Bevor wir uns mit den Methoden der Molekularbiologie befassen, ist es notwendig, zumindest allgemein zu verstehen und zu verstehen, was die Molekularbiologie selbst ist und was sie untersucht. Und dafür müssen Sie noch tiefer graben und sich mit dem wohlklingenden Begriff der "genetischen Information" auseinandersetzen. Und denken Sie auch daran, was eine Zelle, ein Zellkern, Proteine und Desoxyribonukleinsäure sind.
Was ist was oder Grundwissen
Jeder, der in der Schule einen Biologie-Grundkurs belegt hat, sollte wissen, dass der Körper jedes Menschen und Tieres aus Organen, Muskeln und Knochen besteht. Und diese werden aus verschiedenen Geweben gebildet, die wiederum aus Zellen gebildet werden.
Hülle, Zytoplasma, verschiedene Proteine und der Zellkern sind die Hauptbestandteile der gewöhnlichsten Zelle. Aber die Information darüber, wie Proteine aufgebaut sind und funktionieren, liegt im Zellkern, genauer gesagt im DesoxyribonukleinsäureSäure. In dem weltberühmten DNA-Strang werden die Daten gespeichert und gespeichert, wie Proteine funktionieren sollen. Alle weitere Entwicklung des Organismus hängt vom richtigen Aufbau der Desoxyribonukleinsäure ab. Aus Sicht der Biologen ist nichts wichtiger. Wir können sagen, dass das ganze Leben eines Menschen von einer Milliarde kleinster Unfälle abhängt, die sein Genom verändern könnten.
Molekularbiologie ist genauso und untersucht die Prozesse, die in Zellen ablaufen: wie Daten von der Desoxyribonukleinsäure auf Proteine übertragen werden, wie sie zunächst dorthin gelangen, was die Hauptfunktionen von Proteinen sind, wie sie entstehen.
Seit den zwanziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts hat sich die Molekularbiologie aktiv weiterentwickelt. Die weltweit führenden Wissenschaftler haben ihr Leben dem Studium der Desoxyribonukleinsäure und der Funktionsweise von Proteinen gewidmet. Viele verblüffende Entdeckungen wurden gemacht. Beispielsweise formulierte der Wissenschaftler Francis Crick am Vorabend der sechziger Jahre das zentrale Dogma der Molekularbiologie. Die Essenz dieses Gesetzes besteht darin, dass genetische Daten von der Desoxyribonukleinsäure zur Ribonukleinsäure und von dort zum Protein übertragen werden. Aber der Prozess kann nicht in die entgegengesetzte Richtung gehen.
Erst näher am Beginn des 21. Jahrhunderts begann die Herausbildung der wichtigsten Methoden der Molekularbiologie. Dank dessen gelang ein echter Durchbruch in der Wissenschaft: Wissenschaftler fanden heraus, wie und woraus Desoxyribonukleinsäure gebildet wird. Biologie und Chemie waren nie wieder dieselben.
Molekularbiologische Methoden
Es gibt einfacheWege zur Veränderung von Desoxyribonukleinsäuren und Ribonukleinsäuren sowie Manipulationen mit Proteinen. Der ganze Sinn der Prinzipien und Methoden der Biochemie und Molekularbiologie besteht darin, etwas Neues über DNA und Proteine herauszufinden.
Die erste Methode. Schnitt
In den fernen fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts erkannten Wissenschaftler zum ersten Mal, dass sie die Struktur der Desoxyribonukleinsäure verändern konnten, als sie ein ganz besonderes Enzym entdeckten. Die Nobelpreisträger Smith, Nathans und Arber, die dieses Protein 1978 isolierten und verwendeten, nannten es Restriktionsenzym. Ein so harter Name wurde gewählt, weil dieses Enzym eine unglaubliche Fähigkeit hatte: Es konnte Desoxyribonukleinsäure buchstäblich durchschneiden.
Zweite Methode. Verbinden
Nicht selten werden die Methoden der Molekularbiologie nicht alleine, sondern paarweise miteinander eingesetzt. Die ersten beiden Methoden aus dieser Liste können hier als Beispiel dienen. Das Ziel der Biowissenschaftler ist weniger die Isolierung des Desoxyribonukleinsäure-Moleküls als vielmehr die Schaffung eines neuen Moleküls. Diese Mission ist ohne ein weiteres Enzym unverzichtbar: die DNA-Ligase. Es ist in der Lage, Desoxyribonukleinsäureketten miteinander zu verbinden. Außerdem können die Ketten zu Zellen völlig unterschiedlichen Typs gehören, und dies wird nichts beeinflussen.
Dritte Methode. Teilen
Es kommt häufig vor, dass Desoxyribonukleinsäure-Moleküle unterschiedlich lang sind. Damit dies die Arbeit der Wissenschaftler nicht stört, werden sie mit geteiltmit dem Phänomen der Elektrophorese. Ein Desoxyribonukleinsäuremolekül wird in eine bestimmte Substanz eingetaucht und selbst in ein elektrisches Feld eingetaucht, unter dessen Einfluss eine Trennung erfolgt.
Die vierte Methode. Erkenne die Essenz
Methoden der Biochemie und der Molekularbiologie sind unterschiedlich. Ihr Ziel ist oft nicht, Gene zu verändern, sondern sie zu untersuchen. Um die Essenz der DNA aufzudecken, wird die Hybridisierung von Nukleinsäuren verwendet. Das Experiment selbst läuft so ab: Zunächst wird Desoxyribonukleinsäure erhitzt. Aus diesem Grund werden die Ketten getrennt. Der Vorgang muss zweimal mit zwei verschiedenen Desoxyribonukleinsäuren wiederholt werden. Dann werden sie miteinander kombiniert und schließlich wird die Mischung abgekühlt. Je nachdem, wie schnell oder langsam die Hybridisierung erfolgt, finden Wissenschaftler heraus, wie die Desoxyribonukleinsäurekette selbst zusammengesetzt ist.
Die fünfte Methode. Klon
Molekularbiologische Forschungsmethoden hängen immer zusammen, aber in diesem Fall ganz besonders, denn eigentlich ist das Klonen eine Kombination aller bisherigen Methoden der Arbeit mit Genen. Zuerst müssen Sie die Desoxyribonukleinsäure in Teile sp alten. Als nächstes werden Bakterien in einem Reagenzglas gezüchtet und die resultierenden Ketten vermehren sich darin.
Sechste Methode. Definieren
In den fünfziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts entwickelte ein Biologe aus Schweden, Per Victor Edman, eine Methode. Mit ihrer Hilfe war es ohne großen Aufwand möglich, die Abfolge von Aminosäuren in einem Protein einfach zu erkennen.
SiebterMethode. Ändern
Die Prinzipien und Methoden der Molekularbiologie basieren hauptsächlich auf der Arbeit mit Zellen. Tatsache ist, dass ein Wissenschaftler mit Hilfe der sogenannten Genkanone Desoxyribonukleinsäure in die Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen injizieren kann. So verändern sich Zellen, erwerben neue Qualitäten und Funktionen. Der Zellkern und andere Organellen werden durch dieses Experiment drastisch verändert.
Die achte Methode. Entdecken
Gene, die als Reportergene bezeichnet werden, können an andere Gene angehängt werden und mit Hilfe dieser recht einfachen Aktion untersuchen, was in den Zellen vor sich geht. Auch wird diese Methode verwendet, um herauszufinden, wie deutlich Gene in einer Zelle manifestiert sind. Das LacZ-Gen spielt normalerweise die Rolle eines Reporters.
Neunte Methode. Entdecken
Um unter anderem ein bestimmtes Gen zu isolieren, führen Wissenschaftler Meerrettich-Peroxidase in die Zelle ein. Dort verbindet es sich mit einem Molekül und sendet ein Signal aus, das stark genug ist, um die quantitativen und qualitativen Eigenschaften der Zelle zu bestimmen.
Schlussfolgerung
In unserer Zeit schreitet die Wissenschaft äußerst aktiv voran. Vor allem im Bereich Biologie. Neue Funktionen und Arten von Zellen, völlig neue Methoden der Molekularbiologie werden entdeckt. Es ist möglich, dass die Zukunft von diesen Entdeckungen abhängen wird. Und diese Entdeckungen wiederum hängen von modernen Methoden der Molekularbiologie ab.
