Kas ir molekulārā bioloģija?

Īsā atbilde

Molekulārā bioloģija ir bioloģijas joma, kas aplūko dzīvības molekulāro mehānismu. Lauks tika dibināts 1930. gadu sākumā, lai gan šī frāze tika izmantota tikai 1938. gadā, un lauks parādījās tikai 50. gadu beigās un 60. gadu sākumā. Kopš tā laika progress šajā jomā ir bijis milzīgs. Lauks sākās ar dažādu svarīgu bioloģisko molekulu rentgena kristalogrāfiju. Tagad kristalogrāfijas datubāzēs tiek glabāta desmitiem tūkstošu šo molekulu molekulārā struktūra. Izpratne par šiem proteīniem palīdz mums saprast, kā ķermenis darbojas un kā to novērst, kad tas sabojājas.

Patiesi moderna molekulārā bioloģija radās līdz ar DNS struktūras atklāšanu 1960. gados un vienlaicīgiem bioķīmijas un ģenētikas sasniegumiem. Molekulārā bioloģija ir viena no trim primārajām molekulārā mēroga bioloģijas zinātnēm, pārējās ir bioķīmija un ģenētika. Nav skaidra iedalījuma starp trim, taču tiem ir vispārīgas jomas.

Vispārīgi runājot, bioķīmija aplūko proteīnu funkcijas organismā, ģenētika aplūko to, kā gēni tiek mantoti un izplatīti, un molekulārā bioloģija aplūko gēnu replikācijas, transkripcijas un translācijas procesu. Molekulārajai bioloģijai ir dažas virsmas līdzības ar datorzinātnēm, jo gēnus var uzskatīt par atsevišķu kodu, lai gan proteīni, ko tie kodē, un to turpmākā mijiedarbība var būt ļoti nelineāras.

Molekulārajā bioloģijā svarīgākā ideja ir tā sauktā molekulārās bioloģijas “centrālā dogma”, kas nosaka, ka informācijas plūsma organismos notiek pa vienvirziena ceļu – gēni tiek pārrakstīti RNS, bet RNS – proteīnos. Lai gan kopumā tā ir pareiza, “centrālā dogma” nav tik absolūta vai noteikta, kā norāda tās nosaukums. Dažos gadījumos informācijas plūsma var mainīties, jo olbaltumvielu vide var ietekmēt to, kuri gēni tiek pārrakstīti RNS un kuri RNS tiek pārvērsti proteīnos. Tomēr plašā aina ir tāda, it kā olbaltumvielām būtu pārāk liela ietekme uz gēniem, kas tos kodē, organismā būtu haoss.

Viena no visvienkāršākajām izpētes jomām molekulārajā bioloģijā ir ekspresijas klonēšanas izmantošana, lai noskaidrotu, kuras olbaltumvielas rada kādi gēni. Ekspresijas klonēšana ietver DNS segmenta, kas kodē interesējošo proteīnu, klonēšanu, DNS pievienošanu plazmīdas vektoram, pēc tam vektora ievadīšanu citā augā vai dzīvniekā. Pārnestās DNS ekspresijas veids sniedz vērtīgu ieskatu par tās lomu organismā. Tas ļauj mums uzzināt, ko dara gēni. Bez šīm zināšanām liela daļa ģenētikas, piemēram, mūsu zināšanas par cilvēka genomu, būtu bezjēdzīgas.

Molekulārajā bioloģijā ir daudz citu pētījumu virzienu. Lauks ir prātam neaptverami milzīgs. Tomēr iepriekš sniegtā informācija kalpo kā ievads.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi