הביולוגיה המולקולרית חוותה תקופה של התפתחות מהירה של שיטות מחקר משלה, אשר כעת שונה מביוכימיה. אלה כוללים, במיוחד, שיטות של הנדסה גנטית, שיבוט, ביטוי מלאכותי ונוקאאוט גנים. מכיוון שה-DNA הוא הנשא החומרי של מידע גנטי, הביולוגיה המולקולרית התקרבה משמעותית לגנטיקה, ובצומת נוצרה הגנטיקה המולקולרית, שהיא גם ענף של גנטיקה וביולוגיה מולקולרית. כשם שהביולוגיה המולקולרית עושה שימוש נרחב בווירוסים ככלי מחקר, וירולוגיה משתמשת בשיטות ביולוגיה מולקולרית כדי לפתור את בעיותיה. טכנולוגיית מחשב משמשת לניתוח מידע גנטי, ולכן צצו תחומים חדשים של גנטיקה מולקולרית, הנחשבים לעתים לתחומים מיוחדים: ביואינפורמטיקה, גנומיקה ופרוטאומיקה.

היסטוריה של התפתחות

התגלית המכוננת הזו הוכנה על ידי תקופה ארוכה של מחקר על הגנטיקה והביוכימיה של וירוסים וחיידקים.

בשנת 1928, פרדריק גריפית הראה לראשונה כי תמצית של חום הרג חיידקים פתוגנייםיכול להעביר פתוגניות לחיידקים לא מסוכנים. חקר הטרנספורמציה של חיידקים הוביל לאחר מכן לטיהור הגורם הפתוגני, שבניגוד לציפיות, התברר שהוא לא חלבון, אלא חומצת גרעין. חומצת הגרעין עצמה אינה מסוכנת; היא נושאת רק גנים שקובעים את הפתוגניות ותכונות אחרות של המיקרואורגניזם.

בשנות ה-50 של המאה ה-20, הוכח שלחיידקים יש תהליך מיני פרימיטיבי; הם מסוגלים להחליף DNA ופלסמידים חוץ-כרומוזומליים. גילוי הפלסמידים, כמו גם הטרנספורמציה, היוו את הבסיס לטכנולוגיית הפלסמידים, הנפוצה בביולוגיה מולקולרית. תגלית חשובה נוספת למתודולוגיה הייתה גילוי נגיפים ובקטריופאג'ים חיידקיים בתחילת המאה ה-20. פאג'ים יכולים גם להעביר חומר גנטי מתא חיידקי אחד למשנהו. זיהום של חיידקים על ידי פאג'ים מוביל לשינויים בהרכב ה-RNA החיידקי. אם ללא פאגים הרכב ה-RNA דומה להרכב ה-DNA החיידקי, אז לאחר ההדבקה ה-RNA הופך דומה יותר ל-DNA של בקטריופאג'. לפיכך, נקבע כי מבנה ה-RNA נקבע על ידי מבנה ה-DNA. בתורו, קצב סינתזת החלבון בתאים תלוי בכמות הקומפלקסים של חלבון RNA. כך זה התגבש הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית: DNA ↔ RNA → חלבון.

המשך הפיתוח של הביולוגיה המולקולרית לווה הן בפיתוח המתודולוגיה שלה, בפרט, בהמצאת שיטה לקביעת רצף הנוקלאוטידים של ה-DNA (W. Gilbert and F. Sanger, פרס נובל לכימיה 1980), והן בתגליות חדשות. בתחום המחקר על מבנה ותפקודם של גנים (ראה תולדות הגנטיקה). עד תחילת המאה ה-21, התקבלו נתונים על המבנה הראשוני של כל ה-DNA האנושי ומספר אורגניזמים אחרים החשובים ביותר לרפואה, חַקלָאוּתו מחקר מדעי, מה שהוביל להופעתם של כמה כיוונים חדשים בביולוגיה: גנומיקה, ביואינפורמטיקה וכו'.

ראה גם

• ביולוגיה מולקולרית (כתב עת)
• Transcriptomics
• פליאונטולוגיה מולקולרית
• EMBO - הארגון האירופי של ביולוגים מולקולריים

סִפְרוּת

• הזמר מ., ברג פ.גנים וגנומים. - מוסקבה, 1998.
• Stent G., Kalindar R.גנטיקה מולקולרית. - מוסקבה, 1981.
• Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T.שיבוט מולקולרי. - 1989.
• פטרושב ל.י.ביטוי גנים. - M.: Nauka, 2000. - 000 p., ill. ISBN 5-02-001890-2

קישורים

• חומרים על ביולוגיה מולקולרית מהאקדמיה הרוסית למדעים

קרן ויקימדיה. 2010.

• מחוז ארדטובסקי, אזור ניז'ני נובגורוד
• מחוז ארזמאס של אזור ניז'ני נובגורוד

ראה מהי "ביולוגיה מולקולרית" במילונים אחרים:

ביולוגיה מולקולרית- לימודים בסיסיים תכונות וביטויים של חיים ברמה המולקולרית. הכיוונים החשובים ביותר במ. ב. הם מחקרים על הארגון המבני והתפקודי של המנגנון הגנטי של התאים והמנגנון ליישום מידע תורשתי... ... מילון אנציקלופדי ביולוגי

ביולוגיה מולקולרית- חוקר את התכונות והביטויים הבסיסיים של החיים ברמה המולקולרית. מגלה כיצד ובאיזו מידה צמיחה והתפתחות של אורגניזמים, אחסון והעברה של מידע תורשתי, טרנספורמציה של אנרגיה בתאים חיים ותופעות אחרות נגרמים על ידי... מילון אנציקלופדי גדול

ביולוגיה מולקולרית אנציקלופדיה מודרנית

ביולוגיה מולקולרית- BIOLOGY MOLECULAR, המחקר הביולוגי של המבנה והתפקוד של המולקולות המרכיבות אורגניזמים חיים. תחומי הלימוד העיקריים כוללים פיזיים ו תכונות כימיותחלבונים וחומצות NUCLEIC כגון DNA. ראה גם… … מילון אנציקלופדי מדעי וטכני

ביולוגיה מולקולרית- קטע בביולוגיה החוקר את התכונות והביטויים הבסיסיים של החיים ברמה המולקולרית. מגלה כיצד ובאיזו מידה צמיחה והתפתחות של אורגניזמים, אחסון והעברה של מידע תורשתי, טרנספורמציה של אנרגיה בתאים חיים ו... ... מילון מיקרוביולוגיה

ביולוגיה מולקולרית- - נושאי ביוטכנולוגיה EN ביולוגיה מולקולרית ... מדריך למתרגם טכני

ביולוגיה מולקולרית- ביולוגיה מולקולרית, חוקרת את התכונות והביטויים הבסיסיים של החיים ברמה המולקולרית. מגלה כיצד ובאיזו מידה צמיחה והתפתחות של אורגניזמים, אחסון והעברה של מידע תורשתי, טרנספורמציה של אנרגיה בתאים חיים ו... ... מילון אנציקלופדי מאויר

ביולוגיה מולקולרית- מדע שמטרתו להבין את טבען של תופעות חיים על ידי לימוד עצמים ומערכות ביולוגיות ברמה המתקרבת לרמה המולקולרית, ובמקרים מסוימים מגיעים לגבול זה. המטרה הסופית היא........... האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה

ביולוגיה מולקולרית- חוקר את תופעות החיים ברמת מקרומולקולות (בעיקר חלבונים וחומצות גרעין) בשד מבנים תאייםאה (ריבוזומים וכו'), בווירוסים, כמו גם בתאים. מטרה מ.ב. ביסוס התפקיד ומנגנון התפקוד של מקרומולקולות אלו בהתבסס על... ... אנציקלופדיה כימית

ביולוגיה מולקולרית- חוקר את התכונות והביטויים הבסיסיים של החיים ברמה המולקולרית. מגלה כיצד ובאיזו מידה צמיחה והתפתחות של אורגניזמים, אחסון והעברה של מידע תורשתי, טרנספורמציה של אנרגיה בתאים חיים ותופעות אחרות... ... מילון אנציקלופדי

ביולוגיה מולקולרית

מדע שמטרתו להבין את טבען של תופעות חיים על ידי חקר עצמים ומערכות ביולוגיות ברמה המתקרבת לרמה המולקולרית, ובמקרים מסוימים מגיעים לגבול זה. המטרה הסופית היא לגלות איך ובאיזו מידה ביטויים אופיינייםחיים, כגון תורשה, רבייה מסוגם, ביוסינתזה של חלבונים, ריגוש, צמיחה והתפתחות, אחסון והעברת מידע, המרת אנרגיה, ניידות וכו', נקבעים על ידי המבנה, התכונות והאינטראקציה של מולקולות של חומרים בעלי חשיבות ביולוגית. , בעיקר שני סוגים עיקריים של ביופולימרים בעלי משקל מולקולרי גבוה (ראה ביופולימרים) - חלבונים וחומצות גרעין. מאפיין ייחודי של מ.ב. - חקר תופעות חיים על עצמים דוממים או כאלה שמאופיינים בביטויים הפרימיטיביים ביותר של החיים. מדובר בתצורות ביולוגיות מרמת התא ומטה: אברונים תת-תאיים, כגון גרעיני תאים מבודדים, מיטוכונדריה, ריבוזומים, כרומוזומים, קרומי תאים; עוד - מערכות העומדות על גבול הטבע החי והדומם - וירוסים, כולל בקטריופאג'ים, וכלה במולקולות של המרכיבים החשובים ביותר של החומר החי - חומצות גרעין (ראה חומצות גרעין) וחלבונים (ראה חלבונים).

מ.ב. - תחום חדש של מדעי הטבע, הקשור קשר הדוק לתחומי מחקר ותיקים, המכוסים על ידי ביוכימיה (ראה ביוכימיה), ביופיסיקה (ראה ביופיסיקה) וכימיה ביו-אורגנית (ראה כימיה ביו-אורגנית). ההבחנה כאן אפשרית רק על בסיס התחשבות בשיטות בהן נעשה שימוש ובאופי היסודי של הגישות בהן נעשה שימוש.

הבסיס שעליו התפתח מ.ב הונח על ידי מדעים כמו גנטיקה, ביוכימיה, פיזיולוגיה של תהליכים יסודיים וכו'. לפי מקורות התפתחותו, מ.ב. קשור באופן בלתי נפרד עם גנטיקה מולקולרית (ראה גנטיקה מולקולרית) , שממשיכה להוות חלק חשוב במתמטיקה, אם כי היא כבר הפכה במידה רבה לדיסציפלינה עצמאית. בידוד מ.ב. מהביוכימיה מוכתב על ידי השיקולים הבאים. משימות הביוכימיה מוגבלות בעיקר לביסוס השתתפותם של מסוימים חומרים כימייםעבור פונקציות ותהליכים ביולוגיים מסוימים והבהרת אופי התמורות שלהם; ערך מובילשייך למידע על תגובתיות והמאפיינים העיקריים של המבנה הכימי המתבטא על ידי הרגיל נוסחה כימית. לפיכך, בעצם, תשומת הלב מתמקדת בטרנספורמציות המשפיעות על הקשרים הכימיים הערכיים העיקריים. בינתיים, כפי שהדגיש ל' פאולינג , במערכות ביולוגיות ובגילויי חיים, יש לתת את החשיבות העיקרית לא לקשרי הערכיות העיקריים הפועלים בתוך מולקולה אחת, אלא לסוגים שונים של קשרים הקובעים אינטראקציות בין-מולקולריות (אלקטרוסטטיות, ואן דר וואלס, קשרי מימן וכו').

תוצאה סופית מחקר ביוכימיניתן להציג בצורה של מערכת כזו או אחרת של משוואות כימיות, בדרך כלל מותשות לחלוטין מהייצוג שלהן במישור, כלומר בשני מימדים. תכונה ייחודיתמ.ב. הוא התלת מימד שלו. מהות מ.ב. נראה על ידי M. Peruts לפרש פונקציות ביולוגיות במונחים של מבנה מולקולרי. אנו יכולים לומר שאם בעבר, בעת לימוד חפצים ביולוגיים, היה צורך לענות על השאלה "מה", כלומר, אילו חומרים קיימים, ועל השאלה "היכן", באילו רקמות ואיברים, אז מ.ב. שואפת לקבל תשובות לשאלה "איך", לאחר שלמדו את מהות התפקיד וההשתתפות של כל המבנה של המולקולה, ולשאלות "למה" ו"בשביל מה", לאחר שגילה, מצד אחד, הקשרים בין תכונות המולקולה (שוב, בעיקר חלבונים וחומצות גרעין) לבין התפקודים שהיא מבצעת, ומצד שני, תפקידן של פונקציות אינדיבידואליות כאלה במכלול הכולל של ביטויי החיים.

רכשו תפקיד מכריע הסדר הדדיאטומים וקבוצותיהם ב מבנה כללימקרומולקולות, היחסים המרחביים שלהן. זה חל הן על רכיבים בודדים והן על התצורה הכוללת של המולקולה כולה. כתוצאה מהופעת מבנה נפחי שנקבע בקפדנות, מולקולות ביו-פולימר רוכשות את התכונות שבזכותן הן מסוגלות לשמש בסיס חומרי של פונקציות ביולוגיות. עקרון גישה זה לחקר יצורים חיים הוא התכונה האופיינית והטיפוסית ביותר של מ.ב.

התייחסות היסטורית.את החשיבות העצומה של מחקר על בעיות ביולוגיות ברמה המולקולרית חזה I. P. Pavlov , שדיבר על השלב האחרון במדע החיים - הפיזיולוגיה של המולקולה החיה. עצם המונח "M. ב." השתמשו באנגלית לראשונה. המדען W. Astbury ביישום למחקר הנוגע להבהרת הקשרים בין המבנה המולקולרי לבין התכונות הפיזיקליות והביולוגיות של חלבונים פיברילרים (סיביים), כגון קולגן, פיברין בדם או חלבונים מתכווצים בשרירים. שימוש נרחב במונח "M. ב." פלדה מאז תחילת שנות ה-50. המאה ה -20

הופעתו של מ.ב. כמדע בוגר, נהוג לחזור לשנת 1953, כאשר ג'יי ווטסון ופ. קריק בקיימברידג' (בריטניה) גילו את המבנה התלת מימדי של חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA). זה איפשר לדבר על האופן שבו הפרטים של המבנה הזה קובעים את הפונקציות הביולוגיות של ה-DNA כנשא חומרי של מידע תורשתי. באופן עקרוני, התפקיד הזה של ה-DNA נודע מעט קודם לכן (1944) כתוצאה מעבודתם של הגנטיקאי האמריקאי O.T. Avery ועמיתיו (ראה גנטיקה מולקולרית), אך לא היה ידוע באיזו מידה פונקציה זו תלויה במולקולרית. מבנה ה-DNA. זה התאפשר רק לאחר שפותחו עקרונות חדשים של ניתוח עקיפה של קרני רנטגן במעבדות של W. L. Bragg (ראה מצב Bragg-Wolff), J. Bernal ואחרים, אשר הבטיחו את השימוש בשיטה זו לידע מפורט על המבנה המרחבי של מקרומולקולות של חלבונים וחומצות גרעין.

רמות הארגון המולקולרי.בשנת 1957, ג'יי קנדרו הקים את המבנה התלת מימדי של מיוגלובין א , ובשנים שלאחר מכן זה נעשה על ידי מ' פרוץ ביחס להמוגלובין א. גובשו רעיונות לגבי רמות שונות של ארגון מרחבי של מקרומולקולות. המבנה הראשוני הוא רצף של יחידות בודדות (מונומרים) בשרשרת של מולקולת הפולימר שנוצרה. עבור חלבונים, המונומרים הם חומצות אמינו , לחומצות גרעין - נוקלאוטידים. למולקולה ליניארית דמוית חוט של ביופולימר, כתוצאה מהופעת קשרי מימן, יש יכולת להשתלב בחלל בצורה מסוימת, למשל במקרה של חלבונים, כפי שהראה ל. פאולינג, לרכוש צורה של ספירלה. זה מכונה מבנה משני. אומרים שמבנה שלישוני קיים כאשר מולקולה עם מבנה משני, ואז מתקפל בצורה כזו או אחרת, ממלא חלל תלת מימדי. לבסוף, מולקולות בעלות מבנה תלת מימדי יכולות לקיים אינטראקציה, הממוקמות באופן טבעי בחלל זו ביחס לזו ויוצרות מה שמכונה מבנה רבעוני; הרכיבים האישיים שלו נקראים בדרך כלל תת-יחידות.

הדוגמה הברורה ביותר לאופן שבו מבנה תלת מימדי מולקולרי קובע את הפונקציות הביולוגיות של מולקולה היא ה-DNA. יש לו מבנה של סליל כפול: שני גדילים העוברים בכיוונים מנוגדים זה לזה (אנטי מקבילים) מסובבים זה סביב זה, ויוצרים סליל כפול עם סידור בסיסיים המשלים זה את זה, כלומר, כך שמול בסיס מסוים של שרשרת אחת ישנו סליל כפול. תמיד זהה בשרשרת השנייה הבסיס המבטיח בצורה הטובה ביותר את היווצרותם של קשרי מימן: אדנין (A) יוצר זוג עם תימין (T), גואנין (G) עם ציטוזין (C). מבנה זה יוצר תנאים אופטימליים לתפקודים הביולוגיים החשובים ביותר של ה-DNA: הכפל כמותי של מידע תורשתי במהלך תהליך חלוקת התא תוך שמירה על השונות האיכותית של זרימת מידע גנטי זה. כאשר תא מתחלק, גדילי הסליל הכפול של ה-DNA, המשמש כמטריצה ​​או תבנית, מתפרקים ועל כל אחד מהם, בפעולת אנזימים, מסונתז גדיל חדש משלים. כתוצאה מכך, ממולקולת DNA אם אחת מתקבלות שתי מולקולות בת זהות לחלוטין (ראה תא, מיטוזיס).

כמו כן, במקרה של המוגלובין, התברר שתפקידו הביולוגי - היכולת לספוג את החמצן באופן הפיך בריאות ולאחר מכן לתת אותו לרקמות - קשור קשר הדוק לתכונות המבנה התלת מימדי של ההמוגלובין ולשינויים בו. תהליך יישום המאפיינים האופייניים שלו. תפקיד פיזיולוגי. כאשר O2 נקשר ומתנתק, מתרחשים שינויים מרחביים בקונפורמציה של מולקולת ההמוגלובין, המובילים לשינוי בזיקה של אטומי הברזל שהיא מכילה לחמצן. שינויים בגודל מולקולת ההמוגלובין, מזכירים שינויים בנפח חזהבמהלך הנשימה, מותר לקרוא להמוגלובין "ריאות מולקולריות".

אחת התכונות החשובות ביותר של חפצים חיים היא יכולתם לווסת דק את כל ביטויי פעילות החיים. תרומה מרכזית של מ.ב. V גילויים מדעייםצריך להתייחס לגילוי של מנגנון רגולטורי חדש, שלא היה ידוע בעבר, המכונה האפקט האלוסטרי. זה טמון ביכולת של חומרים להיות נמוכים משקל מולקולרי- מה שנקרא ליגנדים - משנים את הפונקציות הביולוגיות הספציפיות של מקרומולקולות, בעיקר חלבונים הפועלים קטליטית - אנזימים, המוגלובין, חלבוני קולטן המעורבים בבניית ממברנות ביולוגיות (ראה ממברנות ביולוגיות), בהעברה סינפטית (ראה סינפסות) וכו'.

שלוש זרימות ביוטיות.לאור רעיונותיו של מ' ב. ניתן להתייחס למכלול תופעות החיים כתוצאה משילוב של שלוש זרימות: זרימת החומר, המוצאת את ביטויה בתופעות של חילוף החומרים, כלומר הטמעה והתפרקות; זרימת האנרגיה, שהיא הכוח המניע לכל גילויי החיים; וזרימת המידע, המחלחלת לא רק לכל מגוון תהליכי ההתפתחות והקיום של כל אורגניזם, אלא גם סדרה מתמשכת של דורות עוקבים. הרעיון של זרימת המידע, שהוכנס לתורת העולם החי על ידי התפתחות המדע הביולוגי, הוא שמותיר בו את חותמו הספציפי והייחודי.

ההישגים החשובים ביותר של הביולוגיה המולקולרית.המהירות, היקף ועומק ההשפעה של מ.ב. ההתקדמות בהבנת הבעיות הבסיסיות של חקר הטבע החי מושווה בצדק, למשל, עם השפעתה של תורת הקוונטים על התפתחות הפיזיקה האטומית. שני תנאים הקשורים פנימית קבעו את ההשפעה המהפכנית הזו. מצד אחד, את התפקיד המכריע מילאה גילוי האפשרות לחקור את הביטויים החשובים ביותר של פעילות החיים בתנאים הפשוטים ביותר, תוך התקרבות לסוג הניסויים הכימיים והפיזיקליים. מצד שני, כתוצאה מנסיבות אלה, הייתה הכללה מהירה של מספר לא מבוטל של נציגי המדעים המדויקים - פיזיקאים, כימאים, קריסטלוגרפים, ולאחר מכן מתמטיקאים - בפיתוח בעיות ביולוגיות. יחד, נסיבות אלה קבעו את קצב ההתפתחות המהיר בצורה יוצאת דופן של מדע הרפואה ואת המספר והמשמעות של הצלחותיו שהושגו בשני עשורים בלבד. הנה רשימה רחוקה מלהיות מלאה של ההישגים הללו: גילוי המבנה והמנגנון של התפקוד הביולוגי של ה-DNA, כל סוגי ה-RNA והריבוזומים (ראה ריבוזומים) , חשיפה קוד גנטי(ראה קוד גנטי) ; גילוי של תמלול הפוך (ראה תמלול) , כלומר סינתזת DNA על תבנית RNA; לימוד מנגנוני התפקוד של פיגמנטים נשימתיים; גילוי של מבנה תלת מימדי ושלו תפקיד פונקציונליבפעולת אנזימים (ראה אנזימים) , עִקָרוֹן סינתזת מטריצהומנגנונים של ביוסינתזה של חלבון; חשיפת מבנה הנגיפים (ראה וירוסים) ומנגנוני שכפולם, המבנה הראשוני ובחלקו המרחבי של הנוגדנים; בידוד של גנים בודדים , סינתזה כימית ולאחר מכן ביולוגית (אנזימטית) של גן, כולל אדם, מחוץ לתא (במבחנה); העברת גנים מאורגניזם אחד לאחר, כולל תאים אנושיים; תמליל בקצב מהיר מבנה כימימספר הולך וגדל של חלבונים בודדים, בעיקר אנזימים, כמו גם חומצות גרעין; זיהוי תופעות של "הרכבה עצמית" של כמה אובייקטים ביולוגיים בעלי מורכבות הולכת וגוברת, החל ממולקולות חומצת גרעין ומעבר לאנזימים מרובי רכיבים, וירוסים, ריבוזומים וכו'; הבהרת עקרונות אלוסטריים ואחרים של ויסות פונקציות ותהליכים ביולוגיים.

רדוקציוניזם ואינטגרציה.מ.ב. הוא השלב האחרון של אותו כיוון בחקר אובייקטים חיים, המוגדר כ"רדוקציוניזם", כלומר הרצון לצמצם פונקציות חיים מורכבות לתופעות המתרחשות ברמת המולקולות ולכן נגישות למחקר בשיטות של פיזיקה ו כִּימִיָה. השיג מ.ב. הצלחות מעידות על יעילותה של גישה זו. יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון שבתנאים טבעיים בתא, ברקמה, באיבר ובאורגניזם שלם אנו מתמודדים עם מערכות בעלות מורכבות הולכת וגוברת. מערכות כאלה נוצרות ממרכיבים יותר רמה נמוכהבאמצעות שילובם הטבעי ביושרה, רכישת ארגון מבני ותפקודי ובעל תכונות חדשות. לכן, ככל שהידע על הדפוסים הנגישים לחשיפה ברמה המולקולרית והסמוכה הופך למפורט יותר, לפני מ.ב. המשימה של הבנת מנגנוני האינטגרציה עולה כקו של התפתחות נוספת בחקר תופעות חיים. נקודת המוצא כאן היא חקר הכוחות של אינטראקציות בין-מולקולריות - קשרי מימן, ואן דר-ואלס, כוחות אלקטרוסטטיים וכו'. על ידי המכלול והסידור המרחבי שלהם הם יוצרים מה שניתן לכנות כ"מידע אינטגרטיבי". יש להתייחס אליו כאחד החלקים העיקריים של זרימת המידע שכבר הוזכרה. באזור מ.ב. דוגמאות לאינטגרציה כוללות את התופעה של הרכבה עצמית של תצורות מורכבות מתערובת שלהן רכיבים. זה כולל, למשל, יצירת חלבונים מרובי רכיבים מתת-היחידות שלהם, יצירת וירוסים מהחלקים המרכיבים אותם - חלבונים וחומצת גרעין, שיקום המבנה המקורי של הריבוזומים לאחר הפרדת מרכיבי החלבון וחומצת הגרעין שלהם ועוד. המחקר של תופעות אלו קשור ישירות לידע על התופעות הבסיסיות "הכרה" של מולקולות ביו-פולימר. העניין הוא לגלות אילו שילובים של חומצות אמינו - במולקולות של חלבונים או נוקלאוטידים - בחומצות גרעין מקיימות אינטראקציה זה עם זה במהלך תהליכי האסוציאציה של מולקולות בודדות עם היווצרות קומפלקסים בעלי הרכב ומבנה ספציפיים לחלוטין, שנקבעו מראש. אלה כוללים את תהליכי היווצרות חלבונים מורכבים מיחידות המשנה שלהם; בנוסף, אינטראקציה סלקטיבית בין מולקולות חומצת גרעין, למשל תחבורה ומטריצה ​​(במקרה זה, חשיפת הקוד הגנטי הרחיבה משמעותית את המידע שלנו); לבסוף, מדובר ביצירת סוגים רבים של מבנים (לדוגמה, ריבוזומים, וירוסים, כרומוזומים), שבהם מעורבים גם חלבונים וגם חומצות גרעין. גילוי הדפוסים המקבילים, הידע של "השפה" העומדת בבסיס האינטראקציות הללו, מהווה את אחד התחומים החשובים ביותר בביולוגיה מתמטית, שעדיין ממתין להתפתחותה. אזור זה נחשב לאחת הבעיות הבסיסיות של הביוספרה כולה.

בעיות של ביולוגיה מולקולרית.יחד עם המשימות החשובות המצוינות של מ.ב. (הכרת חוקי "הכרה", הרכבה עצמית ואינטגרציה) כיוון דחוף של מחקר מדעי בעתיד הקרוב הוא פיתוח שיטות המאפשרות לפענח את המבנה, ולאחר מכן הארגון התלת מימדי, המרחבי של חומצות גרעין מולקולריות גבוהות. זה הושג כעת ביחס למתאר הכללי של המבנה התלת מימדי של ה-DNA (סליל כפול), אך ללא ידע מדויק על המבנה הראשוני שלו. התקדמות מהירה בפיתוח שיטות אנליטיותלאפשר לנו לצפות בביטחון להשגת יעדים אלו במהלך השנים הקרובות. כאן, כמובן, התרומות העיקריות מגיעות מנציגים של מדעים קשורים, בעיקר פיזיקה וכימיה. את כל השיטות החשובות ביותר, שהשימוש בהם הבטיח את הופעתה והצלחתה של הביולוגיה המולקולרית, הוצעו ופותחו על ידי פיזיקאים (אולטרה צנטריפוגה, ניתוח דיפרקציית רנטגן, אלקטרון מיקרוסקופי, תהודה מגנטית גרעינית וכו'). כמעט כל גישות הניסוי הפיזיקלי החדשות (לדוגמה, שימוש במחשבים, קרינת סינכרוטרון או ברמססטרהלונג, טכנולוגיית לייזר וכו') פותחות הזדמנויות חדשות עבור מחקר מעמיקבעיות מ.ב. בין הבעיות המעשיות החשובות ביותר, שהתשובה עליהן צפויה ממ' ב', מלכתחילה היא בעיית הבסיס המולקולרי של גדילה ממאירה, ואז - דרכים למנוע, ואולי להתגבר על מחלות תורשתיות - "מחלות מולקולריות " (ראה מחלות מולקולריות). חשיבות רבהתהיה הבהרה של הבסיס המולקולרי של קטליזה ביולוגית, כלומר, פעולת האנזימים. בין החשובים ביותר טרנדים מודרנייםמ.ב. יש לייחס לרצון לפענח מנגנונים מולקולרייםפעולת הורמונים (ראה הורמונים) , רעיל ו חומרים רפואיים, כמו גם לברר את הפרטים של המבנה המולקולרי ותפקודם של מבנים תאיים כמו ממברנות ביולוגיות המעורבים בוויסות תהליכי החדירה וההובלה של חומרים. מטרות רחוקות יותר של מ.ב. - הכרת טבעם של תהליכים עצביים, מנגנוני זיכרון (ראה זיכרון וכו'. אחד הסעיפים החשובים המתעוררים של שינון. - מה שנקרא הנדסה גנטית, שמטרתה להפעיל באופן מכוון את המנגנון הגנטי (Genome) של יצורים חיים, החל במיקרובים ובאורגניזמים נמוכים יותר (חד-תאיים) וכלה בבני אדם (במקרה האחרון, בעיקר לצורך טיפול רדיקלימחלות תורשתיות (ראה מחלות תורשתיות) ותיקון פגמים גנטיים). התערבויות נרחבות יותר בבסיס הגנטי האנושי ניתן לדון רק בעתיד רחוק יותר או פחות, שכן הדבר כרוך במכשולים רציניים בעלי אופי טכני ובסיסי כאחד. ביחס לחיידקים, צמחים, ואולי גם מוצרים חקלאיים. עבור בעלי חיים, סיכויים כאלה מעודדים מאוד (לדוגמה, השגת זנים של צמחים תרבותיים שיש להם מנגנון לקיבוע חנקן מהאוויר ואינם דורשים דשנים). הם מבוססים על ההצלחות שכבר הושגו: בידוד וסינתזה של גנים, העברת גנים מאורגניזם אחד לאחר, שימוש בתרביות תאים המוניות כיצרניות של חומרים חשובים מבחינה כלכלית או רפואית.

ארגון המחקר בביולוגיה מולקולרית.התפתחות מהירה של מ.ב. הוביל להופעתה מספר גדולמרכזי מחקר מיוחדים. מספרם גדל במהירות. הגדול ביותר: בבריטניה - המעבדה לביולוגיה מולקולרית בקיימברידג', המוסד המלכותי בלונדון; בצרפת - מכונים לביולוגיה מולקולרית בפריז, מרסיי, שטרסבורג, מכון פסטר; בארה"ב - מחלקות מ.ב. באוניברסיטאות ובמכונים בבוסטון (אוניברסיטת הרווארד, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס), סן פרנסיסקו (ברקלי), לוס אנג'לס (המכון הטכנולוגי של קליפורניה), ניו יורק (אוניברסיטת רוקפלר), מכוני בריאות בבת'סדה וכו'; בגרמניה - מכוני מקס פלנק, אוניברסיטאות בגטינגן ובמינכן; בשוודיה - מכון קרולינסקה בשטוקהולם; ב-GDR - המכון המרכזי לביולוגיה מולקולרית בברלין, מכונים בינה והאלה; בהונגריה - המרכז הביולוגי בסגד. בברית המועצות, המכון המתמחה הראשון לרפואה רפואית. נוצר במוסקבה בשנת 1957 במערכת האקדמיה למדעים של ברית המועצות (ראה. ); ואז נוצרו הבאים: המכון לביו כימיה אורגניתהאקדמיה למדעים של ברית המועצות במוסקבה, המכון לחלבונים בפושצ'ינו, המחלקה הביולוגית במכון לאנרגיה אטומית (מוסקבה), מחלקות מ.ב. במכונים של הסניף הסיבירי של האקדמיה למדעים בנובוסיבירסק, המעבדה הבין-פקולטית לכימיה ביו-אורגנית של אוניברסיטת מוסקבה, המגזר (אז המכון) לביולוגיה מולקולרית וגנטיקה של האקדמיה למדעים של ה-SSR האוקראינית בקייב; עבודה משמעותית על מ.ב. מתבצע במכון לתרכובות מקרומולקולריות בלנינגרד, במספר מחלקות ומעבדות של האקדמיה למדעים של ברית המועצות ומחלקות אחרות.

יחד עם מרכזי מחקר בודדים, קמו ארגונים בקנה מידה גדול יותר. IN מערב אירופהקם הארגון האירופי למ.ב. (EMBO), בו משתתפות למעלה מ-10 מדינות. בברית המועצות, במכון לביולוגיה מולקולרית, הוקמה בשנת 1966 מועצה מדעית לביולוגיה מולקולרית, המהווה מרכז מתאם ומארגן בתחום ידע זה. הוא פרסם סדרה נרחבת של מונוגרפיות על הסעיפים החשובים ביותר במתמטיקה, מארגן בקביעות "בתי ספר חורף" למתמטיקה, ומקיים כנסים וסימפוזיון בנושאים בעיות עכשוויותמ.ב. בעתיד, עצות מדעיות בנושא M. b. נוצרו באקדמיה למדעי הרפואה של ברית המועצות ובאקדמיות רפובליקניות רבות למדעים. מאז 1966 פורסם כתב העת Molecular Biology (6 גליונות בשנה).

עבור באופן השוואתי טווח קצרבברית המועצות גדלה קבוצה משמעותית של חוקרים בתחום הביו-רפואה; אלה מדענים מהדור המבוגר שהחליפו חלקית את תחומי העניין שלהם מתחומים אחרים; לרוב מדובר בחוקרים צעירים רבים. בין המדענים המובילים שלקחו חלק פעיל בגיבוש ובפיתוח של מ.ב. בברית המועצות, אפשר למנות כגון A. A. Baev, A. N. Belozersky, A. E. Braunstein, Yu. A. Ovchinnikov, A. S. Spirin, M. M. Shemyakin, V. A. Engelhardt. הישגים חדשים של מ.ב. וגנטיקה מולקולרית תקודם על ידי החלטת הוועדה המרכזית של ה-CPSU ומועצת השרים של ברית המועצות (מאי 1974) "על צעדים להאצת התפתחות הביולוגיה המולקולרית והגנטיקה המולקולרית והשימוש בהישגיהם במדינה הלאומית. כַּלְכָּלָה."

מוּאָר.: Wagner R., Mitchell G., Genetics and metabolism, trans. מאנגלית, מ', 1958; Szent-Gyorgy and A., Bioenergetics, trans. מאנגלית, מ', 1960; Anfinsen K., Molecular Base of Evolution, trans. מאנגלית, מ', 1962; Stanley W., Valens E., Viruses and the nature of life, trans. מאנגלית, מ', 1963; גנטיקה מולקולרית, טרנס. עם. אנגלית, חלק 1, מ', 1964; Volkenshtein M.V., מולקולות וחיים. מבוא לביופיזיקה מולקולרית, מ', 1965; Gaurowitz F., כימיה ותפקודים של חלבונים, טרנס. מאנגלית, מ', 1965; Bresler S.E., Introduction to Molecular Biology, ed. 3rd., M. - L., 1973; Ingram V., Biosynthesis of macromolecules, trans. מאנגלית, מ', 1966; Engelhardt V. A., Molecular Biology, בספר: התפתחות הביולוגיה בברית המועצות, מ', 1967; מבוא לביולוגיה מולקולרית, טרנס. מאנגלית, מ', 1967; Watson J., ביולוגיה מולקולרית של הגן, טרנס. מאנגלית, מ', 1967; Finean J., Biological ultrastructures, trans. מאנגלית, מ', 1970; בנדל ג'יי, שרירים, מולקולות ותנועה, טרנס. מאנגלית, מ', 1970; Ichas M., קוד ביולוגי, טרנס. מאנגלית, מ', 1971; ביולוגיה מולקולרית של וירוסים, מ', 1971; בסיס מולקולרי של ביוסינתזה של חלבון, M., 1971; Bernhard S., מבנה ותפקוד של אנזימים, טרנס. מאנגלית, מ', 1971; Spirin A. S., Gavrilova L. P., Ribosome, 2nd ed., M., 1971; פרנקל-קונרת ה., כימיה וביולוגיה של וירוסים, טרנס. מאנגלית, מ', 1972; Smith K., Hanewalt F., Molecular photobiology. תהליכים של ביטול והחלמה, טרנס. מאנגלית, מ', 1972; Harris G., יסודות הגנטיקה הביוכימית האנושית, טרנס. מאנגלית, מ', 1973.

V. A. Engelhardt.

האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה. - מ.: האנציקלופדיה הסובייטית. 1969-1978 .

למי?תלמידי תיכון, תלמידים.
מה נותן?ידע ביסודות הביולוגיה המולקולרית.
מורים.ראש המעבדות לגנטיקה מולקולרית של מיקרואורגניזמים במכון לביולוגיה גנטית של האקדמיה הרוסית למדעים, פרופסור באוניברסיטת רוטגרס (ארה"ב), פרופסור במכון סקולקובו למדע וטכנולוגיה (SkolTech).
מתי?צריך להבהיר.
מחיר. 9,000 לשפשף.
תנאי ההשתתפות.יש להגיש בקשה להשתתפות באתר.

מעגלים ביולוגיים. מוסקבה אוניברסיטת המדינהאוֹתָם. M.V. לומונוסוב.

למי?כיתות ט-יא.
מה נותן?ידע בביולוגיה, כישורי ביצוע עבודת עיצוב, כישורי עבודה במעבדה.
מורים.עובדי הפקולטה לביולוגיה של אוניברסיטת מוסקבה.
מתי?
מחיר.צריך להבהיר.
תנאי ההשתתפות.צריך להבהיר.

המחלקה הביולוגית של גימנסיה מס' 1543 במוסקבה בדרום מערב.

למי? 7-10 כיתות.
מה נותן?ידע מעמיק בביולוגיה.
מורים.עובדים של אוניברסיטת מוסקבה, בוגרי הגימנסיה.
מתי?ניתן לעקוב אחר תאריכי תחילת הגיוס.
דרישות חובה.יש לעבור מבחני קבלה.
מחיר.חינם (יש תרומה התנדבותית).
תנאי ההשתתפות.קבלה לגימנסיה לחינוך במשרה מלאה.

בית ספר "כימיה*ביו*פלוס". המחקר הלאומי הרוסי האוניברסיטה הרפואיתעל שם נ.י. פירוגוב.

למי?כיתות י'-י"א.
מה נותן?ידע בביולוגיה, כימיה.
מתי?גיוס - מדי שנה, בחודש ספטמבר.
דרישות חובה. גיוס עובדים על סמך תוצאות הבדיקות.
מחיר. 10,000 - 75,000 שפשוף. (יש שיעור ניסיון).

אֲקָדֶמִיָה. "פוסט סיינס".

למי?תלמידי בית ספר, סטודנטים.
מה נותן?

• ידע בתחום פיזיקת החלקיקים, כימיה, רפואה, מתמטיקה, נוירופיזיולוגיה, גנטיקה, סוציולוגיה, מדעי המחשב;
• ידע על איך התפתחויות מדעיותמיושם בחיים האמיתיים.

מורים.מומחים מוסמכים, מדענים.
מתי?ניתן לעקוב אחר תאריכי גיוס בקשר עםו פייסבוק.
מחיר. 9,000 לשפשף.
תנאי ההשתתפות. יש צורך לעקוב אחר הקורס הרצוי. הרשמה לקורס, שלם עבור הכשרה.

פטרוזבודסק

מרכז STEM של אוניברסיטת פטרוזבודסק.

למי?כיתות א'-י"א.
מה נותן?מיומנויות בפעילות עיצוב ומחקר בתחום התכנות, ביולוגיה, כימיה, פיזיקה.
מתי?ניתן לעקוב אחר תאריכי תחילת הגיוס.
מחיר.צריך להבהיר.
תנאי ההשתתפות.תלמידי בתי ספר פטרוזבודסק.

ליציום האוניברסיטה הפתוחה של אוניברסיטת פטרוזבודסק.

למי?כיתה י'.
מה נותן?

• כיוון טכני (פיסיקה, מתמטיקה, מדעי המחשב, שפה רוסית);
• רפואי וביולוגי (כימיה, ביולוגיה, שפה רוסית).

מתי?ניתן לעקוב אחר תאריכי תחילת הגיוס.
מחיר.צריך להבהיר.
תנאי ההשתתפות.אזרחות הפדרציה הרוסית, בקשה, שכר לימוד.

מנהל הכיתות

"מבנה ותפקודי התא" - שיעור במוזיאון.

למי?בני 14-16.
מה נותן?

• מיומנויות מעשיות בביולוגיה;
• מיומנות של עבודה עם מיקרוסקופ;
• מיומנות ניסוי.

מתי?צריך להבהיר.
מחיר.צריך להבהיר.
מֶשֶׁך. 90 דקות.
תנאי ביקור מיוחדים.יום שלישי האחרון של החודש הוא יום סניטרי.
איך נרשמים?השאירו בקשה באתר.

"העולם תחת מיקרוסקופ".

למי?בני 6-16.
מה נותן?תצפית על מיקרואורגניזמים, מבנה התא תחת מיקרוסקופ.
מתי?צריך להבהיר.
מחיר. 200 לשפשף.
מֶשֶׁך. 1 שעה.
תנאי ביקור מיוחדים.שיעורים קבוצתיים (למבקרים מגיל 6) מתקיימים בסופי שבוע ובימים חופשות בית הספרמתוזמן.
איך נרשמים?השאירו בקשה באתר.

שיעור כימיה "החומר המדהים ביותר על פני כדור הארץ".

למי?בני 14-16.
מה נותן?

• ידע על תכונות המים;
• מיומנות בביצוע ניסויי מעבדה.

מתי?צריך להבהיר.
מחיר. 16,000 לשפשף. לקבוצה זוגית של 15 איש כל אחת.
מֶשֶׁך. 90 דקות.

מחנות

אזור מוסקבה

מחנה כימיה "פיל וג'ירף".

למי?כיתות ט-יא.
מתי?מדי שנה.
מה נותן?

• ידע בכימיה;
• מיומנויות בעבודה עם ריאגנטים.

הערה: תוכניות למידהלשנות כל משמרת, ולכן יש צורך לברר את תוכנם עם המארגנים.
מורים.רופאים מוסמכים בעלי התמחויות שונות, ביולוגים מקצועיים, מדענים.
מחיר. 32,000 לשפשף.
תנאי ההשתתפות.יש להגיש בקשה באתר.

מרכז חינוכי "סיריוס". כיוון "מדע". משמרות "כימיה", "ביולוגיה".

למי?בני 10-17.
מה נותן?ידע מעמיק בנושאים מיוחדים, הרחבת אופקים והתפתחות אישית.
מורים.מדענים, מורים של אוניברסיטאות מובילות, בתי ספר לפיזיקה, מתמטיקה וכימיה וביולוגיה, מאמנים של צוותים לאומיים ואזוריים במתמטיקה, פיזיקה, כימיה וביולוגיה.
מתי?מדי שנה. ניתן לעקוב אחר תאריכי גיוס.
דרישות חובה.ידע מעמיק בנושאים מיוחדים, רמת אולימפיאדות כלל רוסיות ובינלאומיות.
מחיר.בחינם.
תנאי ההשתתפות.הגשת מועמדות באתר. בחירה תחרותית אפשרית. יש לבדוק פרטים מול המארגנים או לעקוב אחריהם באתר.

אוניברסיטאות

אוניברסיטת מוסקבה על שם. M.V. לומונוסוב.

המחלקה לביולוגיה.
שנת יצירה: 1930.
מה נותן?
הכשרה:

האוניברסיטה הלאומית למחקר רפואי ברוסיה על שם N.I. פירוגוב.

המחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית.
שנת יצירה: 1963.
מה נותן?מכין מומחים מוסמכים.
הכשרה:מומחה, תקופת הכשרה - 6 שנים.

נובוסיבירסק

אוניברסיטת נובוסיבירסק.

הפקולטה למדעי הטבע. מחלקה ביולוגית. המחלקה לביולוגיה מולקולרית.
שנת יצירה: 1959.
מה נותן?מכין מומחים מוסמכים.
הכשרה:תואר ראשון, משך לימודים - 4 שנים, מאסטר - שנתיים.

קורסים מקוונים

ברוסית

"מתמטיקה אמיתית". בית ספר אלקטרוני "זנניקה".

למי?כיתות ה'-ט'.
מה נותן?ידע מתקדם במתמטיקה.
מתי?בכל עת.
מורים.מועמדים למדעי הפיזיקה והמתמטיקה, מדעים פדגוגיים, פרופסורים חבר, פרופסורים ומורים מהאוניברסיטאות המובילות בארץ.
תנאי ההשתתפות.נדרשת הרשמה.

מעבדה כימית וירטואלית. האוניברסיטה הטכנית של מדינת מרי.

למי?כיתות ח'-י"א.
מה נותן?ניסיון בעבודה במעבדה כימית וביצוע ניסויים בזמן אמת.
מחיר. 3,500 - 9,000 לשפשף.
תנאי ההשתתפות.לבדוק.

מארק צנטרום. מרכז חינוכי מקוון בינלאומי.

למי?מגיל 11.
מה נותן?תכניות הכשרה בביולוגיה, כימיה, מתמטיקה, שפות זרות.
מתי?שיעורים פרטניים נקבעים עם המורה. שיעורים קבוצתיים מתקיימים על פי לוח הזמנים.
מורים.בלשנים, מורים בפועל למקצועות מיוחדים.
מחיר.שיעור ניסיון - חינם. שיעורים בודדים: שיעור אחד - 450–1200 רובל, תלוי במספר השיעורים (מינימום חמישה) ומשך השיעור. שיעורים קבוצתיים: שיעור אחד - 280–640 רובל.
עלות שיעורים שפה זרה. שיעור ניסיון עם דובר שפת אם- בתשלום: 10 יורו. עלות שיעור אחד: 15–35 יורו, תלוי במשך השיעור.
מֶשֶׁך.תלוי בצורת השיעורים. שיעור פרטני- 45–90 דקות, שיעור קבוצתי - 90 דקות, סמינר מקוון - 120 דקות. שיעור הניסיון הראשון הוא 30-40 דקות.
תנאי ההשתתפות.מלא את טופס הבקשה לשיעור ניסיון.
תנאים מיוחדים.החומרים וספרי הלימוד הנחוצים נשלחים על ידי המורה בצורה אלקטרונית (אפשר לרכוש חומרים חינוכייםבצורה מודפסת).

עַל שפה אנגלית

הַרצָאָה. הפתעות וגילוי בקטליזה.

למי?תלמידי בית ספר, סטודנטים.
מה נותן?ידע על ההישגים האחרוניםבתחום הקטליזה.
מורים.אריק מ. קאריירה, פרופסור לכימיה אורגנית באוניברסיטת ציריך.
מתי?בכל עת.
מחיר.בחינם.

Virtulab על כימיה באנגלית. אפשר להגדיר את השפה הרוסית.

למי?תלמידים.
מה נותן?ניסיון בעבודה במעבדה עם מאות ריאגנטים בזמן אמת.
מתי?בכל עת.
מחיר.בחינם.

מעבדה כימית בלשית וירטואלית. חקור פשע תוך שימוש בידע בכימיה.

למי?תלמידי בית ספר, סטודנטים.
מה נותן?המיומנות של יישום ידע בכימיה בצורה שובבה.
מתי?בכל עת.
משך המסע. 40-50 דקות.
מחיר.בחינם.
תנאי ההשתתפות.הורד את התוכנית למחשב שלך.

1. היסטוריה של חקר חומצות גרעין. שיטות של ביולוגיה מולקולרית………………3

2. מבנה חומצות גרעין. נוקלאופרוטאין…………………………………………………………………..6

עבודה מס' 1. הידרוליזה של נוקלאופרוטאין…………………………………………………………………..8

עבודה מס' 2. בידוד של deoxyribonucleoproteins (DNP) מרקמות …………………...10

3. סינתזת נוקלאוטידים. התפלגות נוקלאוטידים בגוף………………………………….11

4. מבנה ותפקודים של DNA ו-RNA. שאלות מבחן…………………………………13

5. קביעה כמותית של חומצות גרעין…………………………………………………14

עבודה מס' 3. קביעה כמותית של חומצות גרעין בדם………………….......-

עבודה מס' 4. קביעה ספקטרופוטומטרית של סך

עבודה מס' 5. קביעה כמותית של DNA בשיטה קולורימטרית…………16

עבודה מס' 6. קביעה כמותית של RNA בשיטה קולורימטרית………….17

שאלות מבחן………………………………………………………………………………………….18

6. מבנה הגנום. ביטוי גנים. שאלות מבחן…………………………………19

ספרות………………………………………………………………………………………………………………20

היסטוריה של חקר חומצות גרעין. שיטות של ביולוגיה מולקולרית.

1. ביולוגיה מולקולרית כמדע. הִתהַוּוּת.

2. בעיות של ביולוגיה מולקולרית.

3. תגליות יסוד של הביולוגיה המולקולרית. הנחה בסיסית.

4. הקשר של ביולוגיה מולקולרית עם מדעים אחרים.

5. הופעתם של מדעים חדשים - גנומיקה ופרוטאומיקה. יצירת מאגר גנים.

6. שיטות ביולוגיה מולקולרית: - מיקרוסקופיה;

ניתוח עקיפה של קרני רנטגן;

שימוש באיזוטופים רדיואקטיביים;

Ultracentrifugation;

כרומטוגרפיה;

אלקטרופורזה;

מיקוד איזואלקטרי;

שיטת תרבית תאים;

מערכות ללא תאים;

נוגדנים חד-שבטיים וכו'.

____________________________

"ביולוגיה מולקולרית חוקרת את הקשר בין המבנה של מקרומולקולות ביולוגיות לבין הבסיס רכיבים סלולרייםעם תפקידם, כמו גם את העקרונות והמנגנונים הבסיסיים של ויסות עצמי של התא, המתווכים את העקביות והאחדות של כל התהליכים המתרחשים בתא, המהווים את מהות החיים" - ג'יי ווטסון, 1968

משימותביולוגיה מולקולרית:

פענוח מבנה הגנום;

יצירת מאגר גנים;

טביעת אצבע גנומית;

חקר הבסיס המולקולרי של אבולוציה, בידול, מגוון ביולוגי, התפתחות והזדקנות, קרצינוגנזה, חסינות וכו';

יצירת שיטות לאבחון וטיפול במחלות גנטיות ומחלות ויראליות;

יצירת ביוטכנולוגיות חדשות לייצור מוצרי מזוןותרכובות פעילות ביולוגית שונות (הורמונים, אנטי הורמונים, גורמים משחררים, נושאי אנרגיה וכו')

שלבים:

1) F. Miesher מבודד לראשונה DNA (1869); א.נ. בלוזרסקי

DNA מבודד מצמחים.

2) שנות ה-50 של המאה העשרים - התקבלו נתונים על המבנה היסודי של חלבונים וחומצות גרעין.

3) שנות ה-60 - 70. המאה העשרים - נחשפים הטבע והדרכים העיקריות להעברה ויישום של מידע גנטי. מנוסחת ההנחה העיקרית.

4) שנות ה-70 - 80. המאה ה-20 - חקר מנגנוני שחבור, גילוי אנזימי רנ"א וחבור אוטומטי, חקר מנגנוני הרקומבינציה הגנטית, מתחילה העבודה על פענוח מבנה הגנום של אורגניזמים גבוהים יותר, מתעוררת הנדסת חלבונים; ארגון מאגרי גנים.

5) שנות ה-90 המאה ה-20 – תחילת המאה ה-21 – פיתוח ביואינפורמטיקה; קביעת רצפי נוקלאוטידים (רצף) של DNA של אורגניזמים שונים: 1995. - רצף הגנום החיידקי הראשון, 1997. - גנום שמרים, 1998. - גנום נמטודות, 2000. - גנום תסיסנית, 2001. - כמעט כל הגנום האנושי.

באמצע שנות ה-60. במאה ה-20 נוצרה סוף סוף ההנחה הבסיסית של גנטיקה מולקולרית, שגיבשה את הדרך העיקרית ליישום מידע גנטי בתא: DNA → RNA → חלבון