Kas ir molekulārā šūnu bioloģija?

Molekulārā šūnu bioloģija ir bioloģijas nozare, kas ir salīdzinoši jauna joma salīdzinājumā ar citām studiju jomām. Zinātnieki, kas pēta šo jomu, pēta šūnās atrodamo molekulu struktūru un īpašības. Šī joma bieži ir cieši saistīta ar bioķīmiju, kurā tiek aplūkotas bioloģisko molekulu ķīmiskās reakcijas. Atšķirība starp bioķīmiju un molekulāro bioloģiju ir tāda, ka bioķīmiķi pēta molekulas atsevišķi no pārējā organisma, savukārt molekulārie biologi aplūko molekulu mijiedarbību.

Molekulārā šūnu bioloģija aizsākās pagājušā gadsimta trīsdesmitajos gados, kad Vorens Vīvers ieviesa terminu molekulārā bioloģija. Pamatojoties uz sasniegumiem tādās jomās kā rentgenstaru kristalogrāfija, Vēvers uzskatīja, ka bioloģija kopumā piedzīvos lielas pārmaiņas. Faktiski bioloģiju var iedalīt divās grupās – organismu bioloģijā un molekulārajā vai šūnu bioloģijā. Šis sadalījums ir balstīts uz to, vai organismi tiek pētīti kopumā vai arī tiek aplūkotas atsevišķas šūnas.

Molekulāro biologu galvenās rūpes ir saprast, kā dažādas šūnu sistēmas mijiedarbojas viena ar otru. Citiem vārdiem sakot, molekulārā šūnu bioloģija ir pētījums par to, kā šūnas darbojas, pamatojoties uz tajās atrodamajām molekulām. Šūnās atrodamo molekulu mijiedarbība ir pamatā tam, kāda veida šūna tiks veidota un kāda tā būs. Jo īpaši tiek mēģināts izprast procesus, kas saistīti ar šūnu ģenētisko materiālu, tostarp replikāciju, transkripciju un translāciju, lai sniegtu skaidrāku priekšstatu par to regulēšanu šūnās.

Galvenās molekulas, kuras pēta molekulāro šūnu biologi, ir DNS, dezoksiribonukleīnskābe, RNS, ribonukleīnskābe un olbaltumvielas. DNS ir interesanta, jo tā ir molekula, kas nes šūnas un līdz ar to arī organisma ģenētisko informāciju. RNS, kas ir cieši saistīta ar DNS, pārnes ģenētisko informāciju no kodola uz pārējo šūnu. Visbeidzot, olbaltumvielas tiek radītas, pamatojoties uz DNS atrodamo ģenētisko informāciju. Šīs olbaltumvielas nosaka šūnu tipu un funkcijas, pamatojoties uz izveidotajiem fermentiem.

Molekulāro šūnu bioloģijas jomā tiek izmantotas īpašas metodes. Šīs metodes ļauj molekulāro šūnu biologiem izolēt, raksturot un manipulēt ar dažādām šūnām atrastajām molekulām. Molekulāro šūnu biologu izmantoto metožu piemēri ietver ekspresijas klonēšanu, gēla elektroforēzi, Western blot un Southern blot. Katrai no šīm metodēm ir īpaša loma, ļaujot zinātniekiem izpētīt svarīgās molekulas, kas veido dzīvības pamatu.