Молекулярлық биологияның әдістерін қарастырмас бұрын молекулалық биологияның өзі не екенін және нені зерттейтінін ең болмағанда жалпы түрде түсініп, жүзеге асыру қажет. Бұл үшін сіз одан да тереңірек қазып, «генетикалық ақпарат» деген эвфониялық тұжырымдамамен айналысуға тура келеді. Сондай-ақ жасуша, ядро, белоктар және дезоксирибонуклеин қышқылының не екенін есте сақтаңыз.
Не деген не немесе негізгі білім
Мектепте негізгі биология курсынан өткен барлық адамдар әрбір адам мен жануардың денесі мүшелерден, бұлшықеттерден және сүйектерден тұратынын білуі керек. Ал олар әртүрлі ұлпалардан, олар өз кезегінде жасушалардан түзіледі.
Қабық, цитоплазма, әртүрлі белоктар және ядро ең қарапайым жасушаның негізгі құрамдас бөліктері болып табылады. Бірақ белоктардың құрылысы мен қызметі туралы ақпарат ядрода, дәлірек айтсақ, дезоксирибонуклеиндерде орналасқан.қышқыл. Ақуыздар қалай жұмыс істейтіні туралы деректер әлемге әйгілі ДНҚ тізбегінде сақталады және сақталады. Организмнің барлық әрі қарай дамуы дезоксирибонуклеин қышқылының дұрыс құрылысына байланысты. Биологтардың көзқарасы бойынша, маңызды ештеңе жоқ. Адамның бүкіл өмірі оның геномын өзгерте алатын миллиардтаған ең кішкентай апаттарға байланысты деп айта аламыз.
Молекулалық биология дәл солай және жасушаларда болатын процестерді зерттейді: мәліметтер дезоксирибонуклеин қышқылынан белоктарға қалай тасымалданады, олар бастапқыда қалай түседі, белоктардың негізгі қызметтері қандай, олар қалай түзіледі.
ХХ ғасырдың жиырмасыншы жылдарынан бастап молекулалық биология белсенді дамып келеді. Әлемнің жетекші ғалымдары өз өмірін дезоксирибонуклеин қышқылын және белоктардың жұмысын зерттеуге арнады. Көптеген ақылға қонымды жаңалықтар ашылды. Мысалы, ғалым Фрэнсис Крик алпысыншы жылдардың қарсаңында молекулалық биологияның орталық догмасын тұжырымдаған. Бұл заңның мәні мынада: генетикалық деректер дезоксирибонуклеин қышқылынан рибонуклеин қышқылына, одан белокқа ауысады. Бірақ процесс кері бағытта жүруі мүмкін емес.
Молекулярлық биологияның негізгі әдістерінің қалыптасуы жиырма бірінші ғасырдың басында ғана басталды. Осының арқасында ғылымда нағыз серпіліс болды: ғалымдар дезоксирибонуклеин қышқылының қалай және неден түзілетінін анықтады. Биология мен химия ешқашан бұрынғыдай болған жоқ.
Молекулалық биология әдістері
Негізгілері бардезоксирибонуклеин және рибонуклеин қышқылдарын өзгерту тәсілдері, сонымен қатар белоктармен манипуляциялар. Биохимия мен молекулалық биологияның принциптері мен әдістерінің мәні ДНҚ мен белоктар туралы жаңа бірдеңе табу болып табылады.
Бірінші әдіс.кесу
Алғаш рет ғалымдар дезоксирибонуклеин қышқылының құрылымын өзгерте алатынын ХХ ғасырдың сонау елуінші жылдары өте ерекше ферментті ашқан кезде толық түсінді. 1978 жылы бұл ақуызды бөліп алып пайдаланған Нобель сыйлығының лауреаттары Смит, Натанс және Арбер оны рестрикциялық фермент деп атады. Мұндай өте қатал атау таңдалды, өйткені бұл фермент керемет қабілетке ие болды: ол дезоксирибонуклеин қышқылын тікелей кесіп тастай алады.
Екінші әдіс. Қосылу
Көбінесе молекулалық биологияның әдістері жеке емес, бір-бірімен жұпта қолданылады. Осы тізімдегі алғашқы екі әдіс осы жерде мысал бола алады. Биолог ғалымдардың мақсаты дезоксирибонуклеин қышқылының молекуласын бөліп алу емес, жаңа молекула құру. Бұл миссия басқа ферментсіз өте қажет: ДНҚ лигазасы. Ол дезоксирибонуклеин қышқылының тізбектерін бір-бірімен байланыстыра алады. Оның үстіне, тізбектер мүлдем басқа типтегі ұяшықтарға тиесілі болуы мүмкін және бұл ештеңеге әсер етпейді.
Үшінші әдіс.бөліңіз
Дезоксирибонуклеин қышқылының молекулаларының ұзындығы әртүрлі болатыны жиі кездеседі. Бұл ғалымдардың жұмысына кедергі жасамас үшін, олар екіге бөлінедіэлектрофорез құбылысын қолдану. Дезоксирибонуклеин қышқылының молекуласы белгілі бір затқа батырылады, ал оның өзі электр өрісіне батырылады, оның әсерінен бөліну жүреді.
Төртінші әдіс. Мәнін тану
Биохимия мен молекулалық биологияның әдістері әртүрлі. Көбінесе олардың мақсаты гендерді өзгерту емес, оларды зерттеу. ДНҚ мәнін ашу үшін нуклеин қышқылдарын будандастыру қолданылады. Тәжірибенің өзі былай жүреді: біріншіден, дезоксирибонуклеин қышқылын қыздырады. Осыған байланысты тізбектер ажыратылады. Процесті екі түрлі дезоксирибонуклеин қышқылдарымен екі рет қайталау керек. Содан кейін олар бір-бірімен біріктіріліп, соңында қоспасы салқындатылады. Гибридизацияның қаншалықты жылдам немесе баяу жүретініне байланысты ғалымдар дезоксирибонуклеин қышқылы тізбегінің өзі қалай тұжырымдалғанын анықтайды.
Бесінші әдіс. Клон
Молекулалық биологияны зерттеу әдістері әрқашан өзара байланысты, бірақ әсіресе бұл жағдайда, өйткені шын мәнінде клондау гендермен жұмыс істеудің барлық алдыңғы әдістерінің жиынтығы болып табылады. Алдымен дезоксирибонуклеин қышқылын бөліктерге бөлу керек. Содан кейін пробиркада бактериялар өсіріледі және нәтижесінде алынған тізбектер оларда көбейеді.
Алтыншы әдіс.анықтау
ХХ ғасырдың елуінші жылдары Швециядан келген биолог Пер Виктор Эдман бір әдіс ойлап тапты. Оның көмегімен белоктағы аминқышқылдарының ретін көп күш жұмсамай-ақ оңай тануға мүмкіндік туды.
Жетіншіәдіс. Өзгерту
Молекулалық биологияның принциптері мен әдістері негізінен жасушалармен жұмыс істеуге негізделген. Өйткені, гендік қару деп аталатын құрылғының көмегімен ғалым өсімдіктердің, жануарлардың және адамның жасушаларына дезоксирибонуклеин қышқылын енгізе алады. Осылайша, жасушалар өзгереді, жаңа қасиеттер мен қызметтерге ие болады. Бұл тәжірибе арқылы ядро мен басқа органоидтар түбегейлі өзгертілді.
Сегізінші әдіс. Зерттеу
Репортер гендер деп аталатын гендер басқа гендерге қосылып, осы қарапайым әрекеттің көмегімен жасушалардың ішінде не болып жатқанын зерттеуге болады. Сондай-ақ, бұл әдіс гендердің жасушада қаншалықты анық көрінетінін білу үшін қолданылады. LacZ гені әдетте репортер рөлін атқарады.
Тоғызыншы әдіс.табу
Белгілі бір генді басқалардан бөліп алу үшін ғалымдар жасушаға желкек пероксидазасын енгізеді. Онда ол молекуламен қосылып, ғалымға жасушаның сандық және сапалық сипаттамаларын анықтауға мүмкіндік беретін жеткілікті күшті сигнал береді.
Қорытынды
Біздің заманымызда ғылым өте белсенді түрде алға жылжуда. Әсіресе биология саласында. Жасушаның жаңа қызметтері мен түрлері, молекулалық биологияның мүлдем жаңа әдістері ашылуда. Болашақ осы ашылуларға байланысты болуы мүмкін. Ал бұл ашылулар, өз кезегінде, молекулалық биологияның заманауи әдістеріне байланысты.
