Moleküler biyoloji okuyor. Moleküler Biyolojinin Öğesi, Görevleri ve Amaçları

Moleküler Biyoloji / m ə. l.ɛ içinJ.ʊ l.ər. / Biyolojik aktivitenin moleküler olarak, Biyomoleküller arasındaki biyolojik aktivitenin moleküler temelinde, DNA, RNA, Proteinler ve biyosentezi arasındaki etkileşimler de dahil olmak üzere, bu etkileşimlerin düzenlenmesinin yanı sıra, çeşitli hücre sistemlerinde biyolojik aktivitenin moleküler temelidir. B yazın doğa 1961'de Astbury moleküler biyolojiyi açıkladı:

Yaklaşım olarak bu kadar fazla teknik değil, sözde temel bilimlerin bakış açısına göre, karşılık gelen moleküler plan için klasik biyolojinin büyük ölçekli tezahürlerinin altında bulma fikrine sahip olan temel bilimlerle ilgili bir yaklaşım. Özellikle ilgileniyor formlar Biyolojik moleküller ve [...] çoğunlukla üç boyutlu ve yapısal olarak - bu, bunun anlamı, bunun sadece morfolojinin açıklamasıdır. Aynı zamanda, oluşum ve işlevleri keşfetmelidir.

Diğer biyolojik bilimlere karşı tutum

Moleküler biyoloji alanındaki araştırmacılar, moleküler biyolojinin büyüyen özel yöntemlerini kullanır, ancak daha fazla ve daha fazla genetik ve biyokimyadan yöntemler ve fikirlerle birleştirin. Bu disiplinler arasında tanımlanmamış bir çizgi var. Bu, aşağıdaki şemada, alanlar arasında olası bir ilişki türünü gösteren:

• Biyokimya Canlı organizmalarda kimyasalların ve hayati süreçlerin incelenmesidir. Biyokimyenlerin biyomoleküllerin rollerine, işlevlerine ve yapılarına odaklanmak zordur. Biyolojik süreçler için kimya çalışması ve biyolojik olarak aktif modülün biyokimya örnekleri ile sentezi.
• Genetik organizmalardaki genetik farklılıkların etkisinin çalışmasıdır. Bu, genellikle normal bileşenin çıkarılmasını sağlar (örneğin, gen). "Mutantların" çalışması, "vahşi tip" veya normal fenotip olarak adlandırılan bir veya daha fazla fonksiyonel bileşen tarafından düzenlenir. Genetik etkileşimler (epistasis) genellikle böyle "nakavt" çalışmalarının basit yorumlarıyla karıştırılır.
• Moleküler Biyoloji Çoğaltma, transkripsiyon, çeviri ve hücre işleme işlemlerinin moleküler temellerinin çalışmasıdır. Genetik malzemenin RNA'da kopyalandığı ve daha sonra protein içine çevrilen moleküler biyolojinin merkezi dogması, kapsamlı olmasına rağmen, alanı anlamak için hala iyi bir başlangıç \u200b\u200bnoktası sağlar. Resim, ortaya çıkan yeni RNA rollerinin ışığında revize edildi.

Moleküler Biyoloji Yöntemleri

Moleküler klonlama

Protein fonksiyonunu incelemek için en temel moleküler biyoloji yöntemlerinden biri, moleküler klonlamadır. Bu teknikte, bir polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve / veya plazmid (ekspresyon vektöründe) kısıtlama enzimleri ile ilgi çeken bir proteini kodlayan DNA. Vektör 3 ayırt edici özelliklere sahiptir: çoğaltma başlangıcı ve çoklu klonlama bölgesi (MCS) ve seçici işaretleyici, bir kural olarak, antibiyotiklere karşı dirençle. Yukarıdaki çoklu klonlama bölgesi, promotör alanları ve klonlanmış genin ekspresyonunu düzenleyen başlangıç \u200b\u200btranskripsiyonlarıdır. Bu plazmid, bakteriyel veya hayvan hücrelerine yerleştirilebilir. DNA'nın bakteri hücrelerine uygulanması, çıplak DNA'nın emilimi, interhalüler temaslar kullanılarak veya viral bir vektör kullanılarak transdüksiyon ile konjugasyonlarla dönüştürülerek yapılabilir. DNA'nın, hayvan hücreleri gibi ökaryotik hücrelere tanıtılması, fiziksel veya kimyasal yollarla transfeksiyon denir. Transfeksiyon fosfat, elektroporasyon, mikroenjeksiyon ve lipozomal transfeksiyon gibi çeşitli farklı transfeksiyon yöntemleri mevcuttur. Plazmid, sabit bir transfeksiyona yol açan genom içine entegre edilebilir veya geçici dönüşüm işlemleri adı verilen genomdan bağımsız kalabilir.

DNA, şu anda hücrenin içinde ve proteinlerin içindeki proteinleri kodlayan DNA şimdi ifade edilebilir. İndüklenebilir promotörler ve proteinin yüksek seviyelerde protein ilgisini ifade etmenize yardımcı olacak spesifik hücresel sinyallik faktörleri gibi çeşitli sistemler. Büyük miktarda protein daha sonra bir bakteriyel veya ökaryotik hücreden çıkarılabilir. Protein, farklı durumlarda enzimatik aktivite için kontrol edilebilir, protein kristalleştirilebilir, bu nedenle üçüncül yapısı incelenebilir veya farmasötik endüstrisinde, yeni ilaçların proteine \u200b\u200bkarşı aktivitesi incelenebilir.

Polimeraz zincirleme reaksiyonu

Makromoleküller lekeleme ve çalışma

Terimler kuzey , batı ve oryantal Leke başlangıçta olanlardan alıyor moleküler Biyoloji Terimde oynanan şaka Sarewnet EDWIN Southern tarafından lekelenmiş DNA hibridizasyonu için tarif edilen tekniğin ardından. Patricia Thomas, RNA Geliştirici - Botting, o zaman kuzey - Blotting , bu terimi gerçekten kullanmayın.

Sauternibotting

Mucitinin onuruna, Biyolog Edwin South, Sarew - Blot, bir DNA örneğinde belirli bir DNA dizisinin varlığını incelemek için bir yöntemdir. Kısıtlama enziminden önce veya sonra DNA örnekleri, sindirimler jelde elektroforez ile ayrılır ve ardından kılcal bir eylem kullanarak leke kullanarak membrana aktarılır. Membran daha sonra ilgi duyulan DNA'ya eklemek için bir baz dizisine sahip olan etiketli DNA - probuna maruz kalır. Güney leke, DNA örneklerinden DNA spesifik dizilerini tespit etmek için PCR gibi diğer yöntemlerin yeteneği nedeniyle bilimsel laboratuarda daha az yaygın olarak kullanılır. Bu lekeler, ancak transgenik farelerdeki kopya sayısının transgen ölçümü veya embriyonik kök hücrelerin nakavt çizgilerinin geninin mühendisliğinde bazı uygulamalar için kullanılır.

Kuzey Blotting

Kuzey Blot Grafiği

Doğu lekesi

Moleküler biyolojiden kaynaklanan klinik çalışmalar ve tıbbi tedavi yöntemleri kısmen gen terapisi ile kaplanmıştır. Tıpta moleküler biyoloji veya moleküler hücre biyolojisinin kullanılması şimdi moleküler tıp denir. Moleküler biyoloji, yeni ilaçları, hastalık teşhisini ve hücre fizyolojisini etkili bir şekilde hedeflemek için kullanılabilecek, çeşitli hücrelerin çeşitli bölümlerinin eğitim, eylem ve düzenlemelerinin anlaşılmasında önemli bir rol oynar.

daha fazla okuma

• Cohen, SN, Chang, NKD, Boyer, H. & Heling, RB Biyolojik olarak fonksiyonel bakteri plazmidlerinin inşaatı laboratuvar ortamında .

1. Giriş.

Moleküler biyoloji ve genetik nesnesi, görevleri ve yöntemleri. Moleküler biyoloji ve genetik mühendisliği oluşumunda "klasik" genetiğinin ve mikroorganizmaların genetiğinin değeri. "Klasik" ve moleküler genetikte gen kavramı, evrimi. Genetik mühendisliğin metodolojisinin moleküler genetiğin geliştirilmesinde katkısı. Biyoteknoloji için genetik mühendisliğin uygulanmış değeri.

2. Kalıtımın moleküler tabanı.

Hücre kavramı, makromoleküler kompozisyon. Genetik malzemenin doğası. Genetik DNA fonksiyonunun kanıtı tarihi.

2.1. Çeşitli nükleik asit türleri. Nükleik asitlerin biyolojik fonksiyonları. Kimyasal yapısı, mekansal yapı ve nükleik asitlerin fiziksel özellikleri. Genetik malzeme pro yapısının özellikleri - ve ökaryotlar. Wastson-Scream bazların tamamlayıcı çiftleri. Genetik Kod. Genetik kodunu çözme tarihi. Kodun ana özellikleri: üçlü, virgülsüz kod, dejenerasyon. Kod Sözlüğü, Kodon ailesi, anlamsal ve "anlamsız" kodonların özellikleri. DNA halkası molekülleri ve SuperPioPlement DNA kavramı. Topoisomers DNA ve onların çeşitleri. Aksiyon topoizomeraz mekanizmaları. DNA Giraz Bakterileri.

2.2. DNA Transkripsiyonu. RNA polimeraz fiyatlandırılması, alt birimi ve üç boyutlu yapı. Çeşitli sigma faktörleri. Prokary ışın genlerinin promotörü, yapısal elemanları. Transkripsiyon döngüsünün aşamaları. Başlatma, "açık kompleks", uzama ve transkripsiyon fesihinin eğitimi. Transkripsiyon zayıflaması. Tryptofan operonunun ifadesinin düzenlenmesi. "Ribopers". Transkripsiyon sonlandırma mekanizmaları. Olumsuz ve pozitif transkripsiyon düzenlemesi. Laktoz operonu. Lambda Fajının Geliştirilmesinde Transkripsiyon Yönetmeliği. DNA düzenleyici proteinlerin tanınması prensipleri (SAR proteini ve baskılayıcı faj lambda). EUKARYOTA'daki transkripsiyonun özellikleri. Ökaryotlarda RNA işleme. Transkriptlerin tiging, splasing ve poliadenilasyonu. Splotsing mekanizmaları. Küçük nükleer RNA ve protein faktörlerinin rolü. Alternatif splasing, örnekler.

2.3. Yayın yapmak, Aşamaları, ribosoma işlevi. Hücredeki ribozomların lokalizasyonu. Prokaryotik ve ökaryotik ribozom türleri; 70'ler ve 80s ribozomlar. Morfoloji ribosoma. Alt bölümler için bölünme (alt birimler). AMINOACIL-TRNA'nın uzama döngüsündeki kodona bağlı bağlanması. Kod-Anti-Chodon etkileşimi. EF1 EF1 (EF-TU) faktörünün aminoakil-TRNA'nın ribozoma ile bağlanmasında katılım. EF1B uzama faktörü (EF-TS), işlevi, katılımıyla reaksiyonlar dizisi. Aminoakil-TRNA'nın ribozomu ile kodona bağlı bağlanma aşamasını etkileyen antibiyotikler. Aminoglikosidat antibiyotikleri (streptomisin, neomisin, kanamisin, gentamisin vb.), Eylemlerinin mekanizması. Ribozomlu bir aminoakil-trad bağlayıcı inhibitörler olarak tetraples. Çeviri başlangıcı. Başlatma sürecinin ana aşamaları. Prokaryotm'de çeviri başlatması: Başlatma faktörleri, başlatıcı kodonlar, 3 ¢ RNA-RNA RNA-Ribozomal Subcourse ve MRNA'da zincir-Dallerno dizisi. Eucariot Tercüme Başlangıcı: Başlatma faktörleri, başlatıcı kodonlar, 5 ¢ -franslated alan ve CEP-bağımlı "son" başlangıcı. Ökaryotlarda "Dahili" CEP-Bağımsız Başlatma. Transpeptidasyon. Transpeptidasyon inhibitörleri: kloramfenik, lincomycin, amizetin, streptograminler, anisomisin. Transfer. EF2 Uzatma Faktörünün (EF-G) ve GTF'nin katılımı. Translokasyon İnhibitörleri: Fusidik asit, vyomisin, eylem mekanizmaları. Yayının sonlandırılması. Kodonların sonlandırılması. Prokaryotların ve ökaryotların sonlandırılması için protein faktörleri; İki fesih faktörü ve eylem mekanizmalarının sınıfları. Prokaryotlarda çevirinin düzenlenmesi.

2.4. DNA kopyalama ve genetik kontrolü. Çoğaltma ile ilgili polimeranslar, enzimatik aktivitelerinin özellikleri. DNA üreme doğruluğu. DNA bazları arasındaki sterik etkileşimlerinin replikasyon altında rolü. Polimeraz I, II ve III E. coli. Polimeraz Subunit III. Plug replication, "Lider" ve "gecikme" iplikleri çoğaltma sırasında. Hükümlerin parçaları. Çoğaltma çatalındaki protein kompleksi. E. Soli'de replikasyon başlatmanın düzenlenmesi. Çoğaltmanın bakteri ile feshi. Plazmid çoğaltma düzenlemesinin özellikleri. Yuvarlak replikasyon ve replikasyon haddeleme halkası türüne göre.

2.5. Rekombinasyon, Onun çeşitleri ve modelleri. Genel veya homolog rekombinasyon. Rekombinasyon başlatan DNA çift boşlukları. Yeniden boyutlu boşlukların tarifel sonrası repuarnasyonunda rekombinasyonun rolü. Rekombinasyon modelinde tepenin yapısı. E. coli'de genel rekombinasyonun enzimolojisi. Recbcd kompleksi. Reca proteini. DNA hasarı sırasında DNA sentezi sağlanmasında parmakların rolü, çoğaltmayı keser. Eukarot'ta rekombinasyon. EUKAROT'ta rekombinasyonun enzimleri. Siteye özgü rekombinasyon. Genel ve bölgeye özgü rekombinasyonun moleküler mekanizmalarındaki farklılıklar. Rekombinazın sınıflandırılması. Siteye özgü rekombinasyonda gerçekleştirilen kromozomal yeniden düzenleme türleri. Bakterilerdeki siteye özgü rekombinasyonun düzenleyici rolü. Fajın sitesine özgü rekombinasyonunu kullanarak çok hücreli ökaryotların kromozomlarının tasarlanması.

2.6. DNA tamir. Tazminat türlerinin sınıflandırılması. Thyminik dimerlerin ve metillenmiş guanin'in doğrudan tamir edilmesi. Kesme alanları. Glikosilaz. Eşleşmemiş nükleotidlerin (uyumsuzluk tamircisi) tamir mekanizması. Refranlı DNA ipliğini seçin. SOS-Repraration. Polymeraz DNA'nın Prokaryotm ve Eukaryota'daki SOS-Reprarlara dahil olan özellikleri. Bakteriler tarafından "uyarlanabilir mutasyonlar" fikri. İki boyutlu boşlukların tazminatı: Homolog sonrası söz konusu rekombinasyon ve DNA molekülünün homolog olmayan uçlarını birleştirir. Çoğaltma, rekombinasyon ve onarım işlemlerinin ilişkisi.

3. Mutasyon süreci.

Biyokimyasal mutantların bir gen teorisinin oluşumunda rolü bir enzimdir. Mutasyonların sınıflandırılması. Nokta mutasyonları ve kromozomal yeniden yapılandırılması, eğitimlerinin mekanizması. Spontan ve indüklenmiş mutajenez. Mutajenlerin sınıflandırılması. Mutajenezin moleküler mekanizması. Mutajenez ve tazminat ilişkisi. Mutantların tanımlanması ve seçilmesi. Bastırma: intrajenik, intergrengic ve fenotipik.

4. Numaran genetik elemanlar.

Plazmitler, yapıları ve sınıflandırması. Son faktör F, yapısı ve yaşam döngüsü. Faktör F'nin hareketli hale getirme kromozomal transferinin rolü. HFR ve F tipi bağışçıların oluşumu. Konjugasyon mekanizması. Bakteriyofajlar, onların yapısı ve yaşam döngüsü. Köysüz ve ılımlı bakteriyofajlar. Lisoches ve transdüksiyon. Genel ve spesifik transdüksiyon. Genetik elemanların geçirilmesi: dizi, rolleri Genetik değişim. Prokaryotizm ve ökaryot genomlarında DNA -Transponders. Bakterilerin, yapıları. Bakteriler ve ökaryotik organizmalar. Doğrudan ilişki kurmayan ve çoğaltılmış transpozisyon mekanizmaları. Yatay transpozon transferini ve yapısal reaksiyondaki rolünü (ektopik rekombinasyon) ve genomun evriminde rol oynayın.

5. Genin yapısı ve işlevi incelenmesi.

Genetik analiz unsurları. CIS-Trans tamamlama testi. Konjugasyon, transdüksiyon ve dönüşüm kullanarak genetik eşleme. Bina genetik haritalar. İnce genetik eşleme. Gen yapının fiziksel analizi. Heteroduesx analizi. Kısıtlama analizi. Sıralama Yöntemleri. Polimeraz zincirleme reaksiyonu. Gen fonksiyonunun tespiti.

6. Gen ekspresyonunun düzenlenmesi. Opero ve düzenli konsept. Transkripsiyon başlatma düzeyinde kontrol. Promotor, operatör ve düzenleyici proteinler. Gen ekspresyonunun pozitif ve negatif kontrolü. Transkripsiyon sonlandırma düzeyinde kontrol. Katabolit kontrollü operler: laktoz, galaktoz, arabin ve maltoz operon modelleri. Zayıflatıcı kontrollü operonlar: triptofan opeker modeli. Gen ekspresyonunun çok değerlikli düzenlemesi. Global Yönetmelik Sistemleri. Strese düzenleyici cevap. Sonraki kontrol. Sigal Transdüksiyon. RNA katılımıyla düzenleme: Küçük RNA, duyusal RNA.

7. Genetik mühendisliğin temelleri. Kısıtlama enzimleri ve modifikasyonları. Genlerin seçimi ve klonlanması. Moleküler klonlama için vektörler. Rekombinant DNA'nın tasarımının ilkeleri ve alıcı hücrelere girişleri. Genetik Mühendisliğinin Uygulamalı Yönleri.

fakat). Ana Edebiyat:

1. Watson J., Tuz J., Rekombinant DNA: Kısa kurs. - M.: Mir, 1986.

2. Genler. - M.: Barış. 1987.

3. Moleküler Biyoloji: Nükleik asitlerin yapısı ve biyosentezi. / Ed. . - M. daha yüksek shk. 1990.

4. - Moleküler biyoteknoloji. M. 2002.

5. Ribozomları ve protein biyosentezini döndürür. - m.: Yüksek Okul, 1986.

b). Ek literatür:

1. Hesin genomu. - m.: Bilim. 1984.

2. Rybchin Genetik Mühendisliği. - SPB.: Spbbtu. 1999.

3. Patrushev Genleri. - m.: Bilim, 2000.

4. Modern mikrobiyoloji. Prokaryotes (2 TT.). - M.: Mir, 2005.

5. M. Şarkıcı, P. Berg. Genler ve genomlar. - M.: Mir, 1998.

6. Mühendislik atıştırmalıkları. - Novosibirsk: Sib'den. Univ., 2004.

7. Stepanov Biyolojisi. Proteinlerin yapısı ve işlevi. - M.: V. SH., 1996.

Moleküler biyolog, misyonu, insanlığın tehlikeli hastalıklardan kurtuluşunda, özen göstermeyen tıp alanında bir araştırmacıdır. Bu tür hastalıklar arasında, örneğin, onkoloji, bugün, dünyadaki ölümlerin ana nedenlerinden biri haline gelmiştir, lider-kardiyovasküler hastalıklar için sadece biraz daha düşüktür. Kanser onkolojisinin erken teşhisi için yeni yöntemler, kanserin önlenmesi ve tedavisi, modern tıbbın önceliğidir. Onkoloji alanındaki moleküler biyologlar, erken tanı için antikorlar ve rekombinant (genetik olarak tasarlanmış) proteinler geliştirmektedir veya vücuttaki ilaçların hedeflenmiş teslimidir. Bu kürenin uzmanları, araştırma ve klinik faaliyetlerde daha da kullanmak için yeni organizmalar ve organik maddeler oluşturmak için en gelişmiş bilim ve teknolojinin en gelişmiş başarılarını kullanmaktadır. Moleküler biyolog kullanan yöntemler arasında - klonlama, transfeksiyon, enfeksiyon, polimeraz zincir reaksiyonu, sekanslama genleri ve diğerleri. Rusya'da Moleküler Biyologlar ile ilgilenen şirketlerden biri, PraimBiomed LLC. Kuruluş, onkolojik hastalıkları teşhis etmek için antikorların üretimi yapılmaktadır. Bu tür antikorlar esas olarak tümörün türünü, kökenli ve malign, yani metastaz kabiliyeti (vücudun diğer bölümlerine yayılmış) belirlemek için kullanılır. Antikorlar, çalışma altındaki dokunun ince bölümlerine uygulanır, daha sonra tümör hücrelerinde bulunan, ancak sağlıklı ve bunun tersi olan bazı proteinlerle hücrelere bağlanırlar. Çalışmanın sonuçlarına bağlı olarak, daha fazla tedavi atanır. PRAIMBIOMED müşterileri arasında sadece tıbbi değil, aynı zamanda bilimsel kurumlardır, çünkü antikorlar araştırma problemlerini çözmek için kullanılabilir. Bu gibi durumlarda, özel bir sırayla belirli bir görevin altında, çalışma altında protein ile iletişim kurabilen benzersiz antikorlar yapılabilir. Şirket'in bir başka vaat eden araştırma alanı, vücuttaki ilaçların (hedef) teslimi hedeflenmiştir. Bu durumda, antikorlar taşıma olarak kullanılır: yardımları ile ilaçlar doğrudan etkilenen organlara teslim edilir. Böylece, tedavi daha verimli hale gelir ve örneğin, örneğin kemoterapiden, aynı zamanda diğer hücreleri de etkileyen kemoterapiden daha az olumsuz sonuçlara sahiptir. Önümüzdeki yıllarda bir moleküler biyolog mesleği, giderek daha popüler olması bekleniyor: Bir kişinin ortalama yaşam beklentisindeki artışla, onkolojik hastalıkların sayısı artacaktır. Tümörlerin erken teşhisi ve moleküler biyologlar tarafından elde edilen maddelerin yardımı ile yenilikçi tedavi yöntemleri hayat kurtaracak ve kalitesini çok sayıda insan için geliştirir.

Temel Mesleki Eğitim

Faiz, uzmanların işgücü piyasasında belirli bir eğitim seviyesine göre dağılımını yansıtır. Mesleğin gelişimi için temel uzmanlıklar yeşil olarak işaretlenmiştir.

Beceriler ve yetenekler

• Reaktifleri, numuneleri ele alma yeteneği, küçük nesnelerle çalışabilmeniz gerekir.
• Çok miktarda bilgi ile iş becerileri
• Silah çalışma yeteneği

İlgi ve Tercihler

• Yeni bir şeyi tanımak arzusu
• Çoklu görev modunda çalışabilme (aynı anda birkaç reaksiyon ve işlemin seyrini izlemek gerekir)
• Doğruluk
• Sorumluluk (yarın için "işten ayrılmak imkansızdır", çünkü örnekler bozulabilir)
• Scripulusity
• İyi iş
• Dikkat (mikroişlemiyetleri takip etmeniz gerekir)

İnsanlarda meslek

Maria Shitova

Daria Samoilova

Alexey Grachev

Onkoloji alanındaki moleküler biyoloji, kansere karşı mücadelenin dünya tıbbının önceliklerinden biri olduğu için perspektif bir profesyonel yöndür.

Moleküler biyologlar, bilim, biyoteknolojik ve yenilikçi işletmelerin aktif gelişimi ile bağlantılı olarak birçok alanda talepte bulunur. Bugüne kadar, özellikle uzmanlık alanında belirli bir deneyime sahip olanlar, küçük bir uzman eksikliği vardır. Şimdiye kadar, çok sayıda mezun, yurtdışında çalışmak için ayrılmaya devam ediyor. Artık Rusya'da biyoteknoloji alanında etkili çalışma olanakları ortaya çıkmaya başlıyor, ancak kütle hakkında konuşmak için çok erken.

Moleküler bir biyoloğun çalışması, bir uzmanın aktif katılımını, kariyer gelişimi için bir mekanizma haline gelen bilimsel faaliyetlerde aktif katılımını önler. Mesleğindeki gelişme, bilimsel projelere ve konferanslara katılım yoluyla mümkündür, bitişik bilgi alanlarının gelişimi ile mümkündür. Ayrıca, genç bir araştırmacının önde gelen bir bilimsel çalışanı, Profesör ve / veya Bölüm / Laboratuar Başkanı'na kıdemli bir araştırmacı aracılığıyla da akademik bir gelişme var.

röportaj

Sergei Pirogov - 2012 yılında "fil ve zürafa" tarafından düzenlenen biyoloji biyolojisi için hazırlıkların katılımcısı
Biyolojide Uluslararası Universiade'nin Kazananı
Lomonosov Olympiad Kazanan
2012'de tüm Rusya Biyolojisi Olympiad'ın bölgesel aşamasının galibi
Moskova Devlet Üniversitesi'ni öğrenin. M.V. Biyolojik Fakülte'de Lomonosov: 6. Kursta Moleküler Biyoloji Bölümü. Moleküler Genetik Enstitüsü'nün biyokimyasal genetiğinin laboratuarında çalışır.

- Seryozha, eğer okuyucuların soruları varsa, onlara sorabilecekler mi?

Evet, elbette, en azından hemen soru sorabilirsiniz. Bu alanda:

Bir soru sormak için tıklayın.

- Hadi okulla başlayalım, süper bir okul değil mi görünüyorsun?

Çok zayıf bir Moskova Okulu Okulu'nda, böyle bir ortalama bir okul okudum. Doğru, biz okulun büyük bir nominal "sanat tarihi" oryantasyonu olduğu için teşekkürler, MHC'de harika bir öğretmen vardı.

- Peki ya biyoloji?

Herkesin korktuğu bir sağır ve keskin bir kadın olan çok yaşlı bir yaşlı biyolojisi vardı. Ama konusuna olan sevgi eklemedi. Çocukluğumdan beri biyoloji hakkında beş yıldan beri tutkulu oldum. Kendimi, çoğunlukla anatomi ve zooloji düşkünlüğünü okudum. Bu yüzden okul denekleri kendi çıkarlarıma paralel olarak var oldu. Hepsi Olimpiyatları değiştirdi.

- Bana bunun hakkında biraz daha bahset.

7. sınıfta, ilk önce belediye sahnesinde (elbette, hemen hemen hemen her konuda) yer aldım, çünkü öğretmenlerin gönderme gerekçesi olan tek öğrenciydim). Ve biyolojinin galibi oldu. Sonra okul komik olarak tepki gösterdi, ancak çok ilginç bir gerçek değil.

- Okulda sana yardım ettin mi?

Parlak bir çalışmaya rağmen, öğretmenden sıklıkla, "kökünün ampulünün kesimi olarak boyanması gerektiği gibi," kökünün kesimi olarak boyanması gerektiğini "gibi sık sık elde ettiğini hatırlıyorum. Bütün bunlar oldukça iç karartıcıydı. 8. sınıfta, yine Olimpiyatlara gittim, ama nedense bana biyolojiye göndermedim. Ancak diğer konular için kazanan ve ödül haline geldi.

- 9. sınıfta neydi?

9. sınıfta bölge sahnesine gitmedi. Orada, beklenmedik bir şekilde zayıf, Borderline noktasını, bölgesel aşamaya geçtiği ortaya çıktı. Güçlü bir motive edici kuvvete sahipti - ne kadar ortaya çıktığının farkındalığı, kaç kişiyi bilmiyorum, tüm bunlar bilmiyorum (ülkenin ölçeğinde, hayal etmekten korktuğum ülkenin ölçeğinde kaç kişi).

- Bana nasıl hazırlanacağını söyle.

Yoğun bağımsız ders, kitapçıların baskınları ve geçen yılki görevlerin binlerce kişi iyileşme etkisi olmuştur. Teori için en büyük noktalardan birini attım (bu da bana tamamen aniden), pratik aşamaya gitti ... ve ona başarısız oldu. O zaman, hala pratik bir aşamanın varlığını bilmiyordum.

- Olympiad seni etkiledi mi?

Hayatım radikal olarak değişti. Diğer birçok Olimpiyatı öğrendim, özellikle de SKO'yu sevdim. Daha sonra, çoğu, Lomonosov sayesinde bazı kazanılan iyi sonuçlar gösterdi, sınavsız girme hakkını aldı. Paralel olarak, Olimpiyatları, nesli olmayan nefes almadığım, sanatın tarihi üzerine kazandım. Doğru, pratik turlarla güler yüzlü değildi. 11. sınıfta, hala son aşamaya geldim, ancak servet olumlu değildi ve bu sefer bu sefer teorik aşamadaki cevapların matrisini doldurmak için zamanım yoktu. Ancak pratik için fazla endişelenmemesine izin verildi.

- birçok olimpodi ile tanıştınız mı?

Evet, hala meslektaşlarımın dairesiyle çok şanslı olduğuma inanıyorum, ufklarımı genişletti. Olimpiyatların bir başka tarafı, motivasyona ek olarak, konuyu daha uyumlu bir şekilde inceleyin, olympiadons ile tanışmadır. Zaten o zaman, yatay iletişimin bazen dikey olduğundan daha faydalı olduğunu fark ettim - masraflardaki öğretmenlerle.

- Üniversiteye nasıl girdiniz? Fakülte'yi seçin?

11. sınıftan sonra Biofak MSU'ya girdim. Artık yoldaşlarımın çoğu, FBB'nin lehine bir seçim yaptılar, ancak daha sonra öncelikli rol, Osteros'un galibi olmadığı gerçeğiyle oynandı. Bu yüzden, matematiğin iç sınavını almam gerekiyor ve içinde, özellikle de okul - çok daha fazla sevdiğim en yüksek - güçlü değildim. Ve okulda çok zayıf bir hazırlık vardı (neredeyse bütün için hazırlanmadık bile). İlgi açısından, sanırım, nihayetinde, varış yerini ne olursa olsun, herhangi bir sonucu gelebilir. Daha sonra, tercihen ıslak biyolojide hareket eden bir sürü FBI mezun olduğu ve bunun tersi - birçok iyi biyoinformatik sevenlerle başladı. O anda benim gibi olsa da, koşullu, zayıf bir FBBSH'nin bir örneği olarak değildi. Bunda kesinlikle yanıldım.

Biliyor musun?

ilginç

Biliyor musun?

ilginç

Fil kampında ve zürafa, Moskova Devlet Üniversitesi'nden deneyimli öğretmenler olan okul çocuklarının deneysel olduğu ve ayrıca Olimpiyat'lara hazırlanıyorlardı.

© Röportaj Prew Denis Rakes. Fotoğraflar, Sergey Pirogger'ı nazikçe sağladı.

Biyokimya, biyofizik, genetik, sitokimya, birçoğu mikrobiyoloji ve virolojinin birçoğu XX yüzyılın başlangıcında gelişimi. Moleküler düzeyde yaşam fenomenlerinin çalışmasına yakından bakılır. Bu bilimlerin farklı taraflardan aynı anda elde ettiği başarılar, vücut fonksiyonunun ana yönetim sistemlerinin moleküler düzeyde olduğu ve bu bilimlerin daha da ilerlemesinin açıklamaya bağlı olacağı gerçeğinin farkındalığına neden olmuştur. biyolojik fonksiyonlar Organizmaların vücudunu oluşturan moleküller, sentez ve çürüme katılımları, karşılıklı dönüşümler ve hücredeki bileşiklerin çoğaltılması ve ayrıca enerji ve bilgi alışverişi. Bu yüzden bu biyolojik disiplinlerin kimya ve fizik ile birleşmesinde tamamen yeni bir endüstri moleküler biyolojisi vardı.

Biyokimyanın aksine, modern moleküler biyolojinin dikkatinin, esas olarak, ilk önce akan değişim reaksiyonlarının ve ikincisini belirleyen en önemli biyopolimerlerin - proteinlerin ve nükleik asitlerin yapısı ve fonksiyonu çalışmasında konsantre edilir. - Spesifik proteinlerin biyosentezi. Bu nedenle, moleküler biyoloji ve biyokimya arasında net bir ayrım yapılması imkansız olduğu açıktır, genetik, mikrobiyoloji ve virolojinin karşılık gelen bölümleri.

Moleküler biyolojinin ortaya çıkışı, ilgili bölümlerde zaten söylenen yeni araştırma yöntemlerinin geliştirilmesiyle yakından ilişkilidir. Elektron mikroskobu ve diğer mikroskobik teknoloji yöntemlerinin geliştirilmesiyle birlikte, 50'lerde geliştirilen hücre elemanlarının fraksiyonasyon yöntemleri büyük bir rol oynandı. Gelişmiş diferansiyel santrifüjleme yöntemlerine dayanıyorlardı (A. Claud, 1954). Bu süre zarfında, biyopolimyonların tahsis edilmesi ve fraksiyonlanması için zaten güvenilir yöntemler vardı. Bu, özellikle A. Tizelius (1937; Nobel Ödülü, 1948) tarafından önerilen, elektroforezi kullanarak proteinlerin fraksiyonasyon yöntemi, nükleik asitleri yıkama ve temizleme yöntemleri (E. Key, A. Downs, M. Sevag, A. Mirsky). ve diğerleri.). Paralel olarak, dünyanın birçok laboratuvarında, çeşitli kromatografik analiz yöntemleri geliştirilmiştir (A. Martin ve R. Sing, 1941; Nobel Ödülü, 1952), daha sonra önemli ölçüde iyileştirildi.

Biyopolimerlerin yapısının kodunu çözmede paha biçilmez bir hizmet, X-ışını yapısal analizi ile oynandı. X ışını yapısal analizinin temel prensipleri, Londra Üniversitesi Kraliyet Koleji'nde, W. BREGGA'nın J. Bernal, A. Londsdale, W. Astbury, J. Robertson'ı içeren bir grup araştırmacı tarafından önderliğinde geliştirilmiştir. , vb.

Moskova Devlet Üniversitesi A. R. Kizel'in çalışmaları, moleküler biyoloji oluşumu için en önemli önemi olan Protoplasma (1925 - 1929) biyokimyasında (1925 - 1929) kaydedildi. Kizel, en önemli yapısal ve fonksiyonel özelliklerini belirlerken, özel bir protein gövdesi - plakaların herhangi bir protoplazmasına dayanan sıkıca köklü bir gösterime bir darbe verir. Plakaların sadece musluk pomycet'lerinde ve daha sonra belirli bir gelişme aşamasında bulunan bir protein olduğunu ve kalıcı bir bileşen olmadığını ve protoplazmada kalıcı bir bileşen olmadığını göstermiştir. Böylece, protoplazma yapısının probleminin incelenmesi ve proteinlerin fonksiyonel rolü doğru yola çıktı ve gelişimi için alan aldı. Kizel'den yapılan araştırmalar, hücrenin bileşenlerinin kimyasının çalışılmasını teşvik ederek dünya tanıma kazandı.

"Moleküler Biyoloji" terimi, W. Astbury Üniversitesi Profesörünün İngilizce kristalografisi tarafından kullanılan ilk kez, muhtemelen 40'ların başında ortaya çıktı (1945 yılına kadar). 1930'larda Astbury tarafından yapılan proteinlerin ve DNA'ların temel X-ışını kırınım çalışmaları, ardından başarılı bir çözme için temel olarak görev yaptı. İkincil yapı Bu biyopolimerler. 1963'te J. Bernal şöyle yazdı: "Anıt, tüm moleküler biyoloji tarafından belirlenecek ve gerçekten kurduğu bilim" * *, literatürde, bu terim, belki de 1946'da W yazında ilk kez ortaya çıktı. Astbury "," Doğa "dergisinde yayınlanan organik ve fibrillar bileşiklerinin x-ışını yapısal analizinin ilerlemesi **. Greenwaite anlatımında, Astbury (1950) kaydedildi: "Şimdi moleküler biyoloji terimi oldukça yaygın olarak kullandığımdan memnun olmasım, ancak onu önerdim. Onu beğendim ve onu dağıtmaya çalışıyordum. uzun zaman." ***. Zaten 1950'de, Astbury, moleküler biyolojinin, çalışması, çalışmasında, çalışmasının, çalışmasının çalışması için çok önemli olan makromoleküllerin yapısı ve konformasyonu ile olduğu durumun olduğu açıktı.

* (Biogr. Mem. Fellows Roy. Soc, 1963, V. 9, 29.)

** (W. T. Astbury. Organik ve lif yapılarının röntgen analizinin ilerlemesi.- Doğa ,. 1946, v. 157, 121.)

*** (W. T. Astbury. Moleküler biyolojide maceralar. Thomas Springfield, 1952, s. 3.)

Moleküler biyolojinin önünde, aslında, bütün biyolojinin önünde olduğu gibi aynı görevler, bir bütün olarak, yaşamın özü ve temel fenomenleri, özellikle kalıtım ve değişkenlik gibi bilgisi. Modern moleküler biyoloji, öncelikle, organizmaların genetik bilgilerinin, ontogenezin farklı aşamalarında ve okumasının farklı aşamalarında gerçekleştirilmesi için genlerin, yolların ve mekanizmaların yapısını ve işlevlerini deşifre etmeyi amaçlamaktadır. Mutagenezin doğasını ve evrimsel sürecin moleküler bazlarını bulmak için genlerin ve hücre farklılaşmasını düzenlemek için ince mekanizmaların açılması için tasarlanmıştır.

Nükleik asitlerin genetik rolünün oluşturulması

Moleküler biyolojinin oluşumu için, aşağıdaki keşifler en büyük değere sahipti. 1944'te Amerikan araştırmacıları O. EVER, K. MAC-Lodyoz (Nobel Ödülü, 1923) ve M. Mac-Resmi, pnömokokisten izole edilen DNA molekülünün dönüşüm aktivitesine sahip olduğunu gösterdi. Bu DNA'nın hidrolizinden sonra, deoksiribonükleaz, dönüştüren aktiviteleri tamamen ortadan kayboldu. Böylece, bir protein değil, hücrede genetik fonksiyonlarla DNA olmasını ikna ediyordu.

Adalet iyiliği için, Bakteriyel Dönüşüm fenomeninin, Ever Mac-Leod ve Mac-Resmin açıklığından daha erken tespit edildiği belirtilmelidir. 1928'de, F. Griffith, kapsüllenmiş virülent suşun uygun olmayan (düzenlenmemiş) pnömokok hücrelerine eklendikten sonra, elde edilen hücre karışımı fareler için yıkıcı hale geldiğini söyledi. Ayrıca, bu karışımla enfekte olmuş hayvanların bu karışımıyla enfekte olmuş yaşayan hücreler zaten virülantaydı ve bir polisakarit kapsülüne sahipti. Böylece, bu deneyde, pnömokok hücrelerinin öldürülen hücrelerinin bazı bileşenlerinin etkisi altında, kapsüllenmemiş bir bakteri formu bir kapsül oluşturan virülent bir forma dönüştüğü gösterilmiştir. 16 yıl sonra, Evere, MAC-CEO ve MAC-CEO ve MAC destekli bu deneyimde, pnömokokleik asitlerinin tüm hücrelerini öldürdü ve dönüştüren bir aktiviteye sahip olan DNA olduğunu gösterdi (ayrıca bkz. Bölüm 7 ve 25). Bu keşfenin değeri abartmak zordur. Dünyanın birçok laboratuvarında nükleik asitlerin çalışmasını teşvik etti ve bilim insanlarının DNA'daki dikkatini yoğunlaştırmaya zorladı.

Şimdiye kadar Mac-Loda ve Mac-Resmin keşfi ile birlikte 50'li yılların başında, çok sayıda doğrudan ve dolaylı veri, nükleik asitlerin yaşamda olağanüstü bir rol oynadığını ve genetik bir işlevi taşımasını zaten biriktirmiştir. Bu, özellikle, hücredeki DNA'nın lokalizasyonunun ve R. Vendrelli'nin (1948) verilerinin, hücre üzerindeki DNA içeriğinin kesinlikle sürekli olduğu ve akıcılık derecesi ile ilişkili olduğu verilerinin doğasını da belirtmiştir: Haploid cinsel hücrelerinde DNA'nın yarım diploid somatik olduğundan daha az. DNA'nın genetik rolü lehine, belirgin metabolik stabilitesi de tanıklık etti. 50'lerin başında, birçok farklı gerçekler, bilinen mutajenik faktörlerin çoğunun çoğunlukla nükleik asitlere ve özellikle DNA (R. ChilkiKiss, 1949; Efrussi-Taylor, 1951; E. Friz, 1957, vb.).

Nükleik asitlerin genetik rolünün kurulmasında özel önemi, çeşitli fajlar ve virüslerin incelenmesidir. 1933'te D. Schlesinger, bağırsak çubuklarının bakteriyofajında \u200b\u200bDNA buldu. W. Wenni'nin (1935, Nobel Ödülü, 1946) tütün mozaik virüsü (VTM) tahsis ettiğinden beri başladı yeni etap Bitki virüslerinin çalışmasında. 1937 - 1938'de Rotamwed Tarım İstasyonu (İngiltere) F. Bouden ve N. Piri'nin çalışanları, onlar tarafından tahsis edilen birçok bitki virüsünün globülin olmadığını, ancak ribonükleotoidler olduğu ve zorunlu bir bileşen olarak nükleik asit içerdiğini gösterdi. 40'ların başında, Scramma Şehri (1940), PA Agatova (1941), Miller ve Wenley (1941), protein bileşeninin gözle görülür kimyasal modifikasyonunun öne çıkmadığını gösteren bir şekilde yayınlandı (1941) yayınlandı. VTM bulaşıcısının kaybına. Bu, protein bileşeninin, birçok mikrobiyologun göz önünde bulundurulması için virüsün kalıtsal özelliklerinin bir taşıyıcı olamayacağını belirtti. Bitki virüslerinde nükleik asitin (RNA) genetik rolü lehine, 1956 yılında Tubingen (Almanya) ve X. Frankul-California'daki (ABD) 'deki Screl-Constant tarafından 1956'da elde edildi. Bu araştırmacılar neredeyse aynı anda VTM RNA'dan tahsis edildi ve bunun bir protein olmadığını gösterdi, bulaşıcıya sahip olduğunu gösterdi: bu RNA'nın tütün bitkilerinin enfeksiyonu bir sonucu olarak, normal viral parçacıkların oluşturulması ve çoğaltılması. Bu, RNA'nın viral bir protein de dahil olmak üzere tüm viral bileşenlerin sentezi ve montajı için bilgi içerdiği anlamına geliyordu. 1968'de I. G. Atabekov, proteinin bitkilerin enfeksiyonunda önemli bir rol oynadığını, proteinin doğası, ev sahibi bitkilerin çeşitliliğini belirler.

1957'de, Fransel Const, ilk kez, WTM'nin bileşenlerinin bileşenlerinden - RNA ve protein'in rekonstrüksiyonunu gerçekleştirdi. Normal parçacıklarla birlikte, RNA'nın bir gerginlikten ve bir diğerinden protein olduğu karışık "melezler" aldı. Bu tür hibritlerin kalıtımının tamamen RNA tarafından belirlendi ve virüslerin yavruları, ilk karışık parçacıkları elde etmek için RNA kullanıldı. Daha sonra Deneyler A. Girera, Shuster ve Schramma (1958) ve Vitman (1960 - 1966), VTM'nin nükleik bileşeninin kimyasal modifikasyonunun, bu virüsün çeşitli mutantlarının ortaya çıkmasına neden olduğunu göstermiştir.

1970 yılında D. Baltimore ve Tehin, genetik bilginin transferinin sadece DNA'dan RNA'ya değil, aksine olabileceğini buldu. Bazı onkogenik RNA içeren virüslerde (ONCORNAVIRUSES), RNA devrelerinin DNA'yı sentezlemek için tamamlayıcı olan ters transkriptaz olarak adlandırılan, ters transkriptaz olarak gördüler. Bu ana keşif, RNA içeren virüslerin genetik bilgilerinin genomundaki etiketleme mekanizmasını anlamayı ve onkojenik eylemlerinin niteliğine yeni bir şekilde incelemenizi mümkün kılmıştır.

Nükleik asitlerin açılması ve özelliklerinin çalışılması

Nükleik asit terimi, 1889'da Alman Biochemist R. Altman tarafından tanıtıldı, bu bileşikler 1869'da İsviçre Hekimi F. Misher tarafından açıldıktan sonra. Misher, pus'un hücrelerini birkaç hafta boyunca hidroklorik asitle seyreltilmiş ve geri kalanında neredeyse saf nükleer malzeme aldı. Bu materyal, "hücre çekirdeğinin (hücre çekirdeklerinin) adını düşündüğü ve nükleaz olarak adlandırdığını düşündü. Özellikleri açısından, nüklein proteinlerden keskin bir şekilde farklıydı: daha ekşidi, kükürt içermiyordu, ama çok fazla fosfordu, pek çok fosfordu. Alkalilerde çözünür, ancak seyreltilmiş asitlerde çözülmedi.

Nüklein aksamı üzerindeki gözlemlerinin sonuçları, F. Goppe Zapeler'ı dergide yayınlamak için gönderdi. Açıklanan madde, bu kadar sıradaydı (o zamanlar, yalnızca tüm biyolojik fosfor içeren bileşiklerden elde edilen lesitin, Goppe-Zayler'in Müşter'in deneylerine inandığı, el yazmasını geri getirmediğini ve çalışanlarına N. Poelosh ve N. Lubavin'e talimat verdiği için. Sonuçlarını başka bir malzemede kontrol etmek. "Moose hücrelerinin kimyasal bileşimi üzerine" Misher'in çalışması iki yıl sonra yayınlandı (1871). Aynı zamanda, Hoppe Zapeler'in ve personelinin irindeki hücrelerin bileşimi, kuşların eritrositleri, yılan ve diğer hücrelerin bileşimi hakkında çalışmaları yayınlandı. Önümüzdeki üç yıl boyunca, nüklein hayvan hücrelerinden ve mayadan izole edilmiştir.

Çalışmalarında, Misher, farklı nükleiklerin ayrıntılı bir çalışmasının, bunlar arasında farklılıkların kurulmasına yol açabileceğini, böylece nükleik asitlerin özgüllüğü fikrini öngördüğünü belirtti. Somon sütünü keşfetmek, nüklein'in içlerinde tuz şeklinde olduğu ve protamot olarak adlandırdığı ana protein ile ilişkili olduğunu buldu.

1879'da A. Kossel, Labbe-Zapeler laboratuarında A. Kossel'i incelemeye başladı. 1881'de nükleinden hipoksanthin tahsis etti, ancak o zaman hala bu vakfın kökenine şüphe duydu ve hipoksantin bir protein bozulma ürünü olabileceğine inanıyordu. 1891'de, Nucleein'in hidrolizinin ürünleri arasında Kossel, adenin, guanin, fosforik asidi ve şeker özelliklerine sahip başka bir maddeyi keşfetti. 1910'da Nükleik Asitler Kososhel'in kimyası üzerinde araştırma için Nobel Ödülü verildi.

Nükleik asitlerin yapısını çözmede daha fazla başarılar, P. Levin ve Çalışanların çalışmalarıyla ilgilidir (1911 - 1934). 1911'de P. Levin ve V. Zhakobs, adenosin ve guanosinin karbonhidrat bileşenlerini tanımladı; D-Ribose'nin bu nükleozitlere girdiğini buldular. 1930'da Levin, deoksiribonükleosidin bir karbonhidrat bileşeninin 2-deoksi-D-riboz olduğunu göstermiştir. Çalışmalarından, nükleik asitlerin nükleotitlerden, yani fosforilatlı nükleositlerden yapıldığı biliniyordu. Levin, nükleik asitlerde (RNA) ana türdeki iletişimin 2 ", 5" -fosfocieter iletişimi olduğuna inanıyordu. Bu temsil hatalı olduğu ortaya çıktı. İngiliz kimyager A. Todd (Nobel Ödülü, 1957) ve çalışanlarının yanı sıra İngilizce Biochemists R. Markham ve J. Smith, RNA'daki ana iletişim türünün 3'ü olduğu biliniyordu. ", 5" - fosfodieter iletişimi.

Levin, farklı nükleik asitlerin karbonhidrat bileşenin doğası ile farklılık gösterebileceğini göstermiştir: Bazıları şeker deoksiribozu ve diğerleri - riboz içerir. Ek olarak, bu iki tür nükleik asit, bazlardan birinin doğası gereğidir: urasilin nükleik asitlerinde ve deoxyptentotic tipi - Timin'in nükleik asitlerinde. Deoksipenomik nükleik asit (modern terminolojiye göre, deoksiribonükleik asit - DNA) genellikle büyük miktarlarda timus (yağ bezi) buzağın (yağ bezi) izole edilir. Bu nedenle, timonükleik asidin adını aldı. Pentotular tipinin (RNA) nükleik asidinin kaynağı, esas olarak maya ve tescilli buğday servisi yaptı. Bu tip genellikle maya nükleik asit olarak adlandırıldı.

30'ların başında, sunum, maya tipinin nükleik asidi ile karakterize edildiği gibi oldukça sert bir şekilde köklendi ve timonükleik asit, sadece hayvan hücresi çekirdeğinin karakteristik olduğu gibi. O zaman iki tür nükleik asit - RNA ve DNA - buna göre sebze ve hayvan nükleik asitleri ile çağrıldı. Bununla birlikte, önceki çalışmaların gösterdiği gibi, A. N. Belozersky, böyle bir nükleik asit bir bölünmesi haksızdır. 1934'te BeloZersky, ilk olarak bitkisel hücrelerde thimonükleik asidi keşfetti: Bezelye fidelerini tahsis etti ve DNA'nın timin-pirimidin baz özelliğini tanımladı. Daha sonra timin ve diğer bitkileri keşfetti (soya tohumları, fasulye). 1936'da A. N. Belozersky ve I. I. Dubrovskaya, Sovyet Castana fidanlarından hazırlayıcı DNA'yı tahsis etti. Buna ek olarak, 40'lı yıllarda İngiltere D. Davidson'da çalışan bir dizi eser, çalışanlarla ikna edici bir şekilde, bitki nükleik asidinin (RNA) birçok hayvan hücresinde bulunduğunu gösterdi.

Sitokimyasal reaksiyonun Rosenbeck'in (1924) DNA'ya ve RNA'daki RNA reaksiyonuna (1924) (1924) yaygın şekilde kullanımı oldukça hızlı ve açık bir şekilde geliştirildi ve bu nükleik asitlerin hücredeki tercihli lokalizasyonunun sorusunu açıkça çözüldü. DNA'nın çekirdeğe konsantre edildiği ortaya çıktı, RNA esas olarak sitoplazmada konsantre edilir. Daha sonra RNA'nın hem sitoplazmada hem de çekirdekte bulunduğu ve ek olarak sitoplazmik DNA'nın ortaya çıktığı bulundu.

Nükleik asitlerin birincil yapısının, 40'lı yılların ortalarında, P. Levin'in sunumu, tüm nükleik asitlerin bir tür tarafından yapıldığı ve aynı tetranükleotitten oluştuğu bloklar. Bu blokların her biri, levin'e göre dört farklı nükleotit içerir. Nükleik asitlerin yapısının tetranükleotit teorisi, bu biyopolimerleri büyük ölçüde mahrum bırakır. Bu nedenle, bu, o zamanın yalnızca proteinleriyle, monomerlerin doğası olan tüm özelliklerinin tüm özelliklerinin çok daha çeşitli (20 amino asit) olması şaşırtıcı değildir.

Nükleik asitlerin tetranükleotit yapısı teorisindeki ilk ihlal, İngilizce kimyager J. Gullanda'nın (1945 - 1947) analitik verilerini bozdu. Nükleik asitlerin azot tabanındaki bileşimini belirlerken, Levin teorisine göre olması gerektiği için bir eşimolar baz oranı almamıştır. Nihayet tetranükleotit, nükleik asitlerin yapısının yapısının teorisi, E. Chargaff ve çalışanları tarafından yapılan araştırmaların bir sonucu olarak çöktü (1949 - 1951). Asidik hidrolizinin bir sonucu olarak DNA'dan çırpılmış bazların ayrılması için, Chargaff kağıt üzerinde kromatografi kullandı. Bu bazların her biri, spektrofotometrik olarak doğru bir şekilde tanımlanmıştır. Charguff, çeşitli kökenlerin DNA'sındaki üslerin eşolar oranından önemli sapmalar fark etti ve ilk defa DNA'nın belirgin bir tür özgüllüğüne sahip olduğunu belirtti. Böylece, canlı bir kafeste protein özgüllüğü hakkında hegemonya konseptiyle bitmiştir. Çeşitli kökenlerin DNA'sının analizi, Chargaf, Chargaff kuralları olarak adlandırılan bilime dahil edilen benzersiz DNA kompozisyonu desenlerini keşfetti ve formüle etti. Bu kurallara göre, tüm DNA'da, menşeden bağımsız olarak, adenin miktarı timin miktarına (A \u003d T) eşittir, guanin miktarı sitozin miktarına (R \u003d c), miktarı Purines, pirimidin miktarına eşittir (G + A \u003d C + T), 6-amino gruplu bazlar, 6-keto-mutual (A + C \u003d R + T) olan baz miktarına eşittir. Aynı zamanda, bu kadar katı kantitatif yazışmalara rağmen, farklı türlerin DNA, A + T: G + C'ye göre farklılık gösterir. Bazı DNA'da, guanin ve sitozin sayısı, adenin ve timin miktarının (DNA Hz tipi adı verilen bu DNA Chargaff) üzerinde geçerlidir; Diğer DNA'lar, guanin ve sitozinden daha fazla adenin ve timin içerir (bu DNA'lar, tip DNA olarak adlandırılmıştır). Chargaff tarafından elde edilen DNA verileri, moleküler biyolojide olağanüstü bir rol oynadı. Onlar 1953'te yapılan DNA yapısının açılışına dayandılar. J. Watson ve F. Screech.

1938'de, W. Astbury ve F. Bell, X-ışını yapısal analizi ile, DNA'daki vakıfların düzleminin, molekülün uzun eksenine dik olması gerektiğini ve birbirine yatan plakaların yığınını hatırlattığını göstermiştir. X-ışını yapısal analizi tekniği 1952 - 1953 yılına kadar geliştirildiği için. Bilgi, bireysel bağlantıların uzunluğunu ve köşeleri eğilmesine izin verilen bilgiler birikir. Bu, DNA molekülünün sükrofosfat kemiğinde pentotular kalıntıların halkalarının oryantasyonunun niteliğini sunma olasılığını mümkün kıldı. 1952'de S. Farberg, katlanmış veya bükülmüş bir molekülün kendisini temsil eden iki spekülatif DNA modelini önerdi. En azından DNA yapısının spekülatif modeli 1953 L. Polygom (Nobel Ödülü, 1954 Laureate) ve R. Corey'de önerildi. Bu modelde, üç dönmüş DNA devreleri, çubuk fosfat grupları ile temsil edilen uzun bir spiral oluşturdu ve bazın dışına yerleştirildi. 1953'e kadar M. Wilkins ve R. Franklin, DNA'nın net x-ışını resimlerini aldı. Analizi, Ferberg, Poling ve Corey modellerinin tamamen tutarsızlığını gösterdi. Bireysel monomerlerin ve X-ışını analizi verilerinin moleküler moleküler model kombinasyonlarını karşılaştıran Chargaff verilerini kullanarak, 1953'te J. Watson ve F. Creek, DNA molekülünün daha ucuz bir spiral olması gerektiği sonucuna varmıştır. Chargaff kuralları, önerilen DNA modelinde olası sipariş edilen bazlar kombinasyonlarının sayısını keskin bir şekilde sınırlandırdı; Watson'u önerdiler ve DNA molekülündeki ağlamanın, thimine ve bir sitozinle birlikte adenin ve Guanin'in bir sitosin ile spesifik bir çiftleşme olması gerektiğini önerdiler. Başka bir deyişle, bir DNA devresindeki Adenin, her zaman kesinlikle başka bir zincirdeki Timin'e karşılık gelir ve bir zincirdeki guanin mutlaka başka birinde sitozine karşılık gelir. Böylece, Watson ve Creek ilk önce, bir DNA zincirinin diğerini tamamladığını, yani bir zincirin baz dizisinin diğerindeki baz sırasını benzer şekilde belirleyen DNA'nın tamamlayıcı yapısının ilkesinin olağanüstü önemini formüle ettiğini formüle etmiştir (tamamlayıcı) Zincir. Zaten DNA'nın yapısında, doğru çalınması potansiyesinin atıldığı açıktır. DNA yapısının bu modeli şu anda genellikle tanınır. 1962'de DNA ağlar, Watson ve Wilkins'in yapısının kodunu çözmek için Nobel Ödülü verildi.

Makromoleküllerin doğru çoğaltılmasının mekanizması fikrinin ve ülkemizde kalıtsal bilgilerin aktarılmasının fikrinin olduğu belirtilmelidir. 1927'de N, K. Koltsov, hücrelerin çoğaltılmasında, mevcut anne moleküllerinin doğru otokatalitik çoğaltılmasıyla moleküllerin çoğaltılması olduğunu öne sürdü. Doğru, o zaman, halkalar DNA molekülünün bu özelliğine sahipti, ancak protein doğa molekülleri, fonksiyonel değeri o zaman bilinmeyen. Bununla birlikte, makromoleküllerin otokatalitik çoğaltılmasıyla ilgili düşünce ve kalıtsal özelliklerin iletim mekanizması bir kefildi: modern moleküler biyolojinin önde gelen bir fikri oldu.

A. N. Belozersky, A. S. Spirin, G. N. Zaitseva, B. F. Vanyushin, S. O. Uryson, A. S. Antonov ve Diğer Uzun Süreli Araştırmalar (1957-1974) DNA Kompozisyonu Farklı ST farklı organizmalar Chargaff tarafından keşfedilen kalıpları ve Watson ve Cry tarafından önerilen DNA yapısının moleküler modeliyle tamamlanmış kalıpları doğruladı. Bu çalışmalar, farklı bakteriler, mantar, yosun, aktinomiyakim, daha yüksek bitkiler, omurgasızlar ve omurgalıların DNA'nın bileşimin spesifikliğine sahip olduğunu göstermiştir. Özellikle bileşimdeki keskin bir şekilde farklılıklar (AT-AT-AT-AT-AT-AT'lerin İçeriği), önemli bir taksonomik işarete dönüşerek mikroorganizmalarda ifade edilir. Daha yüksek bitkiler ve hayvanlarda, DNA'daki türlerin çeşitliliği önemli ölçüde daha zayıf ifade edilir. Ancak bu, DNA'nın daha az özel olduğu anlamına gelmez. Toprakların bileşimine ek olarak, özgüllük büyük ölçüde DNA zincirlerinde sıraları ile belirlenir.

Geleneksel bazların yanı sıra, DNA ve RNA'nın bileşiminde ilave azotlu bazlar bulunmuştur. Böylece, bitki ve hayvanların DNA'sının bileşiminde, beyaz (1950), bazı DNA metillenmiş adeninde keşfedilen 5-metilkitozin ve D. Dunn ve J. Smith (1958) bulundu. Uzun süre boyunca, metilkitozin, daha yüksek organizmaların genetik malzemesinin belirgin bir özelliği olarak kabul edildi. 1968'de A. N. Belozersky, B. F. Vanyushin ve N. Kokurin, DNA bakterilerinde de buluşabileceğini buldu.

1964'te M. Gold ve J. Hurvitz, DNA'nın doğal modifikasyonunu yapan yeni bir enzim sınıfı açtı. Bundan sonra, keşif (küçük miktarlarda yer alan), özel dizilerde bir sitozin ve adenin kalıntılarının spesifik bir metilasyonunun bir sonucu olarak, bitmiş polinükleotit DNA zincirinde ortaya çıktığı açıktı. Özellikle, B. F. Vanyushina'ya göre, YA. I. Burnanova ve A. N. Belozersky (1969) Adenin'in bağırsak çubuğunun DNA'sındaki metilizasyonu, terminal kodonlarında meydana gelebilir. A. N. Belozersky ve çalışanlarına (1968 - 1970), ve M. Meselson (ABD) ve V. Arberry (İsviçre) (1965 - 1969), metilasyon, DNA benzersiz bireysel özellikleri verir ve belirli çekirdek parçasının etkisiyle birlikte hücrede DNA'nın sentezini izleyen karmaşık mekanizmanın. Başka bir deyişle, bir veya başka bir DNA'nın metilasyonunun niteliği, bu hücreye çarpabileceği sorusunu önceden belirtir.

Neredeyse aynı zamanda, DNA metilelerinin tahsis edilmesi ve yoğun bir şekilde çalışması ve endonükleazların kısıtlanması; 1969'da - 1975 DNA'da tanınan nükleotit sekansları, bu enzimlerin bazıları tarafından belirlenir (X. Boyer, X. Smith, S. Lynn, K. Murray). Farklı DNA'nın hidrolizinde, kısıtlama enzimi, aynı "yapışkan" uçlarla oldukça büyük parçaları aralıyor. Bu, sadece küçük virüslerde yapıldığı gibi genlerin yapısını analiz etmeyi mümkün kılar (D. Natans, S. Adler, 1973 - 1975), aynı zamanda çeşitli genomlar tasarlar. Bu özel kısıtlama enzimlerinin açılması ile genetik mühendisliği somut bir gerçeklik haline gelmiştir. Küçük plazmidin içine yerleştirilmiş DNA, çeşitli kökenlerin genleri zaten çeşitli hücrelere kolayca tanıtıldı. Böylece, bazı antibiyotiklere karşı direnç veren yeni bir biyolojik olarak aktif plazmid (C. Cohen, 1973), bağırsak çubuklarının plazmidlerinde kurbağaların ve drosophila ribozomal genleri tarafından tanıtıldı (J. Morrow, 1974; X. Boyer, D. HOGNES, R. DEVIS, 1974 - 1975). Böylece, gerçek yollar, gen havuzlarını çeşitli genlerde yöneterek ve gömülerek temel olarak yeni organizmalar elde etmek için açıktır. Bu keşif, tüm insanlığın yararına yönlendirilebilir.

1952'de, Beyaz ve S. Cohen, T-çift faj DNA'nın sıradışı bir baz içerdiğini buldu - 5-oksimetil eksitozu. Daha sonra, E. Wolkina ve R. Sinsheimer (1954) ve Cohen (1956) (1954) ve Cohen (1956), oksimetil heyecan kalıntılarının, faj DNA molekülünün ortaya çıktığı bir sonucu olarak tamamen veya kısmen glukozitle olabileceğine başladı. nükleazların hidrolitik etkisinden korunması.

50'li yılların başında, D. Dunna ve J. Smith (İngiltere), S. Vychlohof (ABD) ve A. Vacra (Almanya), gerekçelerin birçok yapay analogunun DNA'ya, bazen% 50 timeine dahil edilebileceği biliniyordu. Kural olarak, bu ikameler çoğaltmada hatalara, DNA'nın transkripsiyonu ve mutantların görünümüne yol açar. Böylece, J. Marmour (1962), timin yerine bazı fajların DNA'sında, oksimetilürakil içerdiğini buldu. 1963'te I. Takahashi ve J. Marmour, timin yerine fajlardan birinin DNA'sının Urakil içerdiğini buldu. Böylece, nükleik asitlerin daha önce ayrıldığı bir diğer ilke çöktü. P. Levin'in çalışmasından bu yana, DNA'nın ayırt edici özelliğinin Timin ve RNA - Urakil olduğuna inanılıyordu. Bu işaretin her zaman güvenilir olmadığı ve iki tür nükleik asitin kimyasal yapısındaki temel farkın, bugün göründüğü gibi, sadece karbonhidrat bileşeninin karakterine hizmet eder.

Fajlar okurken, birçok olağandışı organik nükleik asit belirtileri açıldı. 1953'ten bu yana, tüm DNA'ların lineer molekülleri hokkabazlık ettiğine ve RNA'nın sadece tek çizilmiş olduğuna inanılıyordu. Bu hüküm, 1961'de, R. Sinsheimer, Faj DNA φ x 174'ün tek akan bir halka molekülü ile temsil edildiğini bulduğunda, 1961 yılında esasen çalkalandı. Doğru, o zaman bu formda, bu DNA'nın sadece vejfitik faj partikülünde bulunduğunu ortaya çıktı ve bu fajın çoğaltılmış DNA'sı da aldatıyor. Buna ek olarak, bazı virüslerin hile yapabileceğinden, beklenmedik bir şekilde ortaya çıktı. Bu yeni tür makromoleküler RNA organizasyonu 1962'de P. Homatosome, I. TAMM ve bazı hayvan virüslerinde ve bir yara tümör virüsünde diğer araştırmacılar tarafından keşfedildi. Son zamanlarda, V. I. AGOL ve A. A. Bogdanov (1970), Lineer RNA moleküllerinin yanı sıra kapalı veya döngüsel moleküllerin yanı sıra. Döngüsel hokkabazlık RNA, özellikle, ensefalomeelokardit virüsünde bunlar tarafından tespit edilir. X. Devo, L. Tokino, T. I. Tikhonenko, E. I. Budovsky ve diğerleri sayesinde (1960 - 1974), bakteriyofajlarda genetik materyalin kuruluşunun (döşeme) ana özellikleri haline geldi.

50'li yılların sonlarında, Amerikan bilimcisi P. DOTI, ısıtma sırasında, DNA denatürasyonunda, baz çiftleri ile tamamlayıcı zincirler arasındaki tutarsızlık arasında bir hidrojen bağlarının bir parçalanması eşliğinde gerçekleştiğini buldu. Bu işlem faz geçişinin "spiral arapsaçı" tipiyle karakteridir ve kristallerin erimesini hatırlatır. Bu nedenle, termal denatürasyonun süreci DNA DNA'sının DNA erimesini denir. Yavaş soğutma ile, moleküllerin renatürcetleri, yani tamamlayıcı yarımların yeniden birleşmesi.

1960 yılında yeniden renatürasyon ilkesi J. Marmur ve K. Shildkraut tarafından farklı mikroorganizmaların DNA'sının "melezlenebilirlik" derecesini belirlemek için kullanılmıştır. Daha sonra, E. Bolton ve B. Mac-Picture, bu tekniği geliştirerek, sözde DNA agar hoparlörleri yöntemini önerdi. Bu yöntem, farklı DNA'nın nükleotit dizisinin homolojisi derecesini ve farklı organizmaların genetik akrabasının netleşmesini incelemesinde yeniden doldurulabilirdi. Açıklanan J. Mandela ve A. Hershey * (1960) metil albümin ve yoğunluk gradyanında santrifüjleme ile kombinasyon halinde DTO denatürasyon DNA'sını açın (yöntem 1957 M. Meselson, F. ve D. Vinogradov'da geliştirilmiştir) Yaygın olarak kullanılan, bireysel tamamlayıcı DNA zincirlerinin ayrılması, deşarjı ve analizi için, örneğin, DNA lambda fajını ayırmak için bu teknikleri kullanarak, 1967-1969'da genetik olarak aktif olan bu teknikleri kullanan, bu tür faj zincirleridir ve Bir, olduğu kabul edildiği gibi (S. Spigelman, 1961). İlk defa, DNA Lambda Faga'nın her iki zincirinin genetik önemi hakkındaki fikri, SSCB S. E. Bresler (1961) içinde ifade edildiği belirtilmelidir.

* (Bakteri ve virüslerin genetiği üzerinde çalışmak için A. Hershi, 1969'da Nobel Ödülü'nden M. Delbryuk ve S. Luria ile birlikte ödüllendirildi.)

Genomun organizasyonunu ve fonksiyonel aktivitesini anlamak için, bir nükleotit DNA dizisinin tanımı çok önemlidir. Bu tanımın yöntemleri, dünyadaki birçok laboratuvarda yapılmaktadır. ABD'de, 50'lerin sonundan bu yana çalışanlarla M. Birç, elektron mikroskobu ile bir DNA dizisi oluşturmaya çalışıyor, ancak bu kadar başarısızlıkla. 50'li yılların başında, DNA'nın enzimatik bozulmasındaki ilk eserler, DNA molekülündeki farklı nükleotitlerin dağınık olmasına rağmen, belirsiz olmasına rağmen, DNA molekülündeki farklı nükleotitlerin dağıtıldığı bilinmektedir. İngilizce kimyager K. Barton (1961), pirimidinler (% 70'den fazla), esas olarak karşılık gelen bloklar şeklinde odaklanır. A. L. Mazin ve B. F. Vanyushin (1968 - 1969), farklı DNA'ların farklı derecelerde pirimidin şansı olduğunu ve hayvan organizmalarının DNA'sında, en düşük seviyenin en düşük seviyesi olarak arttığını buldu. Böylece, organizmaların evrimi, genomlarının yapısına yansıtılmaktadır. Bu nedenle, evrimsel sürecin bir bütün olarak anlamak için, nükleik asitlerin yapısının karşılaştırmalı bir çalışması özel bir öneme sahiptir. Biyolojik olarak önemli polimerlerin yapısının analizi ve her şeyden önce, DNA, pek çok özel phyogenetics ve taksonomi meselesini çözmek için son derece önemlidir.

Moleküler biyolojinin fikirlerini öngören, moleküler biyoloji fikirlerini öngören İngilizce fizyologu E. Lankesterin, moleküler biyoloji fikirlerini öngördüğünü, "Çeşitli türlerde ve hayvanların ve bitkilerdeki kimyasal farklılıklar önemlidir. kökenlerinin tarihini netleştirmek, formlarındaki farklılıklar. Moleküler organizasyonda ve organizmaların işleyişinde farklılıkları açıkça belirleyebilseydik, farklı organizmaların kökenini ve evrimini temel olarak daha iyi anlayabiliyoruz. morfolojik gözlemlerin "*. Sistematik için biyokimyasal çalışmaların önemi V. L. Komarov'a, "herkesin tamamen kalbinde bile) yazdığını vurguladı. morfolojik işaretler, Türleri sınıflandırdığımız ve kurduğumuz temelinde, tam olarak biyokimyasal farklılıklardır "**.

* (E. R. Lankester. Uber Das Vorcommen Von Hemoglobin in den Muskeln der Mollusken und Die Verbreitungen Desselben in den Lebrengen Organissen.- "Pfluger" s archiv kürk die gesamme fiziol., 1871, BD 4, 319.)

** (V. L. KOMAROV. Seçilen CIT., T. 1. M.-L., SSCB Bilimler Akademisi'nin Yayınevi, 1945, s. 331.)

A. V. Blagoveshchensky ve S. L. Ivanov hala 20'li yaşlarda, biyokimyasal bileşimlerinin karşılaştırmalı bir analizine dayanan organizmaların bazı evrim ve sistematiklerini netleştirmek için ülkemizdeki ilk adımları attı (bkz. CH. 2). Karşılaştırmalı analiz Proteinlerin ve nükleik asitlerin yapıları şu anda sistematik için giderek daha somut hale geliyor (bkz. Bölüm 21). Bu moleküler biyoloji yöntemi, yalnızca sistemdeki bireysel türlerin konumunu netleştirmek, aynı zamanda organizmaların sınıflandırılmasının ilkelerini yeni bir şekilde zorlar ve bazen tüm sistemi bir bütün olarak revize etmek, çünkü Örnek, mikroorganizmaların sistematiği ile. Kuşkusuz, gelecekte, genomun yapısının analizi, organizmaların chemisisteminde merkezi bir yer kaplayacaktır.

Moleküler biyolojinin oluşumu için büyük bir önem, DNA replikasyonunun ve transkripsiyon mekanizmalarının bir çözümüdür (bkz. Bölüm 24).

Biyosentez proteini

Protein biyosentezi problemini çözmede önemli bir kayma, nükleik asitlerin çalışmasında başarı ile ilişkilidir. 1941'de T. Kasperson (İsveç) ve 1942'de J. Brother, aktif protein sentezi olan dokularda, daha fazla RNA'nın arttırılmış bir miktar RNA'yı içerdiği gerçeğine dikkat çekti. Ribonükleik asitlerin protein sentezinde belirleyici bir rol oynadığı sonucuna vardılar. 1953'te, E. Gale ve D. Fox, RNA'nın proteinin biyosentezinde doğrudan katılımının doğrudan katılımına ilişkin doğrudan kanıtlar alındığında: Verilerine göre, ribonükleaz, amino asitlerin bakteri hücre lizatlarındaki içermeyi önemli ölçüde bastırdı. V. Alfrei, M. Delhi ve A. Mirsky (1953) karaciğer homojenatları elde edildi. Daha sonra, E. Gale, protein sentezindeki önde gelen RNA rolü hakkında doğru fikir vermeyi reddetti, hatasız bir şekilde, hücre içermeyen sistemdeki protein sentezinin aktivasyonunun, bilinmeyen doğanın diğer bazı maddelerinden etkilendiğine inanıyordu. 1954'te P. Prince, D. Litlfield, R. B. Hesin-Lurie ve diğerleri, amino asitlerin en aktif dahil edilmesinin, hücreli parçacıkların zengin RNA fraksiyonlarında meydana geldiğini buldular. P. İmzalama ve E. Keller (1953 - 1954), amino asitlerin dahil edilmesinin ATP rejenerasyonu koşullarında süpernatan fraksiyonun varlığında gözle görülür şekilde yoğunlaştığını buldu. P. SICHEVITZ (1952) ve M. Chogland (1956), amino asitlerin mikro sistemlerde dahil edilmesinin keskin uyarılmasından sorumlu olan süpernatan protein fraksiyonundan (pH 5 fraksiyonu) izole edildi. Süpernatandaki proteinlerin yanı sıra, şimdi Nakliye RNA (TRNA) adı verilen özel bir düşük moleküler ağırlıklı RNA tespit edildi. 1958'de, Chogland ve bir seçim, yanı sıra P. Berg, R. SVIT ve F. Allen ve diğer birçok araştırmacı, her bir amino asidi etkinleştirmek için özel enzim, ATP ve spesifik TRNA'nın ihtiyaç duyulduğunu buldu. TRNA'nın yalnızca adaptörlerin işlevi ile yapıldığı, yani, Nükleik matris (IRNK) üzerinde bulunan cihazlar, şekillendirme protein molekülündeki karşılık gelen amino asidin yerini belirtir. Bu çalışmalar, nükleik matris üzerindeki sentezlenmiş proteinin amino asit kalıntılarının doğru düzenlenmesi için gerekli olan polinükleotid adaptörlerinin varlığını öngören adaptör hipotezi F. Creek (1957) olduğunu tam olarak onaylamıştır. Zaten daha sonra bir sürü Fransız bilimcisi F. Shapvil (1962) Laboratuarda F. Lipman (Nobel Ödülü, 1953), ABD'de çok esprili ve kesin olarak, sentezleyici protein molekülünde amino asidin yerini tamamen belirlediğini gösterdi. eklendiği özel TRNA. Ağlamanın bağlayıcısı kriyotisi, bir chogland ve bir seçimin eserlerinde geliştirilmiştir.

1958 yılına kadar, protein sentezinin aşağıdaki ana aşamaları bilinmektedir: 1) Aminoasealatelative oluşturmak için ATP varlığında ATP varlığında, "pH 5'ten" spesifik bir enzim olan amino asitlerin aktivasyonu; 2) Aktif amino asidin adenosin monofosfatın (AMP) salınması ile belirli bir TRNA'ya bağlanması; 3) Mikrozomlu aminoasil-TRNA'nın (trNA, amino asit ile yüklenen) kombinasyonu ve amino asitlerin TRNA serbest bırakma proteininde dahil edilmesi. Chogland (1958), protein sentezinin son aşamasında, guangoosintrifosfat (GTF) gerekli olduğunu belirtti.

Ulaştırma RNA ve Gen Sentezi

TRNA tespit edildikten sonra, fraksiyonları için aktif arama ve nükleotit sekansının belirlenmesi başladı. Amerikan Biyokimisti R. Holly en büyük avantajlara ulaştı. 1965 yılında Alanin TRNA'nın mayadan yapısını kurdu. Ribonükleaz (Guanilla RNA-AZA ve PANCREATIC RNA-AZA) yardımı ile, nükleik asit molekülünü, her birinin bir nükleotit sekansında belirlenen ve daha sonra tüm alanin TRNA molekülünün sekansını yeniden yapılandırdılar. Bu nükleotit sekansının analizi yolu blok yöntemi olarak adlandırılmıştır. Holly'in liyakarı, çoğunlukla RNA molekülünü sadece küçük parçalara ayırmayı öğrenmesi, çünkü ona, aynı zamanda büyük parçalar (çeyrek ve yarımlar). Bu, ona bireysel küçük parçaları bir araya getirme fırsatı verdi ve böylece TRNA molekülünün tamamının tamamı nükleotit sekansını yeniden yarattı (Nobel Ödülü, 1968).

Bu resepsiyon, dünyadaki birçok laboratuvarda hemen kabul edildi. SSCB'de ve yurtdışındaki önümüzdeki iki yıl boyunca, birkaç TRNA'nın birincil yapısı şifresi çözüldü. A. A. BAIV (1967) ve çalışanlar ilk önce maya vanası TRNA'da bir dizi nükleotit oluşturdu. Bugüne kadar, bir düzineden fazla farklı bireysel TRNA daha önce incelenmiştir. Nükleotit sekansının belirlenmesinde bir tür rekor Cambridge F. Senger ve Brownley'de kurulur. Bu araştırmacılar, oligonükleotitleri ayırmak için inanılmaz derecede zarif bir yöntem geliştirmiştir ve intestinal çubukların (1968) hücrelerinden 5 S (ribozomal) RNA'yı (1968) denilen dizilimini kurdular. Bu RNA, 120 nükleotit artıkından oluşur ve TRNA'nın aksine, molekülün bireysel parçalarının benzersiz referans noktalarına hizmet eden, nükleotit sekansının analizini önemli ölçüde kolaylaştıran ek küçük bazlar içermez. Şu anda, Senger ve Browni yönteminin kullanımı sayesinde, Çalışma, J. Ebel (Fransa) ve diğer araştırmacıların laboratuvarında uzun ribozomal RNA ve bazı viral RNA dizisini incelemek için başarıyla desteklenmektedir.

A. A. BAIV ve çalışanlar (1967), yarısına kadar tozlanmış valin TRNA'nın, makromoleküler yapısını çözeltide geri yüklediğini ve birincil yapının kusuruna rağmen, ilk (doğal) molekülün fonksiyonel aktivitesine sahip olduğunu buldu. Bu yaklaşım, belirli parçaları çıkardıktan sonra kesilmiş makromoleküllerin yeniden inşasıdır - çok umut verici olduğu ortaya çıktı. Bazı TRNA'nın bireysel bölümlerinin işlevsel rolünü bulmak için yaygın olarak kullanılır.

Son yıllarda, bireysel TRNA'nın kristalin hazırlıklarının elde edilmesinde büyük bir başarı elde edildi. Şimdi Amerika Birleşik Devletleri'ndeki birçok laboratuvarda ve İngiltere, birçok TRNA'yı kristalleşmeyi başardı. Bu, X-ışını yapısal analizi ile karşısındaki TRNA'yı araştırmayı mümkün kıldı. 1970 yılında, R. tarafı, Wisconsin Üniversitesi'nde onun tarafından yaratılan ilk radyografları ve üç boyutlu üç boyutlu modelleri sundu. Bu modeller, bireysel işlevsel olarak aktif sitelerin lokalizasyonunu TRNA'da belirlemeye ve bu moleküllerin işleyişinin temel prensiplerini anlamak için yardımcı olur.

Protein sentezi mekanizmasının açıklanması ve bu sürecin özgüllüğünün problemini çözmek için en önemli önemi, genetik kodun niteliğini deşifre etmektir (bkz. Bölüm 24), abartı olmadan, önde gelen fetih olarak düşünülebilir. Doğal Bilim XX Yüzyıl.

R. Holly'nin birincil yapısının birincil yapısının açıklanması, oligonükleotidlerin sentezi üzerine Kuran Şehri'nin (ABD) kentinin eserlerine ivme kazandırdı ve onları belirli bir biyolojik yapının sentezi yoluna gönderdi - DNA molekülü Alanik TRNA'yı kodlamak. Kısa oligonükleotidlerin kimyasal sentezinin ilk adımları neredeyse 15 yıl önce yapıldı. 1970 yılında sona erdi. GENE inisiyatifiyle ilk kez. Bireysel nükleotidlerden önce Kur'an ve personeli, 8-12 nükleotit kalıntısı olan kısa fragmanlarla kimyasallar tarafından sentezlendi. Belirli bir nükleotit sekansı olan bu fragmanlar, 4 - 5 nükleotide örtüşen kendiliğinden neşeli tamamlayıcı parçalar oluşturdu. Ardından, istenen sırayla bu bitmiş parçalar, DNA ligaz enzimini kullanarak sonuna kadar uçtan bir ucu birbirine bağlar. Böylece, DNA moleküllerinin çoğaltılmasının aksine, A. Cornberg ** (Bkz. Bölüm 24), Kur'an, tarif edilen TRNA dizisine göre önceden belirlenmiş bir programa göre doğal bir sürahi-serbest DNA molekülünü yeniden oluşturmayı başardı. Holly tarafından. Benzer şekilde, diğer genlerin sentezi üzerinde çalışma devam etmektedir (M. N. Kolosov, 3. A. Shabarova, D. G. Knorre, 1970 - 1975).

* (Genetik kodun araştırılması için Kur'an ve M. Nirereberg kenti 1968'de Nobel Ödülü'ne verildi.)

** (Polimerazın açılması ve DNA A. Kornberg'in sentezi ve 1959'da RNA S. Ochoa'nın sentezi için Nobel Ödülü'ne layık görüldü.)

Mikrozomlar, ribozomlar, yayın

50'li yaşların ortalarında hücrede protein sentezinin merkezinin mikrozomlar olduğuna inanılıyordu. Mikrosom terimi, ilk olarak 1949'da A. Claude tarafından küçük granüllerin fraksiyonunu belirlemek için tanıtıldı. Daha sonra, membran ve granüllerden oluşan bir mikrosonun tüm fraksiyonunun protein sentezinden sorumlu olduğu, ancak sadece küçük ribonükleoprotoid parçacıklardan sorumlu olduğu ortaya çıktı. 1958'deki bu parçacıklar R. Roberts Ribozomları olarak adlandırıldı.

1958 - 1959'da A. Tisier ve J. Watson tarafından bakteriyel ribozomların klasik çalışmaları yapıldı. Bakteriyel ribozomlar bitki ve hayvanlardan biraz daha küçüktü. J. Littleton (1960), M. Clark (1964) ve E. N. Sveta (1966), daha yüksek bitkilerin ve mitokondri kloroplastlarının ribozomlarının bakteriyel tipe ait olduğunu göstermiştir. A. TISIER ve diğerleri (1958), ribozomların bir RNA molekülü içeren iki eşit olmayan alt birim tarafından ayrıldığını buldu. 50'li yılların sonlarında, her bir ribozomal RNA molekülünün birkaç kısa fragmandan oluştuğuna inanılıyordu. Bununla birlikte, A. S. S. SPIRIN, 1960'taki RNA'nın alt finlerteki RNA'nın sürekli bir molekülle temsil edildiğini göstermiştir. D. Waller (1960), ribozomal proteinleri nişasta jelinde elektroforez kullanarak bölünen, çok heterojen olduklarını buldular. İlk başta, çoğu, Waller verilerinden şüphelenmiştir, çünkü ribozom proteininin, örneğin VTM proteininin kesinlikle homojen olması gerektiği gibi görünüyordu. Halen D. Waller, R. Tratu, P. Traub ve diğer biyokimyenler tarafından yapılan araştırmaların bir sonucu olarak, proteinlerin yapısında 50'den fazla farklı olduğu, ribozomal parçacıkların bir parçası olduğu bilinmektedir. A. S. S. Spirina 1963 yılında, ribozomal subconsistleri dağıtmak ve ribozomların kompakt olarak bükülmüş ribonükleoprote-şaft olduğunu göstermek mümkündü, bu da belirli koşullarda konuşlandırılabilir. 1967 - 1968'de M. Nomura, ribozomal RNA ve proteinden biyolojik olarak aktif bir subpartigin'i yeniden inşa etti ve hatta protein ve RNA'nın farklı mikroorganizmalara ait olduğu bu tür ribozomlar aldı.

Bugüne kadar ribozomal RNA'nın rolü belirsizdir. Bir ribozomal partikül oluşumunda, birçok ribozomal proteinin (A. S. Spirin, 1968) kesinlikle tanımlanmış bir yer bulduğu benzersiz özel matris olduğu varsayılmaktadır.

A. Zengin (1962), IRNN iş parçacığı tarafından birbirine bağlı birkaç ribozomdan agregaları keşfetti. Bu komplekslerin polishs denildi. Politika tespiti, zengin ve Watson (1963), polipeptit zincirinin sentezinin, IRNK zinciri boyunca hareket eden ribozomda meydana geldiği varsayımını ifade etmek için izin verdi. Ribozomlar, partiküldeki IRNN zinciri boyunca teşvik edildiğinden, bilgi ve protein polipeptit zincirinin oluşumu yapılır ve yeni ribozomlar, IRNK'nın yayımlanan okuma ucuna dönüşümlü olarak birleştirilir. Bu Richa ve Watson'dan, hücredeki hücrenin değerinin bir kerede çeşitli ribozomlarda matrisi tutarlı bir şekilde okuyarak seri protein üretiminden oluştuğunu izledi.

Araştırma sonucunda M. Nirenberg, S. Ochua, F. Lipman, Korana ve diğerleri 1963 - 1970 yılında. Şanzıman işlemindeki IRNA, ribozomlar, ATP ve aminoakil-TRNA ile birlikte, çok sayıda farklı faktörün katıldığı ve yayın sürecinin kendisi koşulsal olarak üç aşamaya bölünebilir - başlangıç, aslında yayın ve sonlandırma.

Çeviri başlatması, ribozom kompleksindeki ilk peptid bağının sentezi anlamına gelir - matris polinükleotit - aminoakil ticareti. Herhangi bir aminoakil-TRNA değil, fakat formilmetionil-TRNA, bu bir başlangıç \u200b\u200baktivitesine sahiptir. Bu madde ilk önce 1964 yılında F. Senger ve K. Marker tarafından tahsis edildi. S. Merceşör ve K. Marker (1966), formilmetionil-TRNA'nın başlatıcı fonksiyonunun, ribozomun peptidal merkezinin artan afinitesinden kaynaklandığını göstermiştir. Yayıncılığa başlamak için, bazı protein başlatma faktörleri de S. Ochoa, F. Gro ve diğer araştırma merkezlerinin laboratuvarlarında vurgulanan son derece önemlidir. Ribozomdaki ilk peptid bağlantısının oluşumundan sonra, yayının kendisi başlar, yani aminoakil kalıntısının polipeptitin C-ucuna kadar sıralı ilavesidir. Yayın sürecinin birçok detayı K. Monroe ve J. Bishop (İngiltere), I. Rykhlik ve F. Bishop (Çek Cumhuriyeti), F. Rykhlik, M. Blacker, V. Gilbert (ABD) ve diğer araştırmacılar tarafından incelenmiştir. 1968'de A. S. SPIRIN, ribozomun çalışmalarının mekanizmasını açıklamak için orijinal hipotezi önerdi. Yayın sırasında TRNA ve IRNN'nin tüm mekansal hareketlerini sağlayan tahrik mekanizması, periyodik açılış ve ribozom alt çeynlerin kapanmasıdır. Yayının sonu, sonlandırma kodonlarını içeren en okunabilir matristimde kodlanır. S. Brenner (1965 - 1967) gösterdiği gibi, bu tür kodonlar UAA, UAG ve UGA Damlaları'dır. M. Capinchi (1967) ayrıca özel protein sonlandırma faktörlerini de ortaya koydu. A. S. Spirin ve L. P. Gavrilova, protein faktörlerinin katılımıyla, ribozomlarda (1972 - 1975) protein'in (1972 - 1975) sözde "fermente olmayan" sentezini tarif etti. Bu keşif, protein biyosentezinin kökenini ve evrimini anlamak için önemlidir.

Genlerin ve proteinlerin aktivitesinin düzenlenmesi

Moleküler biyolojideki ilk etapta protein sentezinin özgüllüğü probleminden sonra, protein sentezini düzenleyen veya aynı, genlerin aktivitesinin düzenlenmesi ile aynıdır.

Hücrelerin ve bununla ilişkili misillemelerin işlevsel olmayan işlevselliği ve genlerin aktivasyonu uzun süre genetikçilerin dikkatini çekti, ancak yakın zamana kadar genetik aktiviteyi kontrol etmek için gerçek mekanizma bilinmemektedir.

Genlerin düzenleyici faaliyetlerini açıklama girişimleri, histonik proteinlerin çalışmasıyla ilişkilendirildi. Daha fazla eş stadman * XX yüzyılın 40'larının başında. Bu fenomende büyük bir rol oynayabilecek tarihler olduğu fikrini dile getirdiler. Gelecekte, histon proteinlerinin kimyasal yapısındaki farklılıklar hakkında ilk net verileri aldılar. Halen, her yıl giderek daha fazla büyüyen bu hipotezi tanıklık eden gerçeklerin sayısı.

* (E. Stedman, E. Stedman. Hücre çekirdeğinin temel proteinleri.- filozof. Trans. Roy. Soc. Londra, 1951, v. 235, 565 - 595.)

Aynı zamanda, artan sayıda veri konuşması, gen aktivitesinin düzenlenmesi, histon proteinlerinin molekülleri ile genlerin genlerinin basit bir etkileşiminden çok daha karmaşık bir süreçtir. 1960 - 1962'de Laboratuarda, RB Hesin-Lurie, faj genlerinin yukarı doğru okunmaya başladığı tespit edilmiştir: Faj T2 genleri, işleyişi, bakteriyel hücrenin enfeksiyonunun ilk dakikasında meydana gelen ilk dakikalarında meydana gelen erken ayrılabilir. , erken genlerin tamamlanmasından sonra IRNK'yı sentezlemeye başladı.

1961'de Fransız Biyokimyacıları F. Jacob ve J. Mono, hücrenin düzenleyici mekanizmalarının anlaşılmasında olağanüstü bir rol oynayan gen aktivitesini düzenlemek için bir program önerdi. Jacob ve Mono şemasına göre, DNA'da yapısal (bilgi) genlerine ek olarak, yine de bir gement-regülatörler ve genler operatörleri vardır. Gen-regülatör, spesifik bir maddenin sentezini kodlar - hem indüktöre hem de gen operatörüne birleştirilebilen baskıcı. Jeneratör yapısal genlerle bağlantılıdır ve dişli geni onlardan bir mesafededir. Ortamda hiçbir indüktör yoksa, örneğin, laktoz, regülatör geninin sentezlendiği baskılayıcı, operatör genine bağlanır ve engelleyen, tüm operonun çalışmasını kapatır (operatör yöneticileri ile birlikte yapısal gen bloğu) ). Bu koşullar altında enzimin oluşumu gerçekleşmez. Eğer indüktör (laktoz) ortamda görünürse, genetik regülatörün ürünü - baskılayıcı laktoz ile ilişkilidir ve bloğu jeneratör geninden çıkarır. Bu durumda, enzimin sentezini kodlayan yapısal genin çalışması mümkündür ve enzim (laktoz) ortamda belirir.

Jacob ve Mono'ya göre, bu düzenleme şeması, tüm adaptif enzimler için geçerlidir ve hem baskı sırasında hem baskı sırasında, enzimin oluşumu, reaksiyon ürününün fazlalığı tarafından ve indüksiyon sırasında, substratın sentezine katkıda bulunduğunda enzim. Jacob Genes ve Mono'nun faaliyetlerinin araştırma düzenlemesi için Nobel Ödülü 1965'te verildi.

Başlangıçta, bu şema çok uzak görünüyordu. Ancak, daha sonra bu ilke üzerindeki genlerin düzenlenmesinin sadece bakterilerde değil, diğer organizmalarda da gerçekleştiği ortaya çıktı.

1960'tan bu yana, moleküler biyolojide gözle görülür bir yer, genomun organizasyonu ve ökaryotik organizmalarda kromatin yapısı (J. Bonner, R. Britten, V. Olfry, P. Walker, Yu. S. Chentsov. , IB Zbarsky ve diğerleri.) Ve transkripsiyon düzenlemesi ile (A. Mirsky, P. Georgiev, M. Burnistil, D. Gall, R. Tsanguev, R. I. Salgan). Uzun süredir, baskının bilinmeyen ve tartışmalı bir doğası vardı. 1968'de M. Ptashne (ABD), baskılayın protein olduğunu gösterdi. Onu J. Watson laboratuvarında vurguladı ve aslında, indüktörün (laktoz) afinitesine sahip olduğunu ve aynı zamanda "lac opero jeneratör jeneratörünü tanıdığını ve özel olarak iletişim kurduğunu buldu.

Son 5 - 7 yılda, gen aktivitesinin bir başka yönetici hücresinin varlığında veri elde edildi - promotör. Üretici sahasında, ürünün birleştirildiği, ürünün birleştirildiği, baskının kontrollü bir cinsiyet - protein maddesinde sentezlendiği, aynı zamanda gen aktivitesinin düzenleyici sisteminin üyelerine atfedilmeli başka bir alan var. . RNA polimeraz enzim molekülü bu alana tutturulmuştur. DNA'daki benzersiz bir nükleotit dizisinin karşılıklı olarak tanınması ve RNA polimeraz proteininin spesifik bir konfigürasyonu promosyon kısmında gerçekleşmelidir. Tanıma etkinliği, bu, bu opera geninin, promotere bitişiğindeki bu opera gen dizisi ile okuma sürecinin uygulanmasına bağlı olacaktır.

Açıklanan Jacob ve Mono şemasına ek olarak, hücrede başka nesil mekanizmalar var. F. Jacob ve S. Brenner (1963), bakteriyel DNA'nın replikasyonunun düzenlenmesinin bir hücre zarıyla tanımlandığını buldu. Jacob'un (1954) uzmanları, çeşitli zıtların indüksiyonunda, çeşitli mutajenik faktörlerin etkisi altında, program geninin seçim replikasyonunun başladığı ve konakçı genomun çoğaltılmasının engellendiğini göstermiştir. 1970 yılında, F. Bell, küçük DNA moleküllerinin çekirdeğin sitoplazmasına geçirilebileceğini ve orada zaten kopyalandığını bildirdi.

Böylece, genlerin aktivitesinin düzenlenmesi replikasyon, transkripsiyon ve yayın düzeyinde gerçekleştirilebilir.

Düzenlemenin çalışmasında, yalnızca enzimlerin sentezi değil, aynı zamanda etkinlikleri de önemli bir başarı elde edilir. Hücredeki enzimlerin aktivitesinin düzenlenmesinin fenomenleri, 1950'lerde A. Novik ve L. Szilllard'da belirtildi. UShubarger (1956), hücrede, geri besleme reaksiyon zincirinin nihai ürünü ile enzimin aktivitesini bastırmanın çok rasyonel bir yolu olduğu bulundu. J. Mono, J. Shange, F. Jacob, A. PADI ve diğer araştırmacılar tarafından kuruldu (1956 - 1960), enzim aktivitesinin düzenlenmesi, alostik ilke ile gerçekleştirilebilir. Substrat için afinite dışındaki enzim veya alt birimlerinden biri, reaksiyon zinciri ürünlerinden biri için afiniteye sahiptir. Böyle bir ürün sinyalinin etkisi altında, enzim, faaliyetini kaybeden konformasyonunu değiştirir. Sonuç olarak, tüm enzimatik reaksiyon zinciri en başında kapanır. Enzimatik reaksiyonlarda proteindeki konformasyonsal değişikliklerin önemli bir rolü üzerinde ve belli bir anlam Ve bir altoerektik etkinin varlığı için D. Weem ve R. Woodward (1952; Nobel Ödül Laureate, 1965).

Proteinlerin yapısı ve işlevi

T. Osborne, Gofmeister, A. Gürbera, F. Schulz ve XIX yüzyılın sonunda diğerleri sonucunda. Kristalinde birçok hayvan ve sebze proteinleri elde edildi. Aynı zamanda, bazı proteinlerin moleküler ağırlıkları, farklı fiziksel yöntemlerin yardımıyla monte edildi. Böylece, 1891'de A. Sabaneyev ve N. Alexandrov, ovalbumin moleküler ağırlığının 14.000 olduğunu bildirdi; 1905'te E. Reid, hemoglobinin moleküler ağırlığının 48.000'e eşit olduğunu buldu. Proteinlerin polimer yapısı 1871 G. Glazulotz ve D. Gaberman'da açıklandı. Proteinlerde bireysel amino asit kalıntılarının peptid iletişimi fikri T. Kurtius (1883) tarafından ifade edildi. Amino Asit Kimyasal Yoğuşma İşleri (E. Shaal, 1871; Schiff, 1897; L. Balbiano ve D. Tracati, 1900) ve heteropolypeptid sentezi (E. Fisher, 1902 - 1907, Nobel Ödülü, 1902) Temel Gelişimine yol açtı Proteinlerin kimyasal yapısı ilkeleri.

İlk Crystal Enzim (Ureaza) 1926'da elde edildi. J. Samner (Nobel Ödülü, 1946) ve 1930'da J. Northrop (Nobel Ödülü, 1946) kristal pepsin aldı. Bu çalışmalardan sonra, enzimlerin protein doğası gereği olduğu açık oldu. 1940'da M. Kunitz, kristalin bir rna-azu tahsis etti. 1958'de, 100'den fazla kristalli enzim zaten biliniyordu ve kristal olmayan formda tahsis edilen 500 enzimin üzerinde. Bireysel proteinlerin oldukça saflaştırılmış ilaçlarının hazırlanması, birincil yapısını ve makromoleküler organizasyonlarını çözmeye katkıda bulunmuştur.

Genel olarak moleküler biyolojinin gelişimi için büyük öneme sahip, insan genetiği, özellikle L. Polygom'un (1940) keşfi, ciddi kalıtsal hastalığı olan insanların eritrositlerinden izole edilmiştir. Orak hücresi anemi. 1955 - 1957'de V. Ingram, F. Senger tarafından geliştirilen parmak izi yöntemini (kağıt kromatografisi sırasında bireysel peptitler tarafından oluşturulan lekeler), alkali ve tripsin ile hemoglobin hidroliz ürünlerini analiz etmek için kullandı. 1961'de, Ingram, hemoglobinlerin normal hemoglobinden farklı hemoglobinden farklı olduğunu bildirdi: Normal hemoglobin zincirin yedinci pozisyonunda, glutamik asitin kalıntısı ve hemoglobin S - valinin kalıntısı. Böylece tamamen onaylandı (1949), orak hücreli aneminin bir moleküler doğa hastalığı olduğu varsayımı. Hemoglobin makromolekülünün her yarısında sadece bir amino asit kalıntısındaki miras mesafedeki, hemoglobinin, düşük bir oksijen konsantrasyonunda kolayca çözülme kabiliyetini kaybetmesi ve hücre yapısının ihlal edilmesine yol açması gerçeğine yol açmaktadır. Bu çalışmalar, protein yapısının, genomda kodlanan kesinlikle tanımlanmış bir amino asit dizisi olduğunu açıkça göstermiştir. Proteinin birincil yapısının münhasır değeri üzerinde, makromolekülün benzersiz bir biyolojik olarak aktif bir konformasyonunun oluşumunda K. Anfinsen'in (1951) çalışmalarını göstermiştir. Anfinsen, pankreas ribonükleazın biyolojik olarak aktif makro yapıştırılmasının bir amino asit sekansı ile önceden belirlendiğini ve sistein sh grubu, enzim peptid zincirinin kesin olarak tanımlanmış yerlerinde disülfit kazıkları oluşturmak için oksitlendiğinde tekrar ortaya çıkabildiğini göstermiştir.

Bugüne kadar, çok sayıda enzimin eylem mekanizması ayrıntılı olarak incelenmiştir ve birçok proteinin yapısı belirlenir.

1953'te, F. Senger, insülin bir amino asit dizisi kurdu. : Bu protein, iki disülfür kazıkla bağlanan iki polipeptit zincirinden oluşur. Zincirlerden biri sadece 21 amino asit kalıntısı içeriyor ve diğeri 30 kalıntıdır. Bu nispeten basit proteinin yapısını deşifre etmek için Senger, yaklaşık 10 yıl geçirdi. 1958'de bu olağanüstü çalışma için Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Amino asitlerin otomatik analizörünün V. Stein ve S. Murom (1957) oluşturulmasından sonra, proteinlerin kısmi hidrolizi ürünlerinin tanımlanması önemli ölçüde hızlandırılmıştır. 1960'da Stein ve Moore zaten bildirildi. Peptit zinciri, 124 amino asit kalıntısı ile temsil edilen ribonükleaz dizisini belirlemeyi başardılar. Aynı yıl, Tubingen (Almanya) F. Ander'deki Scramma'nın laboratuarında F. Ander ve diğerleri, Protein VTM'deki amino asit dizisini tanımladı. Daha sonra amino asit dizisi, bir kişinin (Brownitzer, E. Schröder, vb.) Hemoglobin'in (Brownitzer, E. SchrÖder, vb.), Bir tavuk yumurta proteininden (Jullah, D.) 'nin a- ve β-zincirlerinde belirlendi. Anahtarfield). 1963'te, F. Shorm ve B. Keyl (Çek Cumhuriyeti), chymotrypsinojen molekülünde bir dizi amino asit dizisi oluşturdu. Aynı yıl, tripsinojen (F. Shorm, D. Walch) amino asit dizisi belirlendi. 1965'te K. Takahashi, T1'in ana ribonükleazın birincil yapısını kurdu. Daha sonra amino asit dizisi hala birkaç proteinde tanımlandı.

Bilindiği gibi, bir veya başka bir yapıyı belirleme doğruluğunun son kanıtı sentezidir. 1969'da R. Merifield (ABD) ilk önce pankreas ribonükleazın kimyasal sentezini gerçekleştirdi. Katı ayrılmış bir taşıyıcı üzerinde geliştirilen bir sentez yöntemi yardımı ile, merofield, bir amino asidi, step ve murom tarafından tarif edilen diziye göre bir başkası tarafından bir başkası tarafından ekleyin. Sonuç olarak, niteliklerinde Pankreas Ribonükleaz A ile aynı olduğu bir protein aldı. Ribonükleaz V. Stein, S. Muru ve K. Anfinsenu'nun 1972'de Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Bu doğal protein sentezi, planlanan diziye uygun olarak herhangi bir protein oluşturma olasılığını gösteren iddialı perspektifleri açar.

X-ışını kırınım çalışmalarından, W. Astbury (1933), protein moleküllerinin peptid zincirlerinin büküldüğünü veya kesinlikle kesinlikle döşendiğini takip etti. O zamandan beri, birçok yazar, protein zincirlerini döşeme yöntemleri hakkında çeşitli hipotezler, ancak 1951 yılına kadar, tüm modeller deneysel verileri karşılamayan suç yapıları olarak kalmıştır. 1951'de, L. Polgent ve R. Corey, proteinlerin ikincil yapısı teorisinin nihayet formüle edildiği bir dizi parlak çalışma yayınladı - α-sarmal teorisi. Bununla birlikte, proteinlerin başka bir üçüncül yapıya sahip olduğu da biliniyordu: peptid zincirinin α-sarmalının, oldukça kompakt bir yapı oluşturarak formüle edilebilir, belirli bir şekilde olabilir.

1957'de J. Kendrew ve personeli ilk önce Mioglobin yapısının üç boyutlu bir modelini sundu. Bu model daha sonra birkaç yıl boyunca rafine edildi, 1961'de bu proteinin mekansal yapısının özelliği ile nihai bir çalışma yoktu. 1959'da M. Perutz ve çalışanlar, hemoglobinin üç boyutlu yapısını kurdu. 20 yıldan fazla harcanan araştırmacılar (hemoglobin ilk radyografileri 1937'de bir gerçekle elde edildi). Hemoglobin molekülü dört alt birimden oluştuğundan, ardından organizasyonunu deşifre etmek, böylece kuaterner protein yapısını ilk kez tarif eder. Kendrew proteinlerinin üç boyutlu yapısının tanımı ve 1962'de bir paketin tanımı üzerine Nobel Ödülü verildi.

Hemoglobin yapısının bir uzamsal modelinin oluşturulmasına izin verdi. Bu proteinin işleme mekanizmasını anlamak için yaklaşım, bu proteinin, hayvan hücrelerinde oksijenin transferini gerçekleştirdiği bilinen bilinen. 1937'de, F. Gaurovitz, hemoglobinin oksijenle etkileşiminin, havanın proteinin yapısındaki bir değişiklikle eşlik etmeleri gerektiği sonucuna varmıştır. 60'lı yıllarda Puertc ve personeli, oksiderasyonun neden olduğu oksidasyonundan sonra, bir hemoglobin zincirlerinin göze çarpan bir kayması keşfetti. Bu temelde, protein makromoleküllerinin "solunumu" hakkında fikirler oluşturulmuştur.

1960'ta D. Phillips ve çalışanları, Lysozyme moleküllerinin X-ışını kırınım çalışmalarına başladı. 1967'de, bu proteinin organizasyonunun ayrıntılarını ve bireysel atomların molekülündeki lokalizasyonunu oluşturmak için az ya da çok doğru. Ek olarak, Phillips, lizozimin bağlanmasının doğasını alt tabakaya (triasetilglucosamin) öğrendi. Bu, bu enzimin iş mekanizmasını yeniden oluşturmayı mümkün kıldı. Böylece, birincil yapı ve makromoleküler organizasyonun bilgisi, yalnızca birçok enzimin aktif merkezlerinin niteliğini belirlemeyi, aynı zamanda bu makromoleküllerin işleyiş mekanizmasını tam olarak açıklamak için mümkün olmasını sağlamıştır.

Elektron mikroskobu yöntemlerinin kullanımı, kollajen iplikleri, fibrinojen, kasılma fibrilleri, vb. Gibi, kasların sonundaki karmaşık protein oluşumlarının makromoleküler organizasyonun ilkelerini açıklamaya yardımcı oldu. V. A. Engelhardt ve M. N. Lyubamova'nın (1939) ATP-azin aktivitesinin açılması, kas azaltma mekanizmasını anlamak için olağanüstü idi. Bu, kas kasılma eyleminin temelinin, adenosin trifosforik asitin etkisiyle kasılma proteininin fizikokimyasal özelliklerdeki ve makromoleküler organizasyonundaki değişim olduğu anlamına geliyordu (ayrıca bkz. Bölüm 11).

Biyolojik yapıların montaj ilkelerini anlamak için, virolojik çalışmalar esastır (bkz. Bölüm 25).

Çözülmemiş problemler

Modern moleküler biyolojideki temel başarılar, esas olarak nükleik asitlerin incelenmesi sonucu elde edilir. Bununla birlikte, bu alanda bile, tüm sorunlara izin verilmez. Büyük çaba, özellikle genomun tüm nükleotit dizisini deşifre ederek gerektirecektir. Bu sorun, sindirilemez bir şekilde heterojenlik DNA'sının sorununa bağlıdır ve yeni fraksiyonlama yöntemlerinin geliştirilmesini ve bireysel moleküllerin hücrenin toplam genetik malzemesinden ayrılmasını gerektirir.

Şimdiye kadar, çabalar çoğunlukla bir protein ve nükleik asitlerin ayrı bir çalışmasında konsantre edildi. Hücrede, bu biyopolimerler birbirleriyle ayrılmaz bir şekilde bağlanır ve esas olarak nükleoproteis formunda çalışır. Bu nedenle, şimdi belirli bir netlikle, proteinlerin ve nükleik asitlerin etkileşimini inceleme ihtiyacı ortaya çıktı. Nükleik asitlerin bazı bölümlerinin proteinleri ile tanınma sorunu öne doğru ilerlenir. Bu biyopolimerlerin bu tür etkileşimini incelemek için, kromozomların, ribozomların ve diğer yapıların yapısının ve fonksiyonlarının tam olarak anlaşılmasından bu tür bir etkileşimi incelemek için özetlenmiştir. Bundan sonra, gen aktivitesinin düzenlenmesini de anlaması imkansızdır ve nihayet beyazoksitlenme mekanizmalarının organlarının işlenmesinin ilkelerini deşifre etmek imkansızdır. Jacob ve Mono'nun eserlerinden sonra, nükleer materyalin sentezinde membranların düzenleyici anlamı hakkındaki bazı yeni veriler ortaya çıktı. Bu, DNA replikasyonunun düzenlenmesinde membranların rolünün daha derin bir çalışmasının görevini belirler. Genel olarak, genel olarak genlerin ve hücresel aktivitelerin faaliyetlerini düzenleme sorunu, modern moleküler biyolojinin en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir.

Mevcut biyofizik durumu

Moleküler biyolojinin sorunları ile yakın bağlantıda biyofizik geliştirildi. Bu biyoloji alanına ilgi, bir yandan, bir yandan, çeşitli nesil radyasyonların gövdesinde kapsamlı bir eylem çalışmasına ihtiyaç duyulması gereği, diğer yandan, yaşam fenomenlerinin fiziksel ve fizikokimyasal temellerini inceleme ihtiyacı moleküler seviye.

Moleküler yapılar ve bunlarda yapılan işlemler hakkında doğru bilgi edinmek, yeni ince fizikokimyasal yöntemlerin kullanımının bir sonucu olarak mümkün hale geldi. Elektrokimyanın başarılarına dayanarak, iyon seçim elektrotları (Eisenman, B. P. Nikolsky, Khuri, 50 - 60'lar) uygulayarak biyoelektrik potansiyelleri ölçme yöntemini geliştirmek mümkündü. Kızılötesi spektroskopi (lazer cihazları kullanarak) giderek daha fazla pratikte, proteinlerdeki (I. Marangozlar, 1940) konformasyonel değişikliklerin araştırılmasına izin veriyor. Değerli bilgiler ayrıca bir elektron paramanyetik rezonansı (E. K. Zavoisk, 1944) ve özellikle oksidatif süreçler sırasındaki elektron taşımacılığını yargılayan bir biyoküler yöntem (B. N. Tarusov ve ark., 1960).

50'li yıllarda biyofizik sağlam bir pozisyonu fetheder. Nitelikli uzmanlar hazırlama ihtiyacı var. Eğer 1911'de Avrupa'da sadece pasta üniversitesinde, Macaristan'da, 1973 yılına kadar Biyofizik Anabilim Dalı, neredeyse tüm büyük üniversitelerde bu bölümler var.

1960 yılında, Uluslararası Biyofizikçi Derneği düzenlendi. Ağustos 1961'de, Stockholm'deki ilk uluslararası biyofiziksel kongre gerçekleşti. İkinci Kongre, 1965 yılında Paris'te üçüncü oldu - 1969'da Boston'da, 1972'de Moskova'da.

Biyofizikte, moleküler biyofizik ve hücre biyofiziğinin içeriğinde iki farklı içerik arasında net bir ayrım korunur. Bu ayrım alır ve örgütsel ifade alır: bu iki biyofizik yönünün ayrı bölümleri oluşturulur. Moskova Üniversitesinde, ilk biyofizik departmanı 1953 yılında Biyo-Toprak Fakültesi'nde kuruldu, biraz sonra Biyofizik Anabilim Dalı fizik fakültesinde ortaya çıktı. Aynı prensibe göre, bölümler diğer birçok üniversitede düzenlendi.

Moleküler biyofiziksel

Son yıllarda, moleküler biyofiziğin moleküler biyoloji ile bağlantısı giderek daha fazla güçlendirilmiş hale gelmiştir ve bazen de aralarındaki bölümün sınırının geçtiğini belirlemek bazen zordur. Kalıtsal bilgi problemindeki genel olarak, moleküler biyoloji ile biyofizik işbirliğinin kaçınılmazdır.

Araştırma çalışmalarındaki ana yön, nükleik asit fiziğinin çalışmasıdır - DNA ve RNA. Yukarıdaki yöntemlerin ve üstünde tüm X-ışını yapısal analizinin kullanılması, nükleik asitlerin moleküler yapısının ayrıştırılmasına katkıda bulunmuştur. Halen, bu asitlerin çözümlerdeki davranışlarını incelemek için yoğun çalışmalar devam etmektedir. Viskozite değişiklikleri, optik ve elektrik göstergeleri ile incelenen "spiral arapsaçı" konformasyonel geçişlerine özel dikkat gösterilir. Mutajenez mekanizmalarının incelenmesi ile bağlantılı olarak, Çözümlerde nükleik asitlerin davranışı üzerine iyonlaştırıcı radyasyonun etkisinin yanı sıra virüsler ve fajlar nükleik asit üzerindeki radyasyon eylemleri ile ilgili olarak çalışmalar üzerinde çalışmalar geliştirilmektedir. Ultraviyole radyasyonun etkisi kapsamlı analizlere maruz kalmıştır, bazı spektral bölümler, bilinen bazı spektral bölümler, nükleik asitler tarafından iyi emilir. Bu tür çalışmaların büyük bir kısmı, aktif nükleik asit radikallerinin ve proteinlerin elektron paramanyetik rezonansı ile tespitini kapsar. Bu yöntemle, bir bütün yönün oluşumu ilişkilidir.

DNA'yı ve RNA bilgilerini kodlama sorunu ve protein sentezinde bulaşması uzun zamandır moleküler biyofizik ile ilgilenmekte ve fizik bu konuda (E. Schrödinger, Gamov) belirli hususları tekrar tekrar ifade etmişlerdir. Genetik kodun çözülmesi, DNA Helix'in yapısı üzerine, bu işlemlerde yer alan fiziksel güçleri incelemek için DNA Helix'in yapısı, kayma ve bükülme mekanizması üzerine çok sayıda teorik ve deneysel çalışmaya neden olmuştur.

Moleküler biyofiziğe önemli yardım, ilk olarak 1930'da J. Bernal tarafından uygulanan X-ışını yapısal analizi kullanılarak protein moleküllerinin yapısı çalışmasında moleküler biyolojiye sahiptir. Biyokimyasal (enzimatik yöntemler) ile birlikte fiziksel yöntemlerin kullanılması sonucunda bir moleküler bir konformasyon ve bir dizi proteinde bir amino asit dizisi açıldı.

Modern elektron mikroskobik çalışmaları, hücrelerin ve organotlardaki karmaşık membran sistemlerinin varlığını ortaya çıkaran, moleküler yapılarını anlamaya çalışır (bkz. Bölüm 10 ve 11). Membranların kimyasal bileşimi ve özellikle, lipitlerinin özellikleri incelenmiştir. İkincisinin odaklanma ve enzimatik olmayan zincir oksidasyon reaksiyonları (YU. A. Vladimirov ve F. F. Litvin, 1959; B. N. F. Litvin, 1969; B. N. F. Ivanov, 1967) 'nin odaklanabileceği bulundu. Membranların bileşimini incelemek için de yöntemleri kullanmaya başladı matematiksel modelleme (V. TS. Presman, 1964 - 1968; M. M. Shemyakin, 1967; Yu. A. Ovchinnikov, 1972).

Hücreli biyofizik

Biyofizik tarihinde önemli bir olay, biyolojik süreçlerin termodinamiği ile ilgili 50'li yıllarda net fikirlerin oluşumuydu, bunun bir sonucu olarak, ikinci yasaya aykırı olan yaşam hücrelerinde bağımsız enerji oluşumu olasılığı konusunda nihayet bir şekilde tahliye edildi. termodinamik. Biyolojik sistemlerdeki bu kanunun eylemlerini anlamak, Belçika bilimcisinin I. Prigogin'in (1945) 'nin (1945) * (1945) *, dış enerji ve madde ile karşılaşılan açık sistemler kavramının biyolojik termodinamiğine bağlanır. Prigogin, sırasıyla, termodinamiğin ikinci yasası olan iş akışlarında canlı hücrelerde pozitif entropinin oluşturulduğunu göstermiştir. Bunlar tarafından tanıtılan denklemler, sabit durumun ortaya çıktığı koşulları belirledi (ayrıca, serbest enerji dışı) (nötritöz olmayan), gıdaklı hücrelere giden hücrelere, akışını telafi ettiği hücrelere girdiği koşulları belirledi. Pozitif entropi görüntülenir. Bu keşif, hücrelerin dış ve iç ortamının ayrılmaz bir şekilde bağlanması fikrini güçlendirmiştir. Modelleme yöntemi (A. Barton, 1939; G. Pasynsky, 1967) de dahil olmak üzere, canlı "sistemlerin termodinamik bir çalışmasının başlangıcını işaret etti.

* (Genel olarak açık sistemler teorisi, 1932'de L. Bertalafi'yi öne sürdü.)

Biyotermodinamiğin temel prensibine göre, yaşamın varlığının önkoşulunun, çok sayıda metabolik reaksiyonun oranlarının koordinasyonunun gerekli olduğu için, biyokimyasal işlemlerinin geliştirilmesinde durağandır. Yeni biyofiziksel termodinamik temelinde, bu reaksiyonların koordinasyonunu sağlayan ve kararlı hale getiren dış ve iç faktörleri tahsis eden bir yön. Son yirmi yılda, inhibitörlerin ve özellikle antioksidanların (B. N. Tarusov ve A. I. Zhuravlev, 1954, 1958) sisteminin sabit durumunun sürdürülmesinde büyük bir rol ortaya çıkmıştır. Yatanlığın güvenilirliğinin, dış ortamın (sıcaklık) ve hücre ortamının fizikokimyasal özelliklerinin faktörleriyle ilgili olduğu tespit edilmiştir.

Biyotermodinamiğin modern prensipleri, adaptasyon mekanizmasının fiziksel ve kimyasal yorumunu vermesine izin verildi. Verilerimize göre, dış ortamın koşullarına adaptasyon, yalnızca biyo gelişiminde gövde durgunluk kurabilirse ortaya çıkabilir. kimyasal reaksiyonlar (B. N. Tarusov, 1974). Soru, sabit durumun açıklanmayacak şekilde değerlendirilmesine ve olası bozukluklarını tahmin etmesine izin veren yeni yöntemlerin geliştirilmesi hakkında ortaya çıktı. Kendi kendini düzenleyen sistemlerin sibernetik prensiplerinin biyolojik adaptasyon süreçlerinin tanıtılması büyük ölçüde faydalıdır. Sabit durumun istikrarı, sözde rahatsız edici faktörlerin, özellikle de enzimatik olmayan lipit oksidasyon reaksiyonları olduğunu, sözde rahatsız edici faktörlerin kaydını çözmek için netleşmiştir. Son zamanlarda, yaşam hücrelerinin lipid aşamalarında reprodüksiyon süreçleri ve membranların düzenleyici fonksiyonlarını ihlal eden aktif radikal ürünlerin artışları giderek daha fazla genişlemektedir. Bu işlemler hakkındaki bilgilerin kaynağı, aktif peroksidan radikallerin ve biyolpid peroksidasyonunun tespiti olarak (A. Tappel, 1965; I. IVANOV, 1965; E. B. Burlakova, 1967 ve diğerleri). Radikalleri tespit etmek için, rekombinasyonları sırasında canlı hücrelerin lipidlerinde ortaya çıkan biyohemoluminesans kullanılır.

Sabit durumun istikrarı üzerindeki fizikokimyasal temsillere dayanarak, bitkilerin uyarlanması ile ilgili biyofiziksel fikirler, inhibitör antioksidan sistemlerinin ihlali olarak (BN Tarusov, YA. E. Doskokoch, BM Kitlaev) , Aghaverdiev, 1968 - 1972). Bu, donma ve tuz direnci gibi özellikleri değerlendirme fırsatı ve ayrıca tarım bitkilerinin seçiminde uygun tahminlerde bulunma fırsatı açmıştır.

50'lerde, aşırı bir parıltı açıldı - spektrumun görünür ve kızılötesi parçalarındaki biyolojik ve kızılötesi biyolojik nesneler (B. N. Tarusov, A. I. Zhuravlev, A. I. Polyvoda). Bu, fotoelektronik çarpanların (L. Ketsky, 1934) yardımıyla ultra plastik ışığın akışının kaydedilmesine yönelik yöntemlerin geliştirilmesinin bir sonucu olarak mümkün hale geldi. Bir canlı hücrede meydana gelen biyokimyasal reaksiyonların sonucu olarak, biyokimolüminesans, enzimler arasındaki elektron transfer devrelerinde önemli oksidatif işlemleri yargılamanızı sağlar. Biyokimolüminesansın keşfi ve incelemesi büyük bir teoriktir ve pratik değer. Böylece B. N. Tarusov ve Yu. B. Kudryashov, patolojik koşulların oluşumunda, kanserojenez ve diğer ihlaller sırasında iyonlaştırıcı radyasyonun etkisi altında gelişen patolojik koşulların mekanizmasında doymamış yağ asitlerinin oksidasyonunun en büyük rolünü not edin. normal fonksiyonlar Hücreler.

50'lerde, nükleer fiziğin biyofizikten hızlı gelişmesi nedeniyle, radyobiyoloji ayrıldı ve iyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkisini keşfedildi. Yapay radyoaktif izotoplar, termonükleer silahların oluşturulması, atomik reaktörlerin oluşturulması ve diğer pratik enerji türlerinin diğer pratik kullanım biçimlerinin geliştirilmesi, iyonlaştırıcı radyasyonun, gelişmenin zararlı etkilerinden elde edilen tüm netliğin tüm netliğine sahip teorik Vakıflar Radyasyon hastalığının önlenmesi ve tedavisi. Bunu yapmak için, Hücrenin hangi bileşenlerinin ve metabolizma bağlantılarının en savunmasız olduğunu bulmak için her şeyden önce gerekliydi.

Biyofizik ve radyobiyolojiyi incelemenin amacı, radyasyon enerjisinin etkisi altında yaşayan substratlarda ortaya çıkan birincil kimyasal reaksiyonların doğasının açıklığındadır. Burada sadece bu fenomenin mekanizmalarını anlamak değil, aynı zamanda fiziksel enerjiyi bir kimyasal olarak değiştirme sürecini de etkileyebilmek için "yararlı" eylem katsayısını azaltabilmek için de önemliydi. Bu yönde işler, N. N. Semenov (1933) SSCB ve D. Khinchelwood (1935) İngiltere'deki çalışmalarına atıldı.

Radyobiyolojik çalışmalarda büyük bir yer, çeşitli organizmaların radyasyon direnci derecesinin çalışmasını sürdürdü. Artan radyo direncinin (örneğin, çöl kemirgenleri), lipidlerin yüksek antioksidan aktivitesinden kaynaklandığı bulunmuştur. hücre zarları (M. Chang ve ark., 1964; N. K. Ogryzov ve ark., 1969). Bu sistemlerin antioksidatif özelliklerinin oluşumunda, tokoferoller, K vitamini ve thiosion (I. Ivanov ve diğerleri, 1972) büyük bir rol oynadığı ortaya çıktı. Son yıllarda, mutajenez mekanizmalarının incelenmesine de dikkat çekiyorlar. Bu amaçla, iyonlaştırıcı radyasyonun nükleik asitlerin davranışı ve in vitro proteinlerin yanı sıra virüs ve fajlarda (A. Gustafson, 1945 - 1950) çalışılmaktadır.

Kimyasal koruma verimliliğinde daha fazla artış için mücadele, daha verimli inhibitörler arayışı ve inhibisyon prensipleri bu yönde biyofiziğin ana görevleri.

Yüksek kimyasal aktivitelerini belirleyen heyecanlı biyopolimer devletlerinin incelenmesi ilerlemiştir. En başarıyla, fotobiyolojik süreçlerin birincil aşamasında ortaya çıkan heyecanlı devletlerin çalışmasıydı - fotosentez ve vizyon.

Böylece, bitki bitkilerinin moleküllerinin birincil aktivasyonu hakkında bir anlayışa katkıda bulunur. Heyecanlı Devletlerin enerjisinin enerjisinin (göçünün), aktif pigmentlerden diğer alt tabakalara zarar vermeden devrinin büyük önemi kurulmuştur. Bu fikirlerin gelişiminde büyük bir rol, teorik eserler A. N. Terenina (1947 ve daha sonra) ile oynanmıştır. A. KRASNOVSKY (1949), klorofil ve analoglarının geri dönüşümlü fotokimyasal geri kazanımının tepkisini açtı ve araştırdı. Şimdi yakın gelecekte yapay koşullarda fotosentezi yeniden oluşturmanın mümkün olacağı genel bir mahkumiyet var (ayrıca bkz. Bölüm 5).

Biyofizik, kas kasılma niteliğinin açıklanması ve sinir uyarma ve tutma mekanizmaları üzerinde çalışmaya devam eder (bkz. Bölüm 11). Heyecan verici durumdan normale kadar geçiş mekanizmalarının incelenmesi de ilgilidir. Heyecan verici durum şimdi bir araba kapatalitik reaksiyonunun sonucu olarak kabul edilir ve frenleme - tokoferol (II IVANOV, O. ROLZ, 1966 gibi bileşiklerdeki moleküler düzenlemelerin bir sonucu olarak inhibitör antioksidan aktivitenin keskin bir şekilde mobilizasyonunun bir sonucu olarak kabul edilir. ; Veya Kolz, 1970).

Biyofiziklerin en önemli ortak sorunu, canlı maddenin nitel fizikokimyasal özelliklerinin bilgisidir. Bu tür özellikler, canlı biyopolimyonların potansiyumunu seçici olarak bağlar veya elektrik akımını kutuplaştırırken, vücuttan en dikkatli çıkarılmalarını bile korumak mümkün değildir. Bu nedenle, hücre biyofiziği, yaşam boyu ömür boyu bir çalışma çalışması için yoğun bir şekilde kriter geliştirmeye ve yöntemler geliştirmeye devam ediyor.

Moleküler biyolojinin gençliğine rağmen, bu alanda elde edilen başarılar gerçekten ezicidir. Nispeten kısa bir süre için, genin niteliği ve organizasyonunun temel ilkeleri, üreme ve operasyon kurulmuştur. Dahası, sadece in vitro genlerin çoğaltılması değil, aynı zamanda ilk defa, genin tam bir sentezi tamamlandı. Genetik kod tamamen deşifre edildi ve protein biyosentezi özgüllüğünün en önemli biyolojik sorunu izin verildi. Hücredeki protein oluşumu için ana yollar ve mekanizmalar tanımlandı ve incelendi. Birçok taşıma RNA'ya özgü adaptör molekülünün birincil yapısı, nükleik matrislerin sentezlenmiş proteinin amino asit dizisine çevirisini gerçekleştiren, tamamen belirlenir. Birçok proteinin amino asit dizisi tamamen şifresi çözülür ve bazılarının mekansal yapısı kurulur. Bu, enzim moleküllerinin işleyişinin ilkesini ve detaylarını öğrenmeyi mümkün kıldı. Enzimlerden birinin kimyasal sentezi ribonükleazdır. Farklı alt hücre parçacıklarının organizasyonunun temel prensipleri, birçok virüs ve faj ve çözülmüş, hücrede biyogenezinin ana yollarını belirlenir. Genlerin aktivitesini düzenlemenin ve hayati aktivitenin düzenleyici mekanizmalarını netleştirmek için yolları anlamak için açık yaklaşımlar. Zaten bu keşiflerin basit bir listesi, XX yüzyılın ikinci yarısının olduğunu göstermektedir. her şeyden önce mecbur olan biyolojinin büyük ilerlemesi ile işaretlendi. geniş kapsamlı çalışma Biyolojik olarak gerekli makromoleküllerin yapıları ve işlevleri - nükleik asitler ve proteinler.

Moleküler biyolojinin başarıları, bugün uygulamada zaten kullanılıyor ve tıp, tarımda ve bazı endüstrilerde maddi meyveler getiriyor. Hiç şüphe yok ki bu bilimin iadesinin her gün artacağı. Bununla birlikte, ana sonuç, moleküler biyolojinin başarısının etkisi altında, hayatın en samimi sırlarını açıklama yolunda sınırsız olanakların varlığında güvenin arttırıldığı düşünülmelidir.

Gelecekte, görünüşte, konunun biyolojik hareket şeklinin araştırılması yolları açılacak - moleküler seviye Biyoloji atom seviyesine geçecektir. Ancak, şimdi, belki de yok, belki de, önümüzdeki 20 yıl boyunca bile moleküler biyolojinin gelişimini öngören tek bir araştırmacı değil.