Молекулярдык биологиянын ыкмаларын карап чыгуудан мурда молекулярдык биологиянын өзү эмне экенин жана ал эмнени изилдеп жатканын эң жок дегенде эң жалпы мааниде түшүнүү жана түшүнүү зарыл. Ал үчүн дагы тереңирээк казып, «генетикалык маалымат» деген эвфониялык түшүнүк менен күрөшүүгө туура келет. Ошондой эле клетка, ядро, белоктор жана дезоксирибонуклеиндик кислота эмне экенин унутпаңыз.
Эмне деген же негизги билим
Мектепте биологиянын негизги курсун окугандар ар бир адамдын жана жаныбардын денеси органдардан, булчуңдардан жана сөөктөрдөн тураарын билиши керек. Ал эми алар ар кандай кыртыштардан түзүлөт, алар өз кезегинде клеткалардан түзүлөт.
Кабат, цитоплазма, түрдүү белоктор жана ядро эң жөнөкөй клетканын негизги компоненттери. Ал эми белоктордун кантип курулаары жана иштеши жөнүндөгү маалымат ядродо, тагыраак айтканда дезоксирибонуклеиндик клеткада жайгашкан.кислота. Белоктордун кантип иштеши керектиги жөнүндөгү маалыматтар дүйнөгө белгилүү ДНК тилкесинде сакталат жана сакталат. Организмдин бардык мындан аркы өнүгүүсү дезоксирибонуклеин кислотасынын туура түзүлүшүнөн көз каранды. Биологдордун көз карашы боюнча, эч нерсе маанилүү эмес. Адамдын бүт өмүрү анын геномун өзгөртө турган миллиарддаган кичинекей кырсыктардан көз каранды деп айта алабыз.
Молекулярдык биология дал ушундай жана клеткаларда болуп жаткан процесстерди изилдейт: маалыматтар дезоксирибонуклеиндик кислотадан белокторго кантип өткөрүлөт, алар алгач ал жакка кантип жетет, белоктордун негизги функциялары кандай, алар кантип пайда болот.
20-кылымдын 20-жылдарынан баштап молекулярдык биология жигердүү өнүгүп келе жатат. Дүйнөнүн алдыңкы окумуштуулары өз өмүрүн дезоксирибонуклеин кислотасын жана белоктордун иштешин изилдөөгө арнашкан. Көптөгөн акылга сыйбаган ачылыштар жасалды. Мисалы, окумуштуу Фрэнсис Крик 60-жылдардын алдында молекулярдык биологиянын Борбордук Догмасын түзгөн. Бул мыйзамдын маңызы генетикалык маалыматтар дезоксирибонуклеиндик кислотадан рибонуклеиндик кислотага, андан белокко өтөт. Бирок процесс тескери багытта жүрө албайт.
Молекулярдык биологиянын негизги методдорунун калыптанышы 21-кылымдын башталышында гана башталган. Мунун аркасында илимде чыныгы ачылыш болду: илимпоздор дезоксирибонуклеин кислотасынын кантип жана эмнеден пайда болоорун аныкташты. Биология жана химия эч качан мурункудай болгон эмес.
Молекулярдык биология ыкмалары
Негизгилери бардезоксирибонуклеиндик жана рибонуклеиндик кислоталарды өзгөртүү жолдору, ошондой эле белоктор менен манипуляциялар. Биохимиянын жана молекулярдык биологиянын принциптеринин жана методдорунун негизги максаты ДНК жана белоктор жөнүндө жаңы нерселерди табуу.
Биринчи ыкма. Кесүү
Окумуштуулар дезоксирибонуклеин кислотасынын түзүлүшүн өзгөртө аларын биринчи жолу 20-кылымдын 50-жылдарында абдан өзгөчө бир ферментти тапканда түшүнүшкөн. Бул протеинди 1978-жылы бөлүп алып колдонгон Нобель сыйлыгынын лауреаттары Смит, Натанс жана Арбер аны чектөө ферменти деп аташкан. Мындай өтө катаал ат тандалган, анткени бул фермент укмуштуудай жөндөмгө ээ: ал дезоксирибонуклеин кислотасын түзмө-түз кесип өтө алган.
Экинчи ыкма. Туташуу
Көбүнчө молекулярдык биологиянын ыкмалары жалгыз эмес, бири-бири менен жупташып колдонулат. Бул тизмедеги алгачкы эки ыкма бул жерде мисал боло алат. Биолог илимпоздорунун максаты дезоксирибонуклеин кислотасынын молекуласын бөлүп алуу эмес, жаңы молекуланы түзүү. Бул миссия башка бир фермент: ДНК лигазасы жок эле зарыл. Ал дезоксирибонуклеин кислотасынын чынжырларын бири-бирине туташтыра алат. Мындан тышкары, чынжырлар такыр башка типтеги клеткаларга таандык болушу мүмкүн жана бул эч нерсеге таасирин тийгизбейт.
Үчүнчү ыкма.бөлүү
Көбүнчө дезоксирибонуклеиндик кислотанын молекулаларынын узундугу ар кандай болот. Бул илимпоздордун ишине тоскоол болбошу үчүн, алар бөлүнүшөтэлектрофорез кубулушун колдонуу. Дезоксирибонуклеин кислотасынын молекуласы белгилүү бир затка чөмүлгөн жана ал өзү электр талаасына батып, анын таасири астында бөлүнүү жүрөт.
Төртүнчү ыкма. Маңызын таануу
Биохимия менен молекулярдык биологиянын ыкмалары ар башка. Көп учурда алардын максаты гендерди өзгөртүү эмес, аларды изилдөө. ДНКнын маңызын ачуу үчүн нуклеиндик кислоталарды гибриддештирүү колдонулат. Эксперименттин өзү мындай болот: биринчиден, дезоксирибонуклеин кислотасы ысытылат. Мындан улам чынжырлар ажыратылган. Процесс эки түрдүү дезоксирибонуклеиндик кислоталар менен эки жолу кайталанышы керек. Андан кийин алар бири-бири менен бириктирилет, акырында аралашма муздайт. Гибриддештирүү канчалык тез же жай жүргөнүнө жараша, окумуштуулар дезоксирибонуклеиндик кислота чынжырынын өзү кантип түзүлгөнүн аныкташат.
Бешинчи ыкма. Клон
Молекулярдык биологияны изилдөө ыкмалары ар дайым өз ара байланышта, бирок өзгөчө бул учурда, анткени чындыгында клондоштуруу гендер менен иштөөнүн бардык мурунку ыкмаларынын айкалышы. Биринчиден, дезоксирибонуклеин кислотасын бөлүктөргө бөлүү керек. Андан кийин бактериялар пробиркада өстүрүлөт жана пайда болгон чынжырлар аларда көбөйөт.
Алтынчы ыкма.аныктоо
XX кылымдын 50-жылдарында Швециядан келген биолог Пер Виктор Эдман бир ыкманы ойлоп тапкан. Анын жардамы менен протеиндеги аминокислоталардын ырааттуулугун көп күч жумшабастан оңой таанууга мүмкүн болду.
Жетинчиыкмасы. Өзгөртүү
Молекулярдык биологиянын принциптери жана методдору негизинен клеткалар менен иштөөгө негизделген. Чындыгында, окумуштуу гендик курал деп аталган нерсенин жардамы менен өсүмдүктөрдүн, жаныбарлардын жана адамдардын клеткаларына дезоксирибонуклеин кислотасын сайып алат. Ошентип, клеткалар өзгөрүп, жаңы сапаттарга жана функцияларга ээ болушат. Бул эксперимент аркылуу ядро жана башка органеллдер кескин түрдө өзгөртүлгөн.
Сегизинчи ыкма. Изилдөө
Репортер гендер деп аталган гендер башка гендерге туташтырылса болот жана бул жөнөкөй иш-аракеттин жардамы менен клеткалардын ичинде эмне болуп жатканын изилдөө үчүн. Ошондой эле, бул ыкма гендердин клеткада канчалык так көрүнөрүн билүү үчүн колдонулат. LacZ гени адатта кабарчынын ролун ойнойт.
Тогузунчу ыкма. Discover
Белгилүү бир генди башкалардан бөлүп алуу үчүн окумуштуулар клеткага хрен пероксидазасын киргизет. Ал жерде ал молекула менен биригип, окумуштууга клетканын сандык жана сапаттык мүнөздөмөлөрүн аныктоого мүмкүндүк берүүчү жетиштүү күчтүү сигналды берет.
Тыянак
Биздин доордо илим өтө жигердүү алдыга жылып жатат. Айрыкча биология тармагында. Клеткалардын жаңы функциялары жана түрлөрү, молекулярдык биологиянын таптакыр жаңы ыкмалары ачылууда. Келечек ушул ачылыштарга байланыштуу болушу мүмкүн. Жана бул ачылыштар, өз кезегинде, молекулярдык биологиянын заманбап ыкмаларына көз каранды.
