Молекулярната биология преживя период на бързо развитие на собствените си изследователски методи, които сега се различават от биохимията. Те включват по-специално методи на генно инженерство, клониране, изкуствена експресия и генно нокаутиране. Тъй като ДНК е материалният носител на генетична информация, молекулярната биология стана значително по-близо до генетиката и молекулярната генетика, която е едновременно клон на генетиката и молекулярната биология, се формира на кръстовището. Точно както молекулярната биология широко използва вируси като изследователски инструмент, вирусологията използва методи на молекулярна биология за решаване на своите проблеми. Компютърната технология се използва за анализ на генетична информация и поради това се появиха нови области на молекулярната генетика, които понякога се считат за специални дисциплини: биоинформатика, геномика и протеомика.
История на развитието
Това основополагащо откритие е подготвено от дълъг период на изследване на генетиката и биохимията на вирусите и бактериите.
През 1928 г. Фредерик Грифит за първи път показа, че екстрактът от топлина убива патогенни бактерииможе да предаде патогенност на неопасни бактерии. Изследването на бактериалната трансформация впоследствие доведе до пречистване на патогенния агент, който, противно на очакванията, се оказа не протеин, а нуклеинова киселина. Самата нуклеинова киселина не е опасна, тя носи само гени, които определят патогенността и други свойства на микроорганизма.
През 50-те години на 20 век е показано, че бактериите имат примитивен полов процес, те са способни да обменят екстрахромозомна ДНК и плазмиди. Откриването на плазмидите, както и трансформацията, формират основата на плазмидната технология, широко разпространена в молекулярната биология. Друго важно откритие за методологията е откриването на бактериални вируси и бактериофаги в началото на 20 век. Фагите също могат да пренасят генетичен материал от една бактериална клетка в друга. Инфекцията на бактериите от фаги води до промени в състава на бактериалната РНК. Ако без фаги съставът на РНК е подобен на състава на бактериалната ДНК, тогава след инфекцията РНК става по-подобна на ДНК на бактериофага. Така беше установено, че структурата на РНК се определя от структурата на ДНК. От своя страна скоростта на синтеза на протеини в клетките зависи от количеството РНК-протеинови комплекси. Така беше формулирано Централна догма на молекулярната биология:ДНК ↔ РНК → протеин.
По-нататъшното развитие на молекулярната биология беше придружено както от развитието на нейната методология, по-специално откриването на метод за определяне на нуклеотидната последователност на ДНК (W. Gilbert и F. Sanger, Нобелова награда за химия 1980), така и от нови открития в областта на изследването на структурата и функционирането на гените (виж История на генетиката). До началото на 21-ви век бяха получени данни за първичната структура на цялата човешка ДНК и редица други организми, които са най-важни за медицината, селско стопанствоИ научно изследване, което доведе до появата на няколко нови направления в биологията: геномика, биоинформатика и др.
Вижте също
- Молекулярна биология (списание)
- Транскриптомика
- Молекулярна палеонтология
- EMBO - Европейска организация на молекулярните биолози
Литература
- Сингър М., Берг П.Гени и геноми. - Москва, 1998 г.
- Стент Г., Калиндар Р.Молекулярна генетика. - Москва, 1981 г.
- Самбрук Дж., Фрич Е.Ф., Маниатис Т.Молекулярно клониране. - 1989 г.
- Патрушев Л. И.Генната експресия. - М.: Наука, 2000. - 000 с., ил. ISBN 5-02-001890-2
Връзки
- Материали по молекулярна биология от Руската академия на науките
Фондация Уикимедия. 2010 г.
- Ардатовски район, област Нижни Новгород
- Арзамаски район на област Нижни Новгород
Вижте какво е „Молекулярна биология“ в други речници:
МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ- изучава осн свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Най-важните направления в M. b. са изследвания на структурната и функционална организация на генетичния апарат на клетките и механизма за внедряване на наследствената информация... ... Биологичен енциклопедичен речник
МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ- изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Открива как и до каква степен растежът и развитието на организмите, съхраняването и предаването на наследствената информация, преобразуването на енергията в живите клетки и други явления се причиняват от... Голям енциклопедичен речник
МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ Съвременна енциклопедия
МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ- МОЛЕКУЛНА БИОЛОГИЯ, биологичното изследване на структурата и функционирането на МОЛЕКУЛИТЕ, които изграждат живите организми. Основните области на обучение включват физически и Химични свойствапротеини и НУКЛЕИНОВИ КИСЕЛИНИ като ДНК. Вижте също… … Научно-технически енциклопедичен речник
молекулярна биология- раздел от биологията, който изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Открива как и до каква степен протичат растежът и развитието на организмите, съхраняването и предаването на наследствената информация, преобразуването на енергията в живите клетки и... ... Речник по микробиология
молекулярна биология- - Теми на биотехнологиите EN молекулярна биология ... Ръководство за технически преводач
Молекулярна биология- МОЛЕКУЛАРНА БИОЛОГИЯ, изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Открива как и до каква степен протичат растежът и развитието на организмите, съхраняването и предаването на наследствената информация, преобразуването на енергията в живите клетки и... ... Илюстрован енциклопедичен речник
Молекулярна биология- наука, която има за цел да разбере природата на жизнените явления чрез изучаване на биологични обекти и системи на ниво, приближаващо се до молекулярното ниво, а в някои случаи достигайки тази граница. Крайната цел е........ Велика съветска енциклопедия
МОЛЕКУЛЯРНА БИОЛОГИЯ- изучава явленията на живота на ниво макромолекули (главно протеини и нуклеинови киселини) в демона клетъчни структуриах (рибозоми и др.), във вирусите, както и в клетките. Предназначение M. b. установяване на ролята и механизма на функциониране на тези макромолекули въз основа на... ... Химическа енциклопедия
молекулярна биология- изследва основните свойства и прояви на живота на молекулярно ниво. Открива как и до каква степен протичат растежът и развитието на организмите, съхраняването и предаването на наследствената информация, трансформацията на енергията в живите клетки и други явления... ... енциклопедичен речник
Молекулярна биология наука, която има за цел да разбере природата на жизнените явления чрез изучаване на биологични обекти и системи на ниво, доближаващо се до молекулярното ниво, а в някои случаи достигайки тази граница. Крайната цел е да се разбере как и до каква степен характерни проявиживот, като наследственост, възпроизвеждане на себеподобни, биосинтеза на протеини, възбудимост, растеж и развитие, съхранение и предаване на информация, преобразуване на енергия, мобилност и др., се определят от структурата, свойствата и взаимодействието на молекулите на биологично важни вещества , основно два основни класа биополимери с високо молекулно тегло (виж Биополимери) -
протеини и нуклеинови киселини. Отличителна черта на M. b. - изследване на жизнени явления върху неодушевени обекти или такива, които се характеризират с най-примитивните прояви на живота. Това са биологични образувания от клетъчно ниво и по-долу: субклетъчни органели, като изолирани клетъчни ядра, митохондрии, рибозоми, хромозоми, клетъчни мембрани; освен това - системи, които стоят на границата на живата и неживата природа - вируси, включително бактериофаги, и завършващи с молекули на най-важните компоненти на живата материя - нуклеинови киселини (виж Нуклеинови киселини) и протеини (виж Протеини).
М. б. - нова област на природните науки, тясно свързана с отдавна установени области на изследване, които се покриват от биохимията (вижте биохимия), биофизиката (вижте биофизика) и биоорганичната химия (вижте биоорганичната химия). Разграничението тук е възможно само въз основа на отчитане на използваните методи и фундаменталния характер на използваните подходи. Основата, върху която се развива M. b., е положена от такива науки като генетика, биохимия, физиология на елементарните процеси и др. неразривно свързан с молекулярната генетика (виж Молекулярна генетика) ,
която продължава да представлява важна част от математиката, въпреки че вече до голяма степен се е превърнала в самостоятелна дисциплина. Изолиране на M. b. от биохимията е продиктувано от следните съображения. Задачите на биохимията се свеждат главно до установяване участието на определени химически веществаза определени биологични функции и процеси и изясняване характера на техните трансформации; водеща стойностпринадлежи към информацията за реактивността и основните характеристики на химичната структура, изразена от обичайното химична формула. По този начин по същество вниманието се фокусира върху трансформациите, засягащи основните валентни химични връзки. Междувременно, както подчерта Л. Полинг ,
в биологичните системи и проявленията на живота основното значение трябва да се отдава не на основните валентни връзки, действащи в рамките на една молекула, а на различни видове връзки, които определят междумолекулни взаимодействия (електростатични, ван дер ваалсови, водородни връзки и др.). Краен резултат биохимични изследваниямогат да бъдат представени под формата на една или друга система от химични уравнения, обикновено напълно изчерпани от представянето им в равнина, т.е. в две измерения. Отличителна чертаМ. б. е нейната триизмерност. Същност на M. b. се вижда от M. Peruts за тълкуване на биологичните функции от гледна точка на молекулярната структура. Можем да кажем, че ако по-рано при изучаване на биологични обекти е било необходимо да се отговори на въпроса „какво“, т.е. какви вещества присъстват, и на въпроса „къде“, в кои тъкани и органи, тогава M. b. има за цел да получи отговори на въпроса „как”, като е научил същността на ролята и участието на цялата структура на молекулата, и на въпросите „защо” и „за какво”, като е разбрал, от една страна, връзките между свойствата на молекулата (отново преди всичко белтъци и нуклеинови киселини) и изпълняваните от нея функции и, от друга страна, ролята на тези отделни функции в цялостния комплекс от прояви на живота. Придобийте решаваща роля взаимно споразумениеатоми и техните групи в обща структурамакромолекули, техните пространствени отношения. Това се отнася както за отделните компоненти, така и за цялостната конфигурация на молекулата като цяло. Именно в резултат на възникването на строго определена обемна структура биополимерните молекули придобиват тези свойства, благодарение на които са в състояние да служат като материална основа на биологичните функции. Този принцип на подход към изучаването на живите същества е най-характерната, типична черта на M. b. Историческа справка.Огромното значение на изследването на биологичните проблеми на молекулярно ниво беше предвидено от И. П. Павлов ,
който говори за последния етап в науката за живота - физиологията на живата молекула. Самият термин „М. б." Първо се използва английски. учен W. Astbury в приложение към изследвания относно изясняването на връзките между молекулярната структура и физическите и биологични свойства на фибриларни (влакнести) протеини, като колаген, кръвен фибрин или мускулни контрактилни протеини. Широко използвайте термина „М. б." стомана от началото на 50-те години. 20-ти век Появата на M. b. Като зряла наука е прието да датира от 1953 г., когато Дж. Уотсън и Ф. Крик в Кеймбридж (Великобритания) откриват триизмерната структура на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Това даде възможност да се говори за това как детайлите на тази структура определят биологичните функции на ДНК като материален носител на наследствена информация. По принцип тази роля на ДНК стана известна малко по-рано (1944 г.) в резултат на работата на американския генетик O. T. Avery и неговите колеги (виж Молекулярна генетика), но не беше известно до каква степен тази функция зависи от молекулярната структура на ДНК. Това стана възможно едва след като в лабораториите на W. L. Bragg (виж условието на Bragg-Wolff), J. Bernal и други бяха разработени нови принципи на рентгенов дифракционен анализ, което осигури използването на този метод за подробно познаване на пространствената структура на макромолекули на протеини и нуклеинови киселини. Нива на молекулярна организация.През 1957 г. J. Kendrew установява триизмерната структура на миоглобин a ,
и през следващите години това беше направено от M. Perutz по отношение на хемоглобин а. Бяха формулирани идеи за различни нива на пространствена организация на макромолекулите. Първичната структура е последователността от отделни звена (мономери) във веригата на получената полимерна молекула. За протеините мономерите са аминокиселини ,
за нуклеинови киселини - Нуклеотиди. Линейна, нишковидна молекула на биополимер, в резултат на възникването на водородни връзки, има способността да се побира в пространството по определен начин, например в случай на протеини, както показа Л. Полинг, да придобие формата на спирала. Това се нарича вторична структура. Твърди се, че съществува третична структура, когато една молекула с вторична структура, след това се сгъва по един или друг начин, запълвайки триизмерното пространство. И накрая, молекулите с триизмерна структура могат да взаимодействат, естествено разположени в пространството една спрямо друга и образувайки това, което се нарича кватернерна структура; неговите отделни компоненти обикновено се наричат подединици. Най-очевидният пример за това как молекулярната триизмерна структура определя биологичните функции на една молекула е ДНК. Той има структурата на двойна спирала: две нишки, движещи се във взаимно противоположни посоки (антипаралелни), са усукани една около друга, образувайки двойна спирала с взаимно допълващо се разположение на основите, т.е. така че срещу определена основа на една верига има винаги една и съща в другата верига основата, която най-добре осигурява образуването на водородни връзки: аденин (А) образува двойка с тимин (Т), гуанин (G) с цитозин (С). Тази структура създава оптимални условия за най-важните биологични функции на ДНК: количественото умножаване на наследствената информация по време на процеса на клетъчно делене, като същевременно се поддържа качествената неизменност на този поток от генетична информация. При деленето на една клетка веригите на двойната спирала на ДНК, която служи като матрица или матрица, се развиват и върху всяка от тях под действието на ензими се синтезира комплементарна нова верига. В резултат на това от една майчина ДНК молекула се получават две напълно идентични дъщерни молекули (виж Клетка, Митоза).
По същия начин в случая с хемоглобина се оказа, че неговата биологична функция - способността обратимо да абсорбира кислород в белите дробове и след това да го предава на тъканите - е тясно свързана с характеристиките на триизмерната структура на хемоглобина и неговите промени в процесът на прилагане на неговите характерни свойства. физиологична роля. Когато O2 се свързва и дисоциира, настъпват пространствени промени в конформацията на молекулата на хемоглобина, което води до промяна в афинитета на съдържащите се железни атоми към кислорода. Промени в размера на молекулата на хемоглобина, напомнящи промени в обема гръден кошпо време на дишане, позволено да наричаме хемоглобина „молекулярни бели дробове“. Една от най-важните характеристики на живите обекти е способността им да регулират фино всички прояви на жизнената дейност. Голям принос на M. b. V научни откритиятрябва да се счита за откриването на нов, неизвестен досега регулаторен механизъм, наричан алостеричен ефект. Тя се крие в способността на веществата да бъдат ниски молекулно тегло- т.нар лиганди - модифицират специфичните биологични функции на макромолекулите, предимно каталитично действащи протеини - ензими, хемоглобин, рецепторни протеини, участващи в изграждането на биологични мембрани (вижте Биологични мембрани), в синаптичното предаване (вижте синапси) и др. Три биотични потока.В светлината на идеите на М. b. съвкупността от жизнени явления може да се разглежда като резултат от комбинация от три потока: потокът на материята, който намира своя израз в явленията на метаболизма, т.е. асимилация и дисимилация; потокът от енергия, който е движещата сила за всички прояви на живота; и потока от информация, проникващ не само в цялото разнообразие от процеси на развитие и съществуване на всеки организъм, но и в непрекъсната поредица от последователни поколения. Именно идеята за потока от информация, въведена в доктрината за живия свят от развитието на биологичната наука, оставя своя специфичен, уникален отпечатък върху него. Най-важните постижения на молекулярната биология.Скоростта, обхватът и дълбочината на въздействие на M. b. Напредъкът в разбирането на основните проблеми на изучаването на живата природа с право се сравнява например с влиянието на квантовата теория върху развитието на атомната физика. Две вътрешно свързани условия определят това революционно въздействие. От една страна, решаваща роля изигра откриването на възможността за изучаване на най-важните прояви на жизнената активност в най-прости условия, доближаващи се до вида на химичните и физичните експерименти. От друга страна, като следствие от това обстоятелство, се наблюдава бързо включване на значителен брой представители на точните науки - физици, химици, кристалографи, а след това и математици - в разработването на биологичните проблеми. Взети заедно, тези обстоятелства определят необичайно бързия темп на развитие на медицинската наука и броя и значимостта на нейните успехи, постигнати само за две десетилетия. Ето далеч не пълен списък на тези постижения: откриване на структурата и механизма на биологичната функция на ДНК, всички видове РНК и рибозоми (виж Рибозоми) ,
разкриване генетичен код(Вижте генетичния код) ;
откриване на обратна транскрипция (вижте Транскрипция) ,
т.е. синтез на ДНК върху матрица на РНК; изучаване на механизмите на функциониране на дихателните пигменти; откриване на триизмерна структура и нейните функционална роляв действието на ензимите (виж Ензими) ,
принцип матричен синтези механизми на протеинова биосинтеза; разкриване на структурата на вирусите (вижте вируси) и механизмите на тяхната репликация, първичната и отчасти пространствената структура на антителата; изолиране на отделни гени ,
химичен и след това биологичен (ензимен) синтез на ген, включително човешки, извън клетката (ин витро); трансфер на гени от един организъм в друг, включително човешки клетки; бърз препис химическа структуранарастващ брой отделни протеини, главно ензими, както и нуклеинови киселини; откриване на явления на „самосглобяване“ на някои биологични обекти с нарастваща сложност, като се започне от молекулите на нуклеиновата киселина и се стигне до многокомпонентни ензими, вируси, рибозоми и др.; изясняване на алостеричните и други основни принципи на регулация на биологичните функции и процеси. Редукционизъм и интеграция.М. б. е последният етап от това направление в изучаването на живите обекти, което се обозначава като „редукционизъм“, т.е. желанието да се сведат сложните жизнени функции до явления, които се случват на ниво молекули и следователно са достъпни за изследване чрез методите на физиката и химия. Постигнато M. b. успехите показват ефективността на този подход. В същото време е необходимо да се има предвид, че в естествени условия в клетка, тъкан, орган и цял организъм имаме работа със системи с нарастваща сложност. Такива системи се формират от повече компоненти ниско нивочрез естественото им интегриране в цялост, придобиване на структурна и функционална организация и придобиване на нови свойства. Следователно, тъй като знанията за моделите, достъпни за разкриване на молекулярно и съседни нива, стават по-подробни, преди M. b. задачата за разбиране на механизмите на интеграция възниква като линия на по-нататъшно развитие в изучаването на жизнените явления. Отправна точка тук е изследването на силите на междумолекулните взаимодействия – водородни връзки, ван дер Ваалс, електростатични сили и др. По своята съвкупност и пространствено разположение те формират това, което може да се нарече „интегративна информация“. Тя трябва да се разглежда като една от основните части на вече споменатия поток от информация. В района на М. б. Примерите за интеграция включват феномена на самосглобяване на сложни образувания от смес от тях компоненти. Това включва например образуването на многокомпонентни протеини от техните субединици, образуването на вируси от техните съставни части - протеини и нуклеинова киселина, възстановяване на оригиналната структура на рибозомите след разделяне на техните протеинови и нуклеинови киселинни компоненти и др. на тези явления е пряко свързано с познаването на основните явления "разпознаване" на биополимерни молекули. Целта е да се установи какви комбинации от аминокиселини - в молекули на протеини или нуклеотиди - в нуклеиновите киселини взаимодействат помежду си по време на процесите на асоцииране на отделни молекули с образуването на комплекси със строго специфичен, предварително определен състав и структура. Те включват процесите на образуване на сложни протеини от техните субединици; освен това, селективно взаимодействие между молекулите на нуклеинова киселина, например транспорт и матрица (в този случай разкриването на генетичния код значително разшири нашата информация); накрая, това е образуването на много видове структури (например рибозоми, вируси, хромозоми), в които участват както протеини, така и нуклеинови киселини. Откриването на съответните закономерности, познаването на „езика“, лежащ в основата на тези взаимодействия, представлява една от най-важните области на математическата биология, която все още очаква своето развитие. Тази област се смята за един от фундаменталните проблеми за цялата биосфера. Проблеми на молекулярната биология.Наред с посочените важни задачи на М. б. (познаване на законите на „разпознаването“, самосглобяването и интегрирането) спешна посока на научните изследвания в близко бъдеще е разработването на методи, които правят възможно дешифрирането на структурата, а след това и триизмерната, пространствена организация на високомолекулни нуклеинови киселини. Това вече е постигнато по отношение на общата схема на триизмерната структура на ДНК (двойна спирала), но без прецизно познаване на нейната първична структура. Бърз напредък в развитието аналитични методини позволяват уверено да очакваме постигането на тези цели през следващите години. Тук, разбира се, основният принос идва от представители на сродните науки, преди всичко физиката и химията. всичко най-важните методи, чието използване осигури появата и успеха на молекулярната биология, бяха предложени и разработени от физици (ултрацентрофугиране, рентгенов дифракционен анализ, електронна микроскопия, ядрено-магнитен резонанс и др.). Почти всички нови физични експериментални подходи (например използването на компютри, синхротронно или спирачно лъчение, лазерна технология и др.) разкриват нови възможности за задълбочено проучванепроблеми М. б. Сред най-важните практически проблеми, чийто отговор се очаква от M. b., на първо място е проблемът за молекулярната основа на злокачествения растеж, след това - начините за предотвратяване и може би преодоляване на наследствените заболявания - „молекулярни заболявания ” (Виж Молекулярни болести ). Голямо значениеще има изясняване на молекулярната основа на биологичната катализа, т.е. действието на ензимите. Сред най-важните модерни тенденцииМ. б. трябва да се отдаде на желанието за дешифриране молекулярни механизмидействие на хормоните (виж Хормони) ,
токсични и лекарствени вещества, както и да разберете подробностите за молекулярната структура и функционирането на такива клетъчни структури като биологични мембрани, участващи в регулирането на процесите на проникване и транспорт на вещества. По-далечни цели на М. б. - познаване на природата на нервните процеси, механизмите на паметта (виж Памет) и др. Един от важните нововъзникващи раздели на запаметяването. - т.нар генно инженерство, което има за цел да управлява целенасочено генетичния апарат (генома) на живите организми, като се започне от микробите и низшите (едноклетъчни) организми и се стигне до човека (в последния случай предимно с цел радикално лечениенаследствени заболявания (виж Наследствени заболявания) и коригиране на генетични дефекти). По-мащабни намеси в човешката генетична основа могат да се обсъждат само в повече или по-малко далечно бъдеще, тъй като това ще включва сериозни пречки както от технически, така и от фундаментален характер. Във връзка с микроби, растения и евентуално селскостопански продукти. За животните такива перспективи са много обнадеждаващи (например получаване на сортове култивирани растения, които имат апарат за фиксиране на азот от въздуха и не изискват торове). Те се основават на вече постигнатите успехи: изолиране и синтез на гени, трансфер на гени от един организъм в друг, използване на масови клетъчни култури като производители на икономически или медицински важни вещества. Организация на изследванията по молекулярна биология.Бързото развитие на M. b. доведе до появата голямо числоспециализирани изследователски центрове. Броят им бързо расте. Най-големите: във Великобритания – Лаборатория по молекулярна биология в Кеймбридж, Кралски институт в Лондон; във Франция - институти по молекулярна биология в Париж, Марсилия, Страсбург, Институт Пастьор; в САЩ - отдели на M. b. в университети и институти в Бостън (Харвардски университет, Масачузетски технологичен институт), Сан Франциско (Бъркли), Лос Анджелис (Калифорнийски технологичен институт), Ню Йорк (Университет Рокфелер), здравни институти в Бетесда и др.; в Германия – Институтите Макс Планк, университетите в Гьотинген и Мюнхен; в Швеция - Karolinska Institutet в Стокхолм; в ГДР - Централният институт по молекулярна биология в Берлин, институти в Йена и Хале; в Унгария - Биологичен център в Сегед. В СССР, първият специализиран институт по медицина. е създадена в Москва през 1957 г. в системата на Академията на науките на СССР (вж.
);
тогава се сформират: Институтът по био органична химияАкадемия на науките на СССР в Москва, Институт по протеин в Пущино, Биологичен отдел в Института за атомна енергия (Москва), отдели на M. b. в институтите на Сибирския клон на Академията на науките в Новосибирск, Междуфакултетната лаборатория по биоорганична химия на Московския държавен университет, сектора (тогава Института) по молекулярна биология и генетика на Академията на науките на Украинската ССР в Киев; значителна работа по M. b. се извършва в Института за високомолекулни съединения в Ленинград, в редица отдели и лаборатории на Академията на науките на СССР и други отдели. Наред с отделните изследователски центрове възникват организации от по-голям мащаб. IN Западна ЕвропаВъзникна Европейската организация за М. б. (EMBO), в който участват над 10 държави. В СССР, в Института по молекулярна биология, през 1966 г. е създаден научен съвет по молекулярна биология, който е координиращ и организиращ център в тази област на знанието. Публикувал е обширна поредица от монографии по най-важните раздели на математиката, редовно организира „зимни училища“ по математика и провежда конференции и симпозиуми по текущи проблемиМ. б. В бъдеще научните съвети относно M. b. са създадени в Академията на медицинските науки на СССР и много републикански академии на науките. От 1966 г. излиза списание Molecular Biology (6 броя годишно). За сравнително краткосроченв СССР е израснала значителна група изследователи в областта на биомедицината; това са учени от по-старото поколение, които частично са прехвърлили интересите си от други области; в по-голямата си част това са множество млади изследователи. Сред водещите учени, взели активно участие във формирането и развитието на M. b. в СССР могат да се назоват А. А. Баев, А. Н. Белозерски, А. Е. Браунщайн, Ю. А. Овчинников, А. С. Спирин, М. М. Шемякин, В. А. Енгелхард. Нови постижения на M. b. и молекулярната генетика ще бъдат насърчавани от резолюцията на Централния комитет на КПСС и Съвета на министрите на СССР (май 1974 г.) „За мерките за ускоряване на развитието на молекулярната биология и молекулярната генетика и използването на техните постижения в националната икономика." Лит.:Вагнер Р., Мичъл Г., Генетика и метаболизъм, прев. от англ., М., 1958; Szent-Gyorgy и A., Биоенергетика, прев. от англ., М., 1960; Анфинсен К., Молекулярна основа на еволюцията, прев. от англ., М., 1962; Стенли У., Валенс Е., Вирусите и природата на живота, прев. от англ., М., 1963; Молекулярна генетика, прев. с. Английски, част 1, М., 1964; Volkenshtein M.V., Молекули и живот. Въведение в молекулярната биофизика, М., 1965; Gaurowitz F., Химия и функции на протеините, прев. от англ., М., 1965; Bresler S.E., Въведение в молекулярната биология, 3-то издание, M. - L., 1973; Ingram V., Биосинтеза на макромолекули, прев. от англ., М., 1966; Енгелхард В. А., Молекулярна биология, в книгата: Развитие на биологията в СССР, М., 1967; Въведение в молекулярната биология, прев. от англ., М., 1967; Watson J., Молекулярна биология на гена, прев. от англ., М., 1967; Finean J., Биологични ултраструктури, прев. от англ., М., 1970; Бендал Дж., Мускули, молекули и движение, прев. от англ., М., 1970; Ичас М., Биологичен код, прев. от англ., М., 1971; Молекулярна биология на вирусите, М., 1971; Молекулярни основи на биосинтеза на протеини, М., 1971; Bernhard S., Структура и функция на ензимите, прев. от англ., М., 1971; Спирин А. С., Гаврилова Л. П., Рибозома, 2 изд., М., 1971; Frenkel-Konrath H., Химия и биология на вирусите, прев. от английски, М., 1972; Smith K., Hanewalt F., Молекулярна фотобиология. Процеси на инактивиране и възстановяване, прев. от английски, М., 1972; Харис Г., Основи на човешката биохимична генетика, прев. от английски, М., 1973. В. А. Енгелхард.
Велика съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .
За кого?Гимназисти, студенти.
Какво дава?Познаване на основите на молекулярната биология.
Учители.Ръководител на лабораториите по молекулярна генетика на микроорганизмите в Института по генна биология на Руската академия на науките, професор в университета Rutgers (САЩ), професор в Института за наука и технологии Сколково (SkolTech).
Кога?Трябва да се изясни.
Цена. 9000 rub.
Условия за участие.Трябва да подадете заявка за участие на сайта.
Биологични кръгове. Москва Държавен университеттях. М.В. Ломоносов.
За кого? 9–11 клас.
Какво дава?Знания по биология, изпълнителски умения проектантска работа, умения за лабораторна работа.
Учители.Служители на Биологическия факултет на Московския държавен университет.
Кога?
Цена.Трябва да се изясни.
Условия за участие.Трябва да се изясни.
Биологичен отдел на Московска гимназия № 1543 в Югозапад.
За кого? 7-10 клас.
Какво дава?Задълбочени познания по биология.
Учители.Служители на Московския държавен университет, възпитаници на гимназията.
Кога?Възможно е да се проследят началните дати за набиране на персонал.
Задължителни изисквания.Трябва да преминете приемни тестове.
Цена.Безплатно (има доброволна вноска).
Условия за участие.Прием в гимназията за редовно обучение.
Школа "Хим*Био*Плюс". Руско национално изследване медицински университетна името на Н.И. Пирогов.
За кого? 10–11 клас.
Какво дава?Познания по биология, химия.
Кога?Набиране - ежегодно, септември.
Задължителни изисквания. Набиране на персонал въз основа на резултати от тестове.
Цена. 10 000 - 75 000 rub. (има пробен урок).
Академия. "Постнаука".
За кого?Ученици, студенти.
Какво дава?
- познания в областта на физиката на елементарните частици, химията, медицината, математиката, неврофизиологията, генетиката, социологията, компютърните науки;
- знания за това как научни разработкиприлагани в реалния живот.
Учители.Висококвалифицирани специалисти, учени.
Кога?Има възможност за проследяване на датите за набиране на персонал Във връзка сИ Facebook.
Цена. 9000 rub.
Условия за участие. Необходимо е да се проследи желания курс. Регистрирайте се за курса, платете за обучение.
Петрозаводск
STEM център на Петрозаводския държавен университет.
За кого? 1–11 клас.
Какво дава?Умения за проектиране и изследователска дейност в областта на програмирането, биологията, химията, физиката.
Кога?Възможно е да се проследят началните дати за набиране на персонал.
Цена.Трябва да се изясни.
Условия за участие.Ученици от Петрозаводски училища.
Отворен университетски лицей на Петрозаводския държавен университет.
За кого? 10 клас.
Какво дава?
- техническо направление (физика, математика, информатика, руски език);
- медицински и биологични (химия, биология, руски език).
Кога?Възможно е да се проследят началните дати за набиране на персонал.
Цена.Трябва да се изясни.
Условия за участие.Гражданство на Руската федерация, кандидатстване, такси за обучение.
Майсторски класове
„Структура и функции на клетката” - урок в музея.
За кого? 14–16 години.
Какво дава?
- практически умения по биология;
- умение за работа с микроскоп;
- умение за експериментиране.
Кога?Трябва да се изясни.
Цена.Трябва да се изясни.
Продължителност. 90 минути.
Специални условия за посещение.Последният вторник от месеца е санитарен ден.
Как да се запиша?Оставете заявка на уебсайта.
„Светът под микроскоп“.
За кого? 6–16 години.
Какво дава?Наблюдение на микроорганизми, клетъчна структура под микроскоп.
Кога?Трябва да се изясни.
Цена. 200 търкайте.
Продължителност.Един час.
Специални условия за посещение.Груповите занятия (за посетители от 6 години) се провеждат през уикендите и дните училищни ваканцииПланиран.
Как да се запиша?Оставете заявка на уебсайта.
Урок по химия "Най-удивителното вещество на Земята."
За кого? 14–16 години.
Какво дава?
- знания за свойствата на водата;
- умения за провеждане на лабораторни експерименти.
Кога?Трябва да се изясни.
Цена. 16 000 rub. за двойна група от по 15 човека.
Продължителност. 90 минути.
Лагери
Московска област
Химически лагер „Слон и жираф“.
За кого? 9–11 клас.
Кога?Ежегодно.
Какво дава?
- познания по химия;
- умения за работа с реактиви.
Забележка: учебни програмисменят всяка смяна, затова е необходимо съдържанието им да се уточни с организаторите.
Учители.Висококвалифицирани лекари от различни специалности, професионални биолози, учени.
Цена. 32 000 rub.
Условия за участие.Трябва да подадете заявление на уебсайта.
Образователен център "Сириус". Направление "Наука". Смени „Химия“, „Биология“.
За кого? 10–17 години.
Какво дава?Задълбочени познания по специализирани предмети, разширяване на кръгозора и личностно развитие.
Учители.Учени, преподаватели от водещи университети, физико-математически и химико-биологически училища, треньори на национални и областни отбори по математика, физика, химия и биология.
Кога?Ежегодно. Има възможност за проследяване на датите за набиране на персонал.
Задължителни изисквания.Задълбочени познания по специализирани предмети, ниво на общоруски и международни олимпиади.
Цена.Безплатно.
Условия за участие.Кандидатствайте на уебсайта. Възможен е конкурсен подбор. Подробностите трябва да се проверят при организаторите или да се проследят на уебсайта.
университети
Московски държавен университет на име. М.В. Ломоносов.
Катедра по биология.
Година на създаване: 1930.
Какво дава?
Квалификация:
Руски национален изследователски медицински университет на името на N.I. Пирогов.
Катедра по биохимия и молекулярна биология.
Година на създаване: 1963.
Какво дава?Подготвя квалифицирани специалисти.
Квалификация:специалист, срок на обучение - 6 години.
Новосибирск
Новосибирски държавен университет.
Факултет по природни науки. Биологичен отдел. Катедра по молекулярна биология.
Година на създаване: 1959.
Какво дава?Подготвя квалифицирани специалисти.
Квалификация:Бакалавър, продължителност на обучението - 4 години, магистър - 2 години.
Онлайн курсове
На руски
„Истинска математика“. Електронно училище "Знаника".
За кого? 5–9 клас.
Какво дава?Разширени познания по математика.
Кога?По всяко време.
Учители.Кандидати на физико-математическите науки, педагогическите науки, доценти, професори и преподаватели от водещите университети в страната.
Условия за участие.Изисква се регистрация.
Виртуална химическа лаборатория. Марийски държавен технически университет.
За кого? 8–11 клас.
Какво дава?Опит в работа в химическа лаборатория и извършване на експерименти в реално време.
Цена. 3500 - 9000 rub.
Условия за участие.Разгледайте.
Марк Zentrum. Международен образователен онлайн център.
За кого?От 11-годишна възраст.
Какво дава?Програми за обучение по биология, химия, математика, чужди езици.
Кога?Индивидуалните уроци се договарят с преподавателя. Груповите занятия се провеждат по график.
Учители.Лингвисти, практикуващи учители по специализирани предмети.
Цена.Пробен урок - безплатен. Индивидуални уроци: един урок - 450–1200 рубли, в зависимост от броя на уроците (минимум пет) и продължителността на урока. Групови уроци: един урок - 280–640 rub.
Разходи за класове чужд език. Пробен урок с носител на езика- платени: 10 евро. Цена на един урок: 15–35 евро в зависимост от продължителността на урока.
Продължителност.Зависи от формата на занятията. Индивидуален урок- 45–90 минути, групов урок - 90 минути, уебинар - 120 минути. Първият пробен урок е 30–40 минути.
Условия за участие.Попълнете формата за кандидатстване за пробен урок.
Специални условия.Необходимите материали и учебници се изпращат от учителя в електронен вид (възможно е закупуване учебни материалив печатен вид).
Лекция. Изненади и открития в катализа.
За кого?Ученици, студенти.
Какво дава?Познание за най-новите постиженияв областта на катализата.
Учители.Ерик М. Карейра, професор по органична химия в университета в Цюрих.
Кога?По всяко време.
Цена.Безплатно.
Virtulab по химия на английски. Има възможност за конфигуриране на руски език.
За кого?Ученици.
Какво дава?Опит от работа в лаборатория със стотици реактиви в реално време.
Кога?По всяко време.
Цена.Безплатно.
Детективна химическа виртуална лаборатория. Разследвайте престъпление, като използвате познания по химия.
За кого?Ученици, студенти.
Какво дава?Умението за прилагане на знанията по химия по игрив начин.
Кога?По всяко време.
Продължителност на мисията. 40–50 минути.
Цена.Безплатно.
Условия за участие.Изтеглете програмата на вашия компютър.
1. История на изследването на нуклеиновите киселини. Методи на молекулярната биология………………3
2. Структура на нуклеиновите киселини. Нуклеопротеини………………………………………………………..6
Работа №1. Хидролиза на нуклеопротеини………………………………………………………..8
Работа № 2. Изолиране на дезоксирибонуклеопротеини (DNP) от тъкани………………...10
3. Нуклеотиден синтез. Разпределение на нуклеотидите в тялото………………………….11
4. Структура и функции на ДНК и РНК. Тестови въпроси………………………………13
5. Количествено определяне на нуклеинови киселини………………………………………14
Работа №3. Количествено определяне на нуклеинови киселини в кръвта…………….......-
Работа № 4. Спектрофотометрично определяне на общ
Работа № 5. Количествено определяне на ДНК чрез колориметричен метод…………16
Работа № 6. Количествено определяне на РНК чрез колориметричен метод………….17
Тестови въпроси……………………………………………………………………………………….18
6. Структура на генома. Генната експресия. Тестови въпроси………………………………19
Литература…………………………………………………………………………………………20
История на изследването на нуклеиновите киселини. Методи на молекулярната биология.
1. Молекулярната биология като наука. Възникване.
2. Проблеми на молекулярната биология.
3. Фундаментални открития на молекулярната биология. Основен постулат.
4. Връзката на молекулярната биология с другите науки.
5. Появата на нови науки – геномика и протеомика. Създаване на генни банки.
6. Методи на молекулярната биология: - микроскопия;
Рентгенов дифракционен анализ;
Използване на радиоактивни изотопи;
ултрацентрофугиране;
Хроматография;
Електрофореза;
Изоелектрично фокусиране;
Метод на клетъчно култивиране;
Безклетъчни системи;
Моноклонални антитела и др.
____________________________
„Молекулярната биология изучава връзката между структурата на биологичните макромолекули и основните клетъчни компонентис тяхната функция, както и основните принципи и механизми на клетъчната саморегулация, които опосредстват последователността и единството на всички процеси, протичащи в клетката, които съставляват същността на живота” - Дж. Уотсън, 1968 г.
Задачимолекулярна биология:
дешифриране на структурата на геномите;
създаване на генни банки;
геномни пръстови отпечатъци;
изследване на молекулярните основи на еволюцията, диференциацията, биоразнообразието, развитието и стареенето, канцерогенезата, имунитета и др.;
създаване на методи за диагностика и лечение на генетични заболявания и вирусни заболявания;
създаване на нови биотехнологии за производство хранителни продуктии различни биологично активни съединения (хормони, антихормони, освобождаващи фактори, енергийни носители и др.)
Етапи:
1) F. Miesher за първи път изолира ДНК (1869); А.Н. Белозерски
изолирана ДНК от растения.
2) 50-те години на ХХ век - получени са данни за елементарната структура на протеините и нуклеиновите киселини.
3) 60-те - 70-те години. ХХ век - разкриват се същността и основните пътища за предаване и реализация на генетичната информация. Основният постулат е формулиран.
4) 70-те - 80-те години. 20 век - изследване на механизмите на сплайсинг, откриването на РНК ензими и автосплайсинг, изследване на механизмите на генетична рекомбинация, започва работа по дешифриране на структурата на геномите на висшите организми, възниква протеиновото инженерство; организация на генни банки.
5) 90-те 20 век – началото на 21 век – развитие на биоинформатиката; определяне на нуклеотидни последователности (секвениране) на ДНК на различни организми: 1995г. – първият бактериален геном е секвениран, 1997 г. – геном на дрожди, 1998 г. – геном на нематода, 2000 г. – Геном на Drosophila, 2001. – почти целият човешки геном.
В средата на 60-те години. През 20 век окончателно се формира основният постулат на молекулярната генетика, формулиращ основния път за внедряване на генетичната информация в клетката: ДНК → РНК → протеин
