قبل التفكير في طرق البيولوجيا الجزيئية ، من الضروري فهم وإدراك ما هو البيولوجيا الجزيئية نفسها وما تدرسه على الأقل في المصطلحات الأكثر عمومية. ولهذا سيتعين عليك البحث بشكل أعمق والتعامل مع المفهوم المبهج لـ "المعلومات الجينية". وتذكر أيضًا ماهية الخلية والنواة والبروتينات وحمض الديوكسي ريبونوكلييك.
ما هو ماذا ، أو المعرفة الأساسية
يجب على جميع الأشخاص الذين أخذوا دورة علم الأحياء الأساسية في المدرسة أن يعلموا أن جسم كل شخص وحيوان يتكون من أعضاء وعضلات وعظام. وتتكون من أنسجة مختلفة تتشكل بدورها من الخلايا.
القشرة والسيتوبلازم والبروتينات المختلفة والنواة هي المكونات الرئيسية للخلية الأكثر شيوعًا. لكن المعلومات حول كيفية بناء البروتينات ووظيفتها تقع في النواة ، وبصورة أكثر دقة ، في النواة غير المؤكدة والريبونية.حامض. يتم تخزين وتخزين البيانات المتعلقة بكيفية عمل البروتينات في سلسلة الحمض النووي المشهورة عالميًا. كل التطوير الإضافي للكائن الحي يعتمد على البناء الصحيح لحمض الديوكسي ريبونوكلييك. من وجهة نظر علماء الأحياء ، لا شيء أكثر أهمية. يمكننا القول أن حياة الإنسان كلها تعتمد على مليار من أصغر الحوادث التي يمكن أن تغير جينومه.
علم الأحياء الجزيئي هو نفسه تمامًا ويدرس العمليات التي تحدث في الخلايا: كيف يتم نقل البيانات من حمض الديوكسي ريبونوكليك إلى البروتينات ، وكيف تصل إلى هناك في البداية ، وما هي الوظائف الرئيسية للبروتينات ، وكيف تتشكل.
منذ العشرينات من القرن العشرين ، تطور علم الأحياء الجزيئي بنشاط. كرس كبار العلماء في العالم حياتهم لدراسة حمض الديوكسي ريبونوكلييك وعمل البروتينات. تم إجراء العديد من الاكتشافات المحيرة للعقل. على سبيل المثال ، صاغ العالم فرانسيس كريك عشية الستينيات العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية. جوهر هذا القانون هو أن البيانات الجينية تنتقل من حمض الديوكسي ريبونوكليك إلى حمض الريبونوكليك ، ومن هناك إلى البروتين. لكن العملية لا يمكن أن تسير في الاتجاه المعاكس.
لقد اقتربنا من بداية القرن الحادي والعشرين فقط عندما بدأ تشكيل الطرق الرئيسية للبيولوجيا الجزيئية. بفضل هذا ، حدث اختراق حقيقي في العلوم: اكتشف العلماء كيف ومن أي حمض ديوكسي ريبونوكلييك يتكون. لم تعد البيولوجيا والكيمياء كما كانت من قبل.
طرق البيولوجيا الجزيئية
هناك أساسياتطرق لتغيير أحماض الديوكسي ريبونوكلييك والريبونوكلييك ، وكذلك التلاعب بالبروتينات. بيت القصيد من مبادئ وطرق الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية هو اكتشاف شيء جديد حول الحمض النووي والبروتينات.
الطريقة الأولى. قص
لأول مرة ، أدرك العلماء تمامًا أنه يمكنهم تغيير بنية حمض الديوكسي ريبونوكلييك مرة أخرى في الخمسينيات البعيدة من القرن العشرين ، عندما اكتشفوا إنزيمًا خاصًا جدًا. سميث وناثانز وأربر الحائزون على جائزة نوبل ، الذين عزلوا واستخدموا هذا البروتين في عام 1978 ، أطلقوا عليه اسم إنزيم التقييد. تم اختيار هذا الاسم القاسي إلى حد ما لأن هذا الإنزيم لديه قدرة لا تصدق: يمكنه حرفياً قطع حمض الديوكسي ريبونوكلييك.
الطريقة الثانية. ربط
في كثير من الأحيان ، لا تستخدم طرق البيولوجيا الجزيئية وحدها ، ولكن في أزواج مع بعضها البعض. يمكن استخدام أول طريقتين من هذه القائمة كمثال هنا. لا يتمثل هدف علماء الأحياء في عزل جزيء حمض الديوكسي ريبونوكلييك بقدر ما يكمن في تكوين جزيء جديد. هذه المهمة لا غنى عنها بدون إنزيم آخر: DNA ligase. إنه قادر على ربط سلاسل حمض الديوكسي ريبونوكلييك ببعضها البعض. علاوة على ذلك ، يمكن أن تنتمي السلاسل إلى خلايا من أنواع مختلفة تمامًا ، وهذا لن يؤثر على أي شيء.
الطريقة الثالثة. قسمة
يحدث غالبًا أن جزيئات الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين لها أطوال مختلفة. حتى لا يتعارض هذا مع عمل العلماء ، فإنهم منقسمونباستخدام ظاهرة الرحلان الكهربي. جزيء الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين مغمور في مادة معينة ، وهو نفسه مغمور في مجال كهربائي ، تحت تأثير الفصل الذي يحدث.
الطريقة الرابعة. التعرف على الجوهر
طرق الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية مختلفة. غالبًا ما يكون هدفهم ليس تغيير الجينات ، بل دراستها. من أجل الكشف عن جوهر الحمض النووي ، يتم استخدام تهجين الأحماض النووية. التجربة نفسها تسير على النحو التالي: أولاً ، يتم تسخين حمض الديوكسي ريبونوكلييك. وبسبب هذا ، يتم فصل السلاسل. يجب تكرار العملية مرتين باستخدام نوعين مختلفين من الأحماض الريبينية غير المؤكسدة. ثم يتم دمجها مع بعضها البعض ، وفي النهاية يتم تبريد الخليط. اعتمادًا على مدى سرعة أو بطء حدوث التهجين ، يكتشف العلماء كيفية صياغة سلسلة حمض الديوكسي ريبونوكلييك نفسها.
الطريقة الخامسة. استنساخ
دائمًا ما تكون طرق البحث في البيولوجيا الجزيئية مترابطة ، ولكن بشكل خاص في هذه الحالة ، لأن الاستنساخ في الواقع هو مزيج من جميع الأساليب السابقة للعمل مع الجينات. أولاً ، تحتاج إلى تقسيم حمض الديوكسي ريبونوكلييك إلى أجزاء. بعد ذلك ، تُزرع البكتيريا في أنبوب اختبار ، وتتكاثر السلاسل الناتجة فيها.
الطريقة السادسة. تحديد
بالعودة إلى الخمسينيات من القرن العشرين ، ابتكر عالم الأحياء السويدي بير فيكتور إدمان طريقة. بفضل مساعدتها ، كان من الممكن التعرف بسهولة على تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين دون بذل الكثير من الجهد.
السابعطريقة. تعديل
تعتمد مبادئ وطرق البيولوجيا الجزيئية بشكل أساسي على العمل مع الخلايا. الحقيقة هي أنه بمساعدة ما يسمى بمدفع الجينات ، يمكن للعالم حقن حمض الديوكسي ريبونوكلييك في خلايا النباتات والحيوانات والبشر. وهكذا تتغير الخلايا وتكتسب صفات ووظائف جديدة. يتم تعديل النواة والعضيات الأخرى بشكل جذري من خلال هذه التجربة.
الطريقة الثامنة. استكشف
الجينات ، التي تسمى جينات المراسل ، يمكن ربطها بجينات أخرى وبمساعدة هذا الإجراء البسيط إلى حد ما ، لدراسة ما يحدث داخل الخلايا. أيضًا ، تُستخدم هذه الطريقة لمعرفة مدى وضوح ظهور الجينات في الخلية. عادة ما يلعب جين LacZ دور المراسل.
الطريقة التاسعة. اكتشف
من أجل عزل جين معين من بين الجينات الأخرى ، يقوم العلماء بإدخال بيروكسيداز الفجل في الخلية. هناك يتحد مع جزيء وينقل إشارة قوية بدرجة كافية تسمح للعالم بتحديد الخصائص الكمية والنوعية للخلية.
الخلاصة
في عصرنا ، يتقدم العلم بنشاط كبير إلى الأمام. خاصة في مجال علم الأحياء. وظائف وأنواع جديدة من الخلايا ، يتم اكتشاف طرق جديدة تمامًا للبيولوجيا الجزيئية. من الممكن أن يعتمد المستقبل على هذه الاكتشافات. وتعتمد هذه الاكتشافات بدورها على الأساليب الحديثة في علم الأحياء الجزيئي.
