова киселина) (ДНК). Това позволи да се говори за това как подробностите на тази структура определят биологичните функции на ДНК като материален носител на наследствена информация. По принцип ДНК е станала известна по-рано по-рано за тази роля (1944) в резултат на произведенията на американската генетика OT Avery със служители (виж молекулярна генетика), но не е известно на което зависи степента, до която тази функция зависи от това молекулната структура на ДНК. Това е възможно само след в лабораториите на UL BRAGG (вж. Състояние на Браг - WULF), J. Bernal A, и други. Са разработени нови принципи на рентгеновия структурен анализ, който осигурява използването на този метод за подробни познания за пространствената структура на макромолекулите на протеини и нуклеинови киселини.

Нива на молекулярна организация. През 1957 г. Кендрю е инсталирал триизмерната структура на миоглобин А , И през следващите години това е направено от М. Перуз срещу хемоглобин А. Формулирани са идеите за различни нива на пространствената организация на макромолекулата. Първичната структура е последователността на отделни единици (мономери) във веригата на получената полимерна молекула. За протеини мономерите са аминокиселини , За нуклеинови киселини - нуклеотиди. Линейна, филаментозна биоголимерна молекула в резултат на водородни връзки, има способността да се вписва по определен начин в пространството, например в случай на протеини, като L. poling се показва, за да се придобие формата на спиралата. Това се обозначава като вторична структура. За третичната структура казват, когато една молекула притежава вторична структураОсвен това се сгъва по един или друг начин, запълване на триизмерното пространство. Накрая, молекулите с триизмерна структура могат да влязат във взаимодействие, естествено разположени в пространството спрямо помежду си и да образуват това, което се обозначава като кватернерна структура; Неговите отделни компоненти обикновено се наричат \u200b\u200bсубединици.

Най-зрителният пример за това как молекулярната триизмерна структура определя биологичните функции на молекулата, служи като ДНК. Той притежава структурата на двойна спирала: две нишки, които идват в обратна посока (анти-паралел), един около друг, образувайки двойна спирала с взаимно комплементарно местоположение на основата, т.е. така, че срещу определена база от една верига винаги в друга верижна основа по най-добрия начин Осигурява образуването на водородни връзки: Adepine (а) образува двойка с тимин (Т), гуанин (g) - с цитозин (с). Такава структура създава оптимални условия за най-важните биологични функции на ДНК: количественото умножаване на наследствената информация в процеса на клетъчно делене, като същевременно се поддържа качествената неизменност на този поток от генетична информация. При разделянето на конезната клетка на двойната спирала на ДНК, която служи като матрица или шаблон, мутация и на всеки от тях, допълнителна нова нишка се синтезира при действието на ензимите. В резултат на това се получават две правилно идентични дъщерни молекули (виж клетки, миц) от една ДНК майка молекула.

Също така, в случай на хемоглобин, той се оказа, че неговата биологична функция - способността да се прикрепи кислород в белите дробове, а след това да се придаде на тъканите - е тясно свързана с особеностите на триизмерната структура на хемоглобина и неговите промени в процеса на прилагане на физиологичната роля. При свързване и дисоциация О 2, настъпват пространствени промени в конформацията на молекулата на хемоглобина, което води до промяна в афинитета на железни атоми, съдържащи се в него към кислород. Промените в размера на хемоглобина молекулата, напомнящи промените в количеството на гърдите по време на дишане, позволено да се назови хемоглобин "молекулярна светлина".

Една от най-важните характеристики на живите обекти е способността им да коригират добре всички прояви на живота. Основен принос M. b. При научни открития е необходимо да се разгледа оповестяването на нов, предварително неизвестен регулаторен механизъм, обозначен като алтернатий като алтернатий. Състои се в способността на вещества с ниско молекулно тегло - така нататък. Лиганди - модифицират специфичните биологични функции на макромолекули, предимно каталитично активни протеини - ензими, хемоглобин, рецепторни протеини, участващи в изграждането на биологични мембрани (виж биологични мембрани), в синаптично предаване (виж синапси) и др.

Три биотични поток.В светлината на представителствата на М. б. Наборът от явления за живот може да се разглежда в резултат на комбинация от три потока: потокът на материята, който е неговото изразяване в метаболитни явления, т.е. асимилация и дисимулация; Потока на енергията, която е задвижване за всички прояви на жизненоважна дейност; и потокът от информация, който прониква не само върху разнообразието на развитието и съществуването на всеки организъм, но и непрекъсната поредица от поколения заместващи взаимно. Това е идеята за потока от информация, направен в доктрината на живия свят чрез развитието на М. b., Налага своя специфичен, уникален отпечатък върху него.

Най-важните постижения на молекулярната биология. Въртене, обхват и дълбочина на въздействието М. б. За успех в познанията за местните проблеми изследването на дивата природа е сравнително в сравнение, например, с влиянието на квантовата теория за развитието на атомната физика. Две вътрешно свързани условия определят този революционен ефект. От една страна, решаващата роля играе откриването на възможността за изучаване на най-важните прояви на жизнената активност в най-простите условия, приближаващи вида на химическите и физическите експерименти. От друга страна, в резултат на определеното обстоятелство, имаше бързо включване на значителен брой представители точни науки - физици, химици, кристалографи, а след това математиците - в развитието на биологични проблеми. В съвкупността му тези обстоятелства са довели до необичайно бърз темп на развитие М. б., Броят и значението на неговия успех, постигнат само за две десетилетия. Това не е пълен списък на тези постижения: разкриването на структурата и механизма на биологичната функция на ДНК, всички видове РНК и рибозоми (виж рибозомите) , Оповестяване на генетичния код (виж кодовия генетичен) ; Отваряне на обратна транскрипция (виж транскрипцията) , i.e. Синтез на ДНК на РНК матрицата; изследване на механизмите за функциониране на респираторни пигменти; Откриване на триизмерната структура и неговата функционална роля в действието на ензимите (виж ензимите) , Принцип на матрица синтез и механизми на биосинтеза на протеини; Оповестяване на структурата на вирусите (виж вируси) и механизмите на тяхната репликация, първична и частично, пространствената структура на антителата; Изолиране на отделни гени , химически, и след това биологичен (ензимен) синтез на ген, включително човек, извън клетката (in vitro); прехвърляне на гени от един организъм към друг, включително в човешки клетки; бързо да дешифрират химическата структура на нарастващия брой отделните протеини, главно ензими, както и нуклеинови киселини; Откриване на явленията на "самостоятелно събрание" на някои биологични обекти на все по-нарастваща сложност, варираща от молекули на нуклеинова киселина и се движат към многокомпонентни ензими, вируси, рибозоми и др.; Заснемайки алотични и други основни принципи за регулиране на биологичните функции и процеси.

Редукционизъм и интеграция. М. b. Това е последният етап от тази посока в изследването на живите обекти, обозначени като "редукционизъм", т.е. желанието да се намалят сложните животозащитни функции на явления, протичащи на нивото на молекулите и следователно достъпни за изследването на физиката и химията методи . Постигнато с М. б. Успехите показват ефективността на този подход. В същото време е необходимо да се вземат предвид, че в естествените условия в клетката, тъканите, органите и цялото тяло се занимаваме със системи за нарастваща степен на усложнение. Такива системи се формират от компонентите на по-ниското ниво чрез редовната им интеграция в целостта, придобиването на структурна и функционална организация и притежават нови свойства. Следователно, като познаване на законите за моделите, които са на разположение за разкриване на молекулярни и прилежащи нива, пред М. b. Задачите за познаването на интеграционните механизми като по-нататъшно развитие в изследването на явленията на живота. Отправната точка тук служи като изследване на силите на междумолекулни взаимодействия - водородни връзки, ван дер ваали, електростатични сили и др., И т.н. неговата тоталност и пространствено място, те образуват това, което може да бъде определено като "интеграционна информация". Тя трябва да се разглежда като една от основните части на споменатото информация. В района на М. б. Примерите за интеграция могат да бъдат явленията на самостоятелността на сложни формации от сместа от техните компоненти. Това включва, например, образуването на многокомпонентни протеини от техните субединици, образуването на вируси от техните съставни части - протеини и нуклеинова киселина, възстановяване на оригиналната рибозомна структура след отделяне на техните протеинови и нуклеинови компоненти и др. Изследването на тези явления е пряко свързан със знанието на основните явления "признаване", молекули на биополимери. Говорим за откриване на кои комбинации от аминокиселини - в протеинови или нуклеотидни молекули - в нуклеинови киселини взаимодействат един с друг в процесите на асоциацията на отделните молекули за образуване на комплекси от строго специфично, инжектиране на определения състав и структура. Това включва процесите на образуване на сложни протеини от техните субединици; Освен това, селективната взаимно обхващане между молекулите на нуклеинови киселини, като транспорт и матрица (в този случай, значително разширява нашата информация оповестяване на генетичния код); И накрая, това е образуването на много видове структури (например, рибозоми, вируси, хромозоми), в които също се включват протеини и нуклеинови киселини. Разкриването на съответните модели, познаването на "езика", които са в основата на определените взаимодействия, е една от най-важните области на М. Б., все още очакват неговото развитие. Тази област се счита за принадлежност към броя на основните проблеми за цялата биосфера.

Задачи на молекулярна биология. Заедно с важните задачи на М. б. (Познаване на законите на "признаване", самосъздаване и интеграция) Настоящата посока на научното търсене на най-близко бъдещето е разработването на методи, които позволяват декриптиране на структурата, а след това триизмерна пространствена организация с високо молекулно тегло нуклеинова киселина. По това време това се постига по отношение на общия план на триизмерната структура на ДНК (двойна спирала), но без точното познаване на нейната основна структура. Бързите успехи в развитието на аналитични методи позволяват да се изчака постигането на тези цели през следващите години. Тук, разбира се, основните приноси идват от представители на свързани науки, предимно физика и химия. Всички най-важни методи, използването на които осигуряват появата и успехите на М. Б., са били предложени и разработени от физици (ултрацентрофугиране, рентгенов анализ, електронна микроскопия, ядрен магнитен резонанс и др.). Почти всички нови физически експериментални подходи (например използването на компютър, синхротрон или спирачка, радиация, лазерна технология и др.) Отварят нови възможности за задълбочено проучване на проблемите на М. b. Сред най-важните задачи на практическия характер, отговорът на който се очаква от М. Б. На първо място има проблем на молекулярните основи на злокачествения растеж, тогава предупредителните пътеки и може би преодоляването на наследствените заболявания - " Молекулни заболявания "(виж молекулни заболявания). От голямо значение ще бъде да се изяснят молекулярните основи на биологичната катализа, т.е. действията на ензимите. Сред най-важните модерни посоки на М. Б. Желанието да дешифрират молекулярните механизми на действието на хормоните (виж хормоните) , Токсични и лекарствени вещества, както и да откриват детайлите на молекулярната структура и функционирането на такива клетъчни структури, като биологични мембрани, участващи в регулирането на процесите на проникване и транспортните вещества. По-далечни цели М. b. - познаване на естеството на нервните процеси, механизмите на паметта (виж паметта) и др. Една от важните възникващи участъци от М. Б. - Т. N. Генетично инженерство, което поставя задачата си, насочена от генетичния апарат (генома ом) на живите организми, започвайки с микроби и по-ниски (единични клетки) и завършва с човек (в последния случай, преди всичко, за да Радикално лечение на наследствени заболявания (виж наследствени заболявания) и корекция на генетични дефекти). За по-обширните интервенции в генетичната основа на дадено лице могат да бъдат част от повече или по-далечно бъдеще, тъй като възниква сериозни пречки както за техническия, така и за принципа. По отношение на микробите, растенията и евентуално s.-H. Животните такива перспективи са много окуражаващи (например получаване на сортове култивирани растения с апарат за фиксиране на азот от въздух и не се нуждаят от тор). Те се основават на успех, който вече е постигнат: изолиран и синтез на гени, прехвърляне на гени от един организъм в друг, използването на масови култури на клетките като производители на икономически или медицински важни вещества.

Организиране на изследвания върху молекулярната биология. Бързо развитие М. b. Той доведе до появата на голям брой специализирани изследователски центрове. Размерът им бързо се увеличава. Най-големият: във Великобритания - лаборатория по молекулярна биология в Кеймбридж, Кралски институт в Лондон; Във Франция - институти на молекулярна биология в Париж, Марсилия, Страсбър, Институт Пастьор; В САЩ - отдели на М. Б. В университетите и институтите в Бостън (Харвардски университет, Масачузетс технологичен институт), Сан Франциско (Бъркли), Лос Анджелис (Технологичен институт в Калифорния), Ню Йорк (Университет Рокфелер), здравни институти в бета и др.; В Германия - институти на Макс Планк, университети в Готинген и Мюнхен; в Швеция - Каролайн Институт в Стокхолм; В ГДР - Централен институт по молекулярна биология в Берлин, институти в Йена и Гале; В Унгария - биологичен център в Szeged. В СССР, първият специализиран институт М. Б. е създаден в Москва през 1957 г. в Академията на науките в СССР (виж ); След това бяха оформени: Институтът за биоорганична химия на USSR академията на науките на СССР в Москва, Института по протеин в Точка, Биологично отдел в Института за атомна енергия (Москва), отдели на М. Б. В институциите на сибирския клон на Академията на науките в Новосибирск, лабораторията на междината на биоорганичната химия на Московския държавен университет, сектора (след това институт) на молекулярната биология и генетиката на Академията на науките на СССР в Киев; Значителна работа на М. б. Води в института връзки с високо молекулно тегло В Ленинград, в редица отдели и лаборатории на Академията на науките на СССР и други отдели.

Заедно с индивидуалните изследователски центрове имаше по-широк мащаб. В Западна Европа европейската организация за М. Б. (EMBO), в което участва над 10 държави. В СССР в Института за молекулярна биология през 1966 г. научният съвет на М. Б., който координира и организира центъра в тази област на знанието. Те пуснаха обширна поредица от монографии на най-важните участъци от М. Б. "Зимни училища" на М. Б, Конференции и симпозиуми по актуални въпроси на М. Б се провеждат редовно. В бъдеще научни съвети за М. б. Създаден в АМН на СССР и много републиканска академия на науките. От 1966 г. има списание "Молекулярна биология" (6 въпроса годишно).

За сравнително краткосрочно в СССР значително отрязване на изследователите в областта на М. Б е нараснало; Това са учени от възрастни поколения, които частично са включили интересите си от други региони; В основната маса това са многобройни млади изследователи. От водещите учени, възприели активно участие в формирането и развитието на М. Б. В СССР е възможно да се наименуват като А. А. Баев, А. Н. Белозирски, А. Е. Браунщайн, Ю. А. Овчиннеков, А. С. Спирин, М. М. Шимиякин, V. A. Engelgardt. Нови постижения M. b. И молекулярната генетика ще бъде улеснена от решението на Централния комитет на ЦПСС и Министерския съвет на СССР (май 1974 г.) "относно мерките за ускоряване на развитието на молекулярната биология и молекулярната генетика и използването на техните постижения в. \\ T национална икономика. "

Осветено: Wagner R., Mitchell G., генетика и метаболизъм, транс. от английски, M., 1958; Се различава и А., биоенергетика, на. от английски, M., 1960; Anfinsen k., молекулярни основи на еволюцията на. от английски, M., 1962; Stanley W., Walenes E., вируси и природа на живота, пера. от английски, M., 1963; Молекулярна генетика, на. от. Английски, част 1, М., 1964; Volkenstein M. V., молекули и живот. Въведение в молекулярната биофизика, М., 1965; Gauovits F., химия и протеини, пера. от английски, M., 1965; Bresler S. E., Въведение в молекулярната биология, 3 Ед., М. - Л., 1973; Ingram V., биосинтезен макромолекули, на. от английски, M., 1966; Engelgardt V. A., молекулярна биология, в областта на биологията в СССР, М., 1967; Въведение в молекулярната биология, на. от английски, M., 1967; Watson J., молекулярна биология на ген, на. от английски, M., 1967; Финанси J., биологични ултраструктури, на. от английски, M., 1970; Bendall J., мускулите, молекулите и движението, на. от английски, M., 1970; О, М., Биологичен код, на. от английски, M., 1971; Молекулярна биология на вирусите, М., 1971; Молекулярни основи на биосинтеза на протеин, М., 1971; Bernhard C., структура и ензим функция, на. от английски, M., 1971; Спин А. С., Гаврилова Л. П., Рибозом, 2 Ед., М., 1971; Франкл-Конрат Х., Химия и биология на вирусите, на. от английски, M., 1972; Smith K., Henouwt F., молекулярна фотобиология. Инактивиране и процеси на възстановяване, на. от английски, M., 1972; Харис, основите на биохимичната генетика на човек, лента. от английски, M., 1973.

V. A. Engelgardt.

Велика съветска енциклопедия. - т.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .