Molekulārā bioloģija ir piedzīvojusi savu pētījumu metožu straujas attīstības periodu, kas tagad atšķiras no bioķīmijas. Tie jo īpaši ietver gēnu inženierijas, klonēšanas, mākslīgās ekspresijas un gēnu izslēgšanas metodes. Tā kā DNS ir materiālais ģenētiskās informācijas nesējs, tad molekulārā bioloģija ir ievērojami pietuvinājusies ģenētikai, un krustpunktā veidojās molekulārā ģenētika, kas ir gan ģenētikas, gan molekulārās bioloģijas nozare. Tāpat kā molekulārā bioloģija plaši izmanto vīrusus kā pētniecības instrumentu, virusoloģija savu problēmu risināšanai izmanto molekulārās bioloģijas metodes. Datortehnoloģijas tiek izmantotas ģenētiskās informācijas analīzei, un tāpēc ir radušās jaunas molekulārās ģenētikas jomas, kuras dažkārt tiek uzskatītas par īpašām disciplīnām: bioinformātika, genomika un proteomika.

Attīstības vēsture

Šo pamatīgo atklājumu sagatavoja ilgstošs vīrusu un baktēriju ģenētikas un bioķīmijas izpētes periods.

1928. gadā Frederiks Grifits pirmo reizi parādīja, ka ekstrakts no karstuma nogalina patogēnās baktērijas var pārnest patogenitāti uz nebīstamām baktērijām. Pēc tam baktēriju transformācijas izpēte noveda pie patogēna aģenta attīrīšanas, kas, pretēji gaidītajam, izrādījās nevis proteīns, bet gan nukleīnskābe. Pati nukleīnskābe nav bīstama, tajā ir tikai gēni, kas nosaka mikroorganisma patogenitāti un citas īpašības.

20. gadsimta piecdesmitajos gados tika pierādīts, ka baktērijām ir primitīvs dzimumprocess, tās spēj apmainīties ar ekstrahromosomu DNS un plazmīdām. Plazmīdu atklāšana, kā arī transformācija veidoja molekulārajā bioloģijā plaši izplatītās plazmīdu tehnoloģijas pamatu. Vēl viens svarīgs metodoloģijas atklājums bija baktēriju vīrusu un bakteriofāgu atklāšana 20. gadsimta sākumā. Fāgi var arī pārnest ģenētisko materiālu no vienas baktēriju šūnas uz otru. Baktēriju inficēšanās ar fāgiem izraisa izmaiņas baktēriju RNS sastāvā. Ja bez fāgiem RNS sastāvs ir līdzīgs baktēriju DNS sastāvam, tad pēc inficēšanās RNS kļūst līdzīgāka bakteriofāga DNS. Tādējādi tika noskaidrots, ka RNS struktūru nosaka DNS struktūra. Savukārt olbaltumvielu sintēzes ātrums šūnās ir atkarīgs no RNS-olbaltumvielu kompleksu daudzuma. Tā tas tika formulēts molekulārās bioloģijas galvenā dogma: DNS ↔ RNS → proteīns.

Molekulārās bioloģijas tālāko attīstību pavadīja gan tās metodoloģijas attīstība, jo īpaši DNS nukleotīdu secības noteikšanas metodes izgudrošana (W. Gilbert un F. Sanger, Nobela prēmija ķīmijā 1980), gan jauni atklājumi. gēnu uzbūves un funkcionēšanas pētījumu jomā (sk. Ģenētikas vēsture). Līdz 21. gadsimta sākumam bija iegūti dati par visu cilvēka DNS primāro struktūru un vairākiem citiem medicīnai svarīgākajiem organismiem, Lauksaimniecība Un zinātniskie pētījumi, kas noveda pie vairāku jaunu virzienu rašanās bioloģijā: genomika, bioinformātika utt.

Skatīt arī

• Molekulārā bioloģija (žurnāls)
• Transkriptomika
• Molekulārā paleontoloģija
• EMBO – Eiropas Molekulāro biologu organizācija

Literatūra

• Dziedātājs M., Bergs P. Gēni un genomi. - Maskava, 1998.
• Stents G., Kalindars R. Molekulārā ģenētika. - Maskava, 1981.
• Sambrūks Dž., Fričs E.F., Maniatiss T. Molekulārā klonēšana. - 1989. gads.
• Patruševs L.I. Gēnu ekspresija. - M.: Nauka, 2000. - 000 lpp., ill. ISBN 5-02-001890-2

Saites

• Materiāli par molekulāro bioloģiju no Krievijas Zinātņu akadēmijas

Wikimedia fonds. 2010. gads.

• Ardatovskas rajons, Ņižņijnovgorodas apgabals
• Ņižņijnovgorodas apgabala Arzamas rajons

Skatiet, kas ir “molekulārā bioloģija” citās vārdnīcās:

MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA- mācās pamata dzīvības īpašības un izpausmes molekulārā līmenī. Svarīgākie virzieni M. b. ir pētījumi par šūnu ģenētiskā aparāta strukturālo un funkcionālo organizāciju un iedzimtās informācijas īstenošanas mehānismu... ... Bioloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca

MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA- pēta dzīvības pamatīpašības un izpausmes molekulārā līmenī. Noskaidro, kā un cik lielā mērā organismu augšanu un attīstību, iedzimtas informācijas uzglabāšanu un nodošanu, enerģijas transformāciju dzīvās šūnās un citas parādības izraisa... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA Mūsdienu enciklopēdija

MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA- MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA, bioloģiskais pētījums par dzīvo organismu veidojošo Molekulu uzbūvi un darbību. Galvenās studiju jomas ietver fizisko un Ķīmiskās īpašības olbaltumvielas un NULEĪNSKĀBES, piemēram, DNS. Skatīt arī… … Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

molekulārā bioloģija- bioloģijas sadaļa, kas pēta dzīvības pamatīpašības un izpausmes molekulārā līmenī. Noskaidro, kā un cik lielā mērā notiek organismu augšana un attīstība, iedzimtas informācijas uzglabāšana un nodošana, enerģijas transformācija dzīvās šūnās un... ... Mikrobioloģijas vārdnīca

molekulārā bioloģija- - Biotehnoloģijas tēmas EN molekulārā bioloģija ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Molekulārā bioloģija- MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA, pēta dzīvības pamatīpašības un izpausmes molekulārā līmenī. Noskaidro, kā un cik lielā mērā notiek organismu augšana un attīstība, iedzimtas informācijas uzglabāšana un nodošana, enerģijas transformācija dzīvās šūnās un... ... Ilustrētā enciklopēdiskā vārdnīca

Molekulārā bioloģija- zinātne, kuras mērķis ir izprast dzīvības parādību būtību, pētot bioloģiskos objektus un sistēmas līmenī, kas tuvojas molekulārajam līmenim un dažos gadījumos sasniedz šo robežu. Galīgais mērķis ir...... Lielā padomju enciklopēdija

MOLEKULĀRĀ BIOLOĢIJA- pēta dzīvības parādības makromolekulu (galvenokārt proteīnu un nukleīnskābju) līmenī dēmonā šūnu struktūras ah (ribosomas utt.), vīrusos, kā arī šūnās. Mērķis M. b. noteikt šo makromolekulu lomu un funkcionēšanas mehānismu, pamatojoties uz... Ķīmiskā enciklopēdija

molekulārā bioloģija- pēta dzīvības pamatīpašības un izpausmes molekulārā līmenī. Noskaidro, kā un cik lielā mērā notiek organismu augšana un attīstība, iedzimtas informācijas uzglabāšana un nodošana, enerģijas transformācija dzīvās šūnās un citas parādības... ... enciklopēdiskā vārdnīca

Molekulārā bioloģija

zinātne, kuras mērķis ir izprast dzīvības parādību būtību, pētot bioloģiskos objektus un sistēmas līmenī, kas tuvojas molekulārajam līmenim un dažos gadījumos sasniedz šo robežu. Galīgais mērķis ir noskaidrot, kā un cik lielā mērā raksturīgas izpausmes dzīvību, piemēram, iedzimtību, sava veida vairošanos, olbaltumvielu biosintēzi, uzbudināmību, augšanu un attīstību, informācijas glabāšanu un pārraidi, enerģijas pārveidi, mobilitāti utt., nosaka bioloģiski svarīgu vielu molekulu struktūra, īpašības un mijiedarbība. , galvenokārt divas galvenās augstas molekulmasas biopolimēru klases (skatīt Biopolimērus) - olbaltumvielas un nukleīnskābes. Atšķirīga iezīme M. b. - dzīvības parādību izpēte uz nedzīviem objektiem vai tiem, kam raksturīgas primitīvākās dzīves izpausmes. Tie ir bioloģiski veidojumi no šūnu līmeņa un zemāk: subcelulāri organoīdi, piemēram, izolēti šūnu kodoli, mitohondriji, ribosomas, hromosomas, šūnu membrānas; tālāk - sistēmas, kas stāv uz dzīvās un nedzīvās dabas robežas - vīrusi, tajā skaitā bakteriofāgi, un beidzot ar dzīvās vielas svarīgāko komponentu molekulām - nukleīnskābēm (Skat. Nukleīnskābes) un olbaltumvielām (Skat. Olbaltumvielas).

M. b. - jauna dabaszinātņu joma, kas ir cieši saistīta ar sen izveidotām pētniecības jomām, kuras aptver bioķīmija (skatīt Bioķīmija), biofizika (skatīt Biofizika) un bioorganiskā ķīmija (skatīt Bioorganiskā ķīmija). Šeit atšķirība ir iespējama, tikai ņemot vērā izmantotās metodes un izmantoto pieeju būtību.

Pamatu, uz kura attīstījās M. b., lika tādas zinātnes kā ģenētika, bioķīmija, elementāro procesu fizioloģija uc Atbilstoši tās attīstības pirmsākumiem M. b. nesaraujami saistīta ar molekulāro ģenētiku (sk. Molekulārā ģenētika) , kas joprojām ir nozīmīga matemātikas daļa, lai gan tā jau ir kļuvusi par neatkarīgu disciplīnu. M. b. izolēšana. no bioķīmijas nosaka šādi apsvērumi. Bioķīmijas uzdevumi galvenokārt aprobežojas ar noteiktu līdzdalības noteikšanu ķīmiskās vielas noteiktām bioloģiskām funkcijām un procesiem un to pārvērtību rakstura noskaidrošanu; vadošā vērtība pieder informācijai par reaktivitāti un ķīmiskās struktūras galvenajām iezīmēm, kas izteiktas ar parasto ķīmiskā formula. Tādējādi būtībā uzmanība tiek pievērsta transformācijām, kas ietekmē galvenās valences ķīmiskās saites. Tikmēr, kā uzsvēra L. Paulings , bioloģiskajās sistēmās un dzīvības izpausmēs galvenā nozīme jāpiešķir nevis galvenajām valences saitēm, kas darbojas vienas molekulas ietvaros, bet gan dažāda veida saitēm, kas nosaka starpmolekulāro mijiedarbību (elektrostatiskās, van der Vālsa, ūdeņraža saites u.c.).

Gala rezultāts bioķīmiskie pētījumi var uzrādīt vienas vai citas ķīmisko vienādojumu sistēmas formā, parasti pilnībā izsmeltas to attēlojumā plaknē, t.i., divās dimensijās. Atšķirīga iezīme M. b. ir tā trīsdimensionalitāte. M. b. būtība. ir redzējis M. Peruts, lai interpretētu bioloģiskās funkcijas molekulārās struktūras izteiksmē. Var teikt, ka, ja iepriekš, pētot bioloģiskos objektus, bija jāatbild uz jautājumu “kas”, t.i., kādas vielas atrodas, un uz jautājumu “kur”, kādos audos un orgānos, tad M. b. mērķis ir iegūt atbildes uz jautājumu “kā”, uzzinot visas molekulas struktūras lomas un līdzdalības būtību, un uz jautājumiem “kāpēc” un “kam”, no vienas puses uzzinot, molekulas īpašību (atkal primāri proteīnu un nukleīnskābju) sakarības ar tās veiktajām funkcijām un, no otras puses, šādu atsevišķu funkciju lomu kopējā dzīvības izpausmju kompleksā.

Iegūstiet izšķirošu lomu savstarpēja vienošanās atomi un to grupas vispārējā struktūra makromolekulas, to telpiskās attiecības. Tas attiecas gan uz atsevišķiem komponentiem, gan uz molekulas kopējo konfigurāciju kopumā. Tieši strikti noteiktas tilpuma struktūras rašanās rezultātā biopolimēru molekulas iegūst tās īpašības, kuru dēļ tās spēj kalpot par bioloģisko funkciju materiālo pamatu. Šis pieejas princips dzīvo būtņu izpētē ir raksturīgākā, tipiskākā M. b.

Vēsturiska atsauce. Bioloģisko problēmu izpētes milzīgo nozīmi molekulārā līmenī paredzēja I. P. Pavlovs , kurš runāja par pēdējo posmu dzīvības zinātnē – dzīvās molekulas fizioloģiju. Pats termins "M. b." Vispirms tika izmantota angļu valoda. zinātnieks W. Astbury pielietojumā pētījumos par saistību noskaidrošanu starp fibrilāro (šķiedru) proteīnu, piemēram, kolagēna, asins fibrīna vai muskuļu kontraktilo proteīnu molekulāro struktūru un fizikālajām un bioloģiskajām īpašībām. Plaši lietots termins “M. b." tērauds kopš 50. gadu sākuma. 20. gadsimts

M. b. parādīšanās. Kā nobriedušu zinātni ierasts datēt ar 1953. gadu, kad J. Vatsons un F. Kriks Kembridžā (Lielbritānija) atklāja dezoksiribonukleīnskābes (DNS) trīsdimensiju struktūru. Tas ļāva runāt par to, kā šīs struktūras detaļas nosaka DNS kā iedzimtas informācijas materiāla nesēja bioloģiskās funkcijas. Principā šī DNS loma kļuva zināma nedaudz agrāk (1944) amerikāņu ģenētiķa O. T. Eiverija un viņa kolēģu darba rezultātā (sk. Molekulārā ģenētika), taču nebija zināms, cik lielā mērā šī funkcija ir atkarīga no molekulārās. DNS struktūra. Tas kļuva iespējams tikai pēc tam, kad W. L. Bragg (skat. Braga-Volfa stāvokli), J. Bernal u.c. laboratorijās tika izstrādāti jauni rentgenstaru difrakcijas analīzes principi, kas nodrošināja šīs metodes izmantošanu detalizētai telpiskās struktūras izzināšanai. olbaltumvielu un nukleīnskābju makromolekulas.

Molekulārās organizācijas līmeņi. 1957. gadā J. Kendrew izveidoja Myoglobin a trīsdimensiju struktūru , un turpmākajos gados to izdarīja M. Perutz saistībā ar hemoglobīnu a. Tika formulētas idejas par dažādiem makromolekulu telpiskās organizācijas līmeņiem. Primārā struktūra ir atsevišķu vienību (monomēru) secība iegūtās polimēra molekulas ķēdē. Olbaltumvielām monomēri ir aminoskābes , nukleīnskābēm - Nukleotīdi. Lineārai, pavedienam līdzīgai biopolimēra molekulai ūdeņraža saišu rašanās rezultātā ir spēja noteiktā veidā iekļauties telpā, piemēram, olbaltumvielu gadījumā, kā parādīja L. Paulings, iegūt. spirāles forma. To sauc par sekundāro struktūru. Tiek uzskatīts, ka terciārā struktūra pastāv, ja molekula ar sekundārā struktūra, pēc tam vienā vai otrā veidā salokās, aizpildot trīsdimensiju telpu. Visbeidzot, molekulas ar trīsdimensiju struktūru var mijiedarboties, dabiski atrodas telpā attiecībā pret otru un veido to, ko dēvē par kvartāru struktūru; tās atsevišķās sastāvdaļas parasti sauc par apakšvienībām.

Visredzamākais piemērs tam, kā molekulārā trīsdimensiju struktūra nosaka molekulas bioloģiskās funkcijas, ir DNS. Tam ir dubultspirāles uzbūve: divas savstarpēji pretējos virzienos (pretparalēli) virzītas dzīslas ir savītas viena ap otru, veidojot dubultspirāli ar savstarpēji papildinošu pamatu izkārtojumu, t.i., tā, ka pretī noteiktai vienas ķēdes pamatnei ir. vienmēr vienāda otrā ķēdē bāze, kas vislabāk nodrošina ūdeņraža saišu veidošanos: adenīns (A) veido pāri ar timīnu (T), guanīns (G) ar citozīnu (C). Šī struktūra rada optimālus apstākļus svarīgākajām DNS bioloģiskajām funkcijām: iedzimtas informācijas kvantitatīvai pavairošanai šūnu dalīšanās procesā, vienlaikus saglabājot šīs ģenētiskās informācijas plūsmas kvalitatīvo nemainīgumu. Kad šūna dalās, DNS dubultspirāles, kas kalpo kā matrica vai šablons, virknes atritinās un uz katras no tām fermentu iedarbībā tiek sintezēta komplementāra jauna virkne. Tā rezultātā no vienas mātes DNS molekulas tiek iegūtas divas pilnīgi identiskas meitas molekulas (sk. Šūna, Mitoze).

Tāpat hemoglobīna gadījumā izrādījās, ka tā bioloģiskā funkcija - spēja atgriezeniski absorbēt skābekli plaušās un pēc tam nodot to audiem - ir cieši saistīta ar hemoglobīna trīsdimensiju struktūras iezīmēm un tās izmaiņām plaušās. tā raksturīgo īpašību īstenošanas process. fizioloģiskā loma. Kad O2 saistās un disociējas, notiek telpiskas izmaiņas hemoglobīna molekulas konformācijā, izraisot izmaiņas tajā esošo dzelzs atomu afinitātē pret skābekli. Izmaiņas hemoglobīna molekulas izmērā, kas atgādina tilpuma izmaiņas krūtis elpošanas laikā hemoglobīnu drīkst saukt par “molekulārām plaušām”.

Viena no svarīgākajām dzīvo objektu iezīmēm ir to spēja smalki regulēt visas dzīvības aktivitātes izpausmes. Liels ieguldījums M. b. V zinātniskie atklājumi būtu jāuzskata par jauna, iepriekš nezināma regulējuma mehānisma atklāšanu, ko dēvē par allosterisko efektu. Tas slēpjas vielu spējā būt zemam molekulārais svars- ts ligandi - modificē makromolekulu specifiskās bioloģiskās funkcijas, primāri katalītiski darbojošos proteīnus - enzīmus, hemoglobīnu, receptorproteīnus, kas iesaistīti bioloģisko membrānu veidošanā (Skatīt Bioloģiskās membrānas), sinaptiskajā transmisijā (Skatīt Sinapses) u.c.

Trīs biotiskās plūsmas. M. ideju gaismā b. dzīvības parādību kopumu var uzskatīt par trīs plūsmu kombinācijas rezultātu: matērijas plūsma, kas savu izpausmi rod vielmaiņas parādībās, t.i., asimilācijā un disimilācijā; enerģijas plūsma, kas ir visu dzīvības izpausmju dzinējspēks; un informācijas plūsma, caurstrāvojot ne tikai visu katra organisma attīstības un pastāvēšanas procesu daudzveidību, bet arī nepārtrauktu secīgu paaudžu virkni. Tieši informācijas plūsmas ideja, ko dzīvās pasaules doktrīnā ieviesusi bioloģijas zinātnes attīstība, atstāj tajā savu specifisko, unikālo nospiedumu.

Molekulārās bioloģijas svarīgākie sasniegumi. M. b. ietekmes ātrums, apjoms un dziļums. Sasniegumi dzīvās dabas izpētes fundamentālo problēmu izpratnē pamatoti tiek salīdzināti, piemēram, ar kvantu teorijas ietekmi uz atomu fizikas attīstību. Divi iekšēji saistīti apstākļi noteica šo revolucionāro ietekmi. No vienas puses, izšķirošā loma bija iespējai atklāt svarīgākās dzīves aktivitātes izpausmes visvienkāršākajos apstākļos, tuvojoties ķīmisko un fizikālo eksperimentu veidam. No otras puses, šī apstākļa rezultātā bioloģisko problēmu izstrādē strauji iesaistījās ievērojams skaits eksakto zinātņu pārstāvju - fiziķu, ķīmiķu, kristalogrāfu un pēc tam matemātiķu. Kopumā šie apstākļi noteica neparasti straujo medicīnas zinātnes attīstības tempu un tikai divās desmitgadēs sasniegto panākumu skaitu un nozīmi. Šeit ir tālu no pilnīgs šo sasniegumu saraksts: DNS, visu veidu RNS un ribosomu bioloģiskās funkcijas struktūras un mehānisma atklāšana (skatīt Ribosomas) , atklāšana ģenētiskais kods(Skatīt ģenētisko kodu) ; reversās transkripcijas atklāšana (skat. Transkripciju) , i., DNS sintēze uz RNS šablona; elpošanas pigmentu funkcionēšanas mehānismu izpēte; trīsdimensiju struktūras atklāšana un tās funkcionālā loma fermentu iedarbībā (skatīt Enzīmi) , principu matricas sintēze un proteīnu biosintēzes mehānismi; vīrusu struktūras (sk. Vīrusi) un to replikācijas mehānismu atklāšana, antivielu primārā un daļēji telpiskā struktūra; atsevišķu gēnu izolēšana , gēnu, tostarp cilvēka, ķīmiskā un pēc tam bioloģiskā (fermentatīvā) sintēze ārpus šūnas (in vitro); gēnu pārnešana no viena organisma uz otru, tostarp cilvēka šūnām; ātra tempa atšifrējums ķīmiskā struktūra arvien vairāk atsevišķu olbaltumvielu, galvenokārt enzīmu, kā arī nukleīnskābju; dažu pieaugošas sarežģītības bioloģisko objektu “pašsavienošanās” parādību noteikšana, sākot no nukleīnskābju molekulām un pārejot uz daudzkomponentu enzīmiem, vīrusiem, ribosomām utt.; alosterisko un citu bioloģisko funkciju un procesu regulēšanas pamatprincipu noskaidrošana.

Redukcionisms un integrācija. M. b. ir šī virziena pēdējais posms dzīvo objektu izpētē, kas tiek apzīmēts kā "redukcionisms", t.i., vēlme reducēt sarežģītas dzīvības funkcijas līdz parādībām, kas notiek molekulu līmenī un tāpēc ir pieejamas pētīšanai ar fizikas un fizikas metodēm. ķīmija. Sasniegts M. b. panākumi liecina par šīs pieejas efektivitāti. Vienlaikus jāņem vērā, ka dabīgos apstākļos šūnā, audos, orgānā un visā organismā mums ir darīšana ar arvien sarežģītākām sistēmām. Šādas sistēmas tiek veidotas no komponentiem vairāk zems līmenis caur to dabisko integrāciju integritātē, iegūstot strukturālu un funkcionālu organizāciju un iegūstot jaunas īpašības. Tāpēc, jo zināšanas par modeļiem, kas pieejami atklāšanai molekulārajā un blakus esošajā līmenī, kļūst arvien detalizētāki, pirms M. b. integrācijas mehānismu izpratnes uzdevums rodas kā tālākas attīstības līnija dzīvības parādību izpētē. Šeit sākumpunkts ir starpmolekulāro mijiedarbības spēku izpēte - ūdeņraža saites, van der Vāls, elektrostatiskie spēki utt. Pēc to kopuma un telpiskā izvietojuma tie veido to, ko var apzīmēt kā "integrējošu informāciju". Tā jāuzskata par vienu no galvenajām jau minētās informācijas plūsmas daļām. Apgabalā M. b. Integrācijas piemēri ietver sarežģītu veidojumu pašsavienošanos no to maisījuma sastāvdaļas. Tas ietver, piemēram, daudzkomponentu proteīnu veidošanos no to apakšvienībām, vīrusu veidošanos no to sastāvdaļām - olbaltumvielām un nukleīnskābēm, ribosomu sākotnējās struktūras atjaunošanu pēc to olbaltumvielu un nukleīnskābju komponentu atdalīšanas utt. no šīm parādībām ir tieši saistīta ar zināšanām par biopolimēra molekulu pamatparādību “atpazīšanu”. Lieta ir noskaidrot, kādas aminoskābju kombinācijas - proteīnu vai nukleotīdu molekulās - nukleīnskābēs mijiedarbojas savā starpā atsevišķu molekulu saistīšanās procesos, veidojot stingri specifiska, iepriekš noteikta sastāva un struktūras kompleksus. Tie ietver sarežģītu proteīnu veidošanās procesus no to apakšvienībām; tālāk, selektīva mijiedarbība starp nukleīnskābes molekulām, piemēram, transportu un matricu (šajā gadījumā ģenētiskā koda izpaušana būtiski paplašināja mūsu informāciju); visbeidzot, tā ir daudzu veidu struktūru (piemēram, ribosomu, vīrusu, hromosomu) veidošanās, kurās ir iesaistīti gan proteīni, gan nukleīnskābes. Atbilstošo modeļu atklāšana, šīs mijiedarbības pamatā esošās “valodas” zināšanas ir viena no svarīgākajām matemātiskās bioloģijas jomām, kas joprojām tikai gaida savu attīstību. Šī joma tiek uzskatīta par vienu no pamatproblēmām visai biosfērai.

Molekulārās bioloģijas problēmas. Līdzās norādītajiem svarīgajiem uzdevumiem M. b. (zināšanas par „atpazīšanas”, pašsavienošanās un integrācijas likumiem) steidzams zinātnisko pētījumu virziens tuvākajā nākotnē ir tādu metožu izstrāde, kas ļauj atšifrēt struktūru un pēc tam trīsdimensiju, telpisko organizāciju. augstas molekulārās nukleīnskābes. Tagad tas ir sasniegts attiecībā uz DNS trīsdimensiju struktūras (dubultās spirāles) vispārīgo kontūru, bet bez precīzām zināšanām par tās primāro struktūru. Strauja attīstība attīstībā analītiskās metodesļauj mums ar pārliecību sagaidīt šo mērķu sasniegšanu nākamajos gados. Šeit, protams, galvenais ieguldījums nāk no radniecīgo zinātņu, galvenokārt fizikas un ķīmijas, pārstāvjiem. Visi svarīgākās metodes, kuru izmantošana nodrošināja molekulārās bioloģijas rašanos un panākumus, ierosināja un izstrādāja fiziķi (ultracentrifugēšana, rentgenstaru difrakcijas analīze, elektronu mikroskopija, kodolmagnētiskā rezonanse utt.). Gandrīz visas jaunās fizikālās eksperimentālās pieejas (piemēram, datoru, sinhrotronu vai bremsstrahlung starojuma, lāzertehnoloģiju izmantošana u.c.) paver jaunas iespējas padziļināta izpēte problēmas M. b. Starp svarīgākajām praktiskajām problēmām, uz kurām atbildi sagaida no M. b., pirmkārt, ir ļaundabīgo audzēju augšanas molekulārā pamata problēma, pēc tam - veidi, kā novērst un, iespējams, pārvarēt iedzimtas slimības - "molekulārās slimības". ” (Skatīt Molekulārās slimības ). Liela nozīme būs bioloģiskās katalīzes molekulārā pamata, t.i., fermentu darbības, noskaidrošana. Starp svarīgākajiem mūsdienu tendences M. b. jāattiecina uz vēlmi atšifrēt molekulārie mehānismi hormonu darbība (skatīt Hormoni) , toksisks un ārstnieciskas vielas, kā arī noskaidrot molekulārās struktūras un funkcionēšanas detaļas tādām šūnu struktūrām kā bioloģiskās membrānas, kas iesaistītas vielu iekļūšanas un transportēšanas procesu regulēšanā. M. b. attālāki mērķi. - zināšanas par nervu procesu būtību, atmiņas mehānismiem (sk. Atmiņa) uc Viena no svarīgākajām iegaumēšanas jaunajām sadaļām. - ts gēnu inženierija, kuras mērķis ir mērķtiecīgi darbināt dzīvo organismu ģenētisko aparātu (Genomu), sākot ar mikrobiem un zemākiem (vienšūnu) organismiem un beidzot ar cilvēku (pēdējā gadījumā galvenokārt ar mērķi radikāla ārstēšana iedzimtas slimības (sk. Iedzimtas slimības) un ģenētisko defektu korekcija). Plašākas iejaukšanās cilvēka ģenētiskajā bāzē var tikt apspriestas tikai vairāk vai mazāk tālā nākotnē, jo tas radīs nopietnus gan tehniskus, gan fundamentālus šķēršļus. Saistībā ar mikrobiem, augiem un, iespējams, lauksaimniecības produktiem. Dzīvniekiem šādas izredzes ir ļoti iepriecinošas (piemēram, tādu kultivēto augu šķirņu iegūšana, kurām ir aparāts slāpekļa fiksēšanai no gaisa un kuriem nav nepieciešams mēslojums). To pamatā ir jau sasniegtie panākumi: gēnu izolēšana un sintēze, gēnu pārnešana no viena organisma uz otru, masu šūnu kultūru izmantošana kā ekonomiski vai medicīniski nozīmīgu vielu ražotāji.

Molekulārās bioloģijas pētījumu organizēšana. Strauja attīstība M. b. noveda pie rašanās liels skaits specializētos pētniecības centros. To skaits strauji pieaug. Lielākais: Apvienotajā Karalistē - Laboratory of Molecular Biology Kembridžā, Royal Institution Londonā; Francijā - molekulārās bioloģijas institūti Parīzē, Marseļā, Strasbūrā, Pastēra institūts; ASV - departamenti M. b. universitātēs un institūtos Bostonā (Hārvarda universitāte, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts), Sanfrancisko (Berklijā), Losandželosā (Kalifornijas Tehnoloģiju institūts), Ņujorkā (Rokfellera universitāte), veselības institūtos Betesdā u.c.; Vācijā - Maksa Planka institūti, Getingenes un Minhenes universitātes; Zviedrijā - Karolinska Institutet Stokholmā; VDR - Centrālais molekulārās bioloģijas institūts Berlīnē, institūti Jēnā un Hallē; Ungārijā - Bioloģijas centrs Segedā. PSRS pirmais specializētais medicīnas medicīnas institūts. tika izveidots Maskavā 1957. gadā PSRS Zinātņu akadēmijas sistēmā (sk. ); tad izveidojās: Bio institūts organiskā ķīmija PSRS Zinātņu akadēmija Maskavā, Proteīna institūts Puščino, Atomenerģijas institūta Bioloģiskā nodaļa (Maskava), M. b. Zinātņu akadēmijas Sibīrijas filiāles institūtos Novosibirskā, Maskavas Valsts universitātes Bioorganiskās ķīmijas starpfakultāšu laboratorijā, Ukrainas PSR Zinātņu akadēmijas Molekulārās bioloģijas un ģenētikas sektorā (toreizējā institūtā) Kijevā; nozīmīgs darbs pie M. b. tiek veikta Makromolekulāro savienojumu institūtā Ļeņingradā, vairākās PSRS Zinātņu akadēmijas un citās nodaļās un laboratorijās.

Līdzās atsevišķiem pētniecības centriem radās arī lielāka mēroga organizācijas. IN Rietumeiropa Eiropas organizācija M. b. radās. (EMBO), kurā piedalās vairāk nekā 10 valstis. PSRS Molekulārās bioloģijas institūtā 1966. gadā tika izveidota molekulārās bioloģijas zinātniskā padome, kas ir koordinējošs un organizējošs centrs šajā zināšanu jomā. Viņš ir izdevis plašu monogrāfiju sēriju par svarīgākajām matemātikas sadaļām, regulāri organizē matemātikas “ziemas skolas”, kā arī rīko konferences un simpozijus. pašreizējās problēmas M. b. Nākotnē zinātniskie ieteikumi par M. b. tika izveidotas PSRS Medicīnas zinātņu akadēmijā un daudzās republikas Zinātņu akadēmijās. Kopš 1966. gada tiek izdots žurnāls Molecular Biology (6 numuri gadā).

Par salīdzinoši īstermiņa PSRS ir izaugusi ievērojama pētnieku grupa biomedicīnas jomā; tie ir vecākās paaudzes zinātnieki, kas daļēji nomainījuši savas intereses no citām jomām; lielākoties tie ir daudzi jauni pētnieki. Starp vadošajiem zinātniekiem, kuri aktīvi piedalījās M. b. veidošanā un attīstībā. PSRS var nosaukt tādus kā A. A. Bajevs, A. N. Belozerskis, A. E. Braunšteins, Ju. A. Ovčiņņikovs, A. S. Spirins, M. M. Šemjakins, V. A. Engelhards. Jauni sasniegumi M. b. un molekulārā ģenētika tiks veicināta ar PSKP CK un PSRS Ministru padomes lēmumu (1974. gada maijs) “Par pasākumiem, lai paātrinātu molekulārās bioloģijas un molekulārās ģenētikas attīstību un to sasniegumu izmantošanu nacionālajā. ekonomika."

Lit.: Vāgners R., Mičels G., Ģenētika un vielmaiņa, trans. no angļu val., M., 1958; Szent-Gyorgy un A., Bioenerģētika, tulk. no angļu val., M., 1960; Anfinsens K., Evolūcijas molekulārais pamats, trans. no angļu val., M., 1962; Stenlijs V., Valenss E., Vīrusi un dzīves daba, tulk. no angļu val., M., 1963; Molekulārā ģenētika, trans. Ar. angļu valoda, 1. daļa, M., 1964; Volkenšteins M.V., Molekulas un dzīve. Ievads molekulārajā biofizikā, M., 1965; Gaurowitz F., Ķīmija un olbaltumvielu funkcijas, trans. no angļu val., M., 1965; Bresler S.E., Ievads molekulārajā bioloģijā, 3. izdevums, M. - L., 1973; Ingram V., Makromolekulu biosintēze, trans. no angļu val., M., 1966; Engelhards V. A., Molekulārā bioloģija, grāmatā: Bioloģijas attīstība PSRS, M., 1967; Ievads molekulārajā bioloģijā, trans. no angļu val., M., 1967; Watson J., Gēnu molekulārā bioloģija, trans. no angļu val., M., 1967; Finean J., Bioloģiskās ultrastruktūras, trans. no angļu val., M., 1970; Bendall J., Muskuļi, molekulas un kustība, trans. no angļu val., M., 1970; Ichas M., Bioloģiskais kods, trans. no angļu val., M., 1971; Vīrusu molekulārā bioloģija, M., 1971; Olbaltumvielu biosintēzes molekulārais pamats, M., 1971; Bernhard S., Enzīmu struktūra un funkcija, trans. no angļu val., M., 1971; Spirin A. S., Gavrilova L. P., Ribosome, 2. izdevums, M., 1971; Frenkel-Konrath H., Vīrusu ķīmija un bioloģija, trans. no angļu val., M., 1972; Smith K., Hanewalt F., Molekulārā fotobioloģija. Inaktivācijas un atkopšanas procesi, trans. no angļu val., M., 1972; Hariss G., Cilvēka bioķīmiskās ģenētikas pamati, trans. no angļu valodas, M., 1973.

V. A. Engelhards.

Lielā padomju enciklopēdija. - M.: Padomju enciklopēdija. 1969-1978 .

Priekš kura? Vidusskolēni, studenti.
Kas dod? Zināšanas par molekulārās bioloģijas pamatiem.
Skolotāji. Krievijas Zinātņu akadēmijas Gēnu bioloģijas institūta mikroorganismu molekulārās ģenētikas laboratoriju vadītājs, Ratgersa universitātes (ASV) profesors, Skolkovas Zinātnes un tehnoloģiju institūta (SkolTech) profesors.
Kad? Jātiek skaidrībā.
Cena. 9000 rubļu.
Dalības noteikumi. Mājaslapā jāiesniedz pieteikums dalībai.

Bioloģiskie apļi. Maskava Valsts universitāte viņiem. M.V. Lomonosovs.

Priekš kura? 9-11 klases.
Kas dod? Bioloģijas zināšanas, izpildes prasmes projektēšanas darbi, laboratorijas darbu iemaņas.
Skolotāji. Maskavas Valsts universitātes Bioloģijas fakultātes darbinieki.
Kad?
Cena. Jātiek skaidrībā.
Dalības noteikumi. Jātiek skaidrībā.

Maskavas ģimnāzijas Nr.1543 bioloģiskā nodaļa dienvidrietumos.

Priekš kura? 7-10 klases.
Kas dod? Padziļinātas zināšanas bioloģijā.
Skolotāji. Maskavas Valsts universitātes darbinieki, ģimnāzijas absolventi.
Kad? Ir iespējams izsekot personāla atlases sākuma datumiem.
Obligātās prasības. Jānokārto iestājpārbaudījumi.
Cena. Bezmaksas (ir brīvprātīga iemaksa).
Dalības noteikumi. Uzņemšana ģimnāzijā pilna laika izglītībai.

Skola "Chem*Bio*Plus". Krievijas nacionālais pētījums medicīnas universitāte nosaukts N.I. Pirogovs.

Priekš kura? 10-11 klases.
Kas dod? Zināšanas bioloģijā, ķīmijā.
Kad? Darbā pieņemšana - katru gadu, septembrī.
Obligātās prasības. Personāla atlase, pamatojoties uz testu rezultātiem.
Cena. 10 000 - 75 000 rubļu. (ir izmēģinājuma nodarbība).

Akadēmija. "Pastzinātne".

Priekš kura? Skolēni, studenti.
Kas dod?

• zināšanas daļiņu fizikas, ķīmijas, medicīnas, matemātikas, neirofizioloģijas, ģenētikas, socioloģijas, datorzinātņu jomā;
• zināšanas par to, kā zinātnes attīstību pielietots reālajā dzīvē.

Skolotāji. Augsti kvalificēti speciālisti, zinātnieki.
Kad? Ir iespējams izsekot darbā pieņemšanas datumiem Saskarsmē ar Un Facebook.
Cena. 9000 rubļu.
Dalības noteikumi. Ir nepieciešams izsekot vēlamajam kursam. Reģistrējies kursiem, samaksā par apmācībām.

Petrozavodska

Petrozavodskas Valsts universitātes STEM centrs.

Priekš kura? 1.–11.klase.
Kas dod? Prasmes projektēšanā un pētnieciskajā darbībā programmēšanas, bioloģijas, ķīmijas, fizikas jomā.
Kad? Ir iespējams izsekot personāla atlases sākuma datumiem.
Cena. Jātiek skaidrībā.
Dalības noteikumi. Petrozavodskas skolu audzēkņi.

Petrozavodskas Valsts universitātes Atvērtās universitātes licejs.

Priekš kura? 10. klase.
Kas dod?

• tehniskais virziens (fizika, matemātika, informātika, krievu valoda);
• medicīnas un bioloģijas (ķīmija, bioloģija, krievu valoda).

Kad? Ir iespējams izsekot personāla atlases sākuma datumiem.
Cena. Jātiek skaidrībā.
Dalības noteikumi. Krievijas Federācijas pilsonība, pieteikšanās, studiju maksa.

Meistarklases

“Šūnas uzbūve un funkcijas” - nodarbība muzejā.

Priekš kura? 14-16 gadus vecs.
Kas dod?

• praktiskās iemaņas bioloģijā;
• prasme strādāt ar mikroskopu;
• eksperimentēšanas prasme.

Kad? Jātiek skaidrībā.
Cena. Jātiek skaidrībā.
Ilgums. 90 minūtes.
Īpaši apmeklējuma nosacījumi. Mēneša pēdējā otrdiena ir sanitārā diena.
Kā pierakstīties? Atstājiet pieprasījumu vietnē.

"Pasaule zem mikroskopa."

Priekš kura? 6-16 gadus vecs.
Kas dod? Mikroorganismu, šūnu struktūras novērošana mikroskopā.
Kad? Jātiek skaidrībā.
Cena. 200 rub.
Ilgums. 1 stunda.
Īpaši apmeklējuma nosacījumi. Grupu nodarbības (apmeklētājiem no 6 gadu vecuma) notiek brīvdienās un dienās skolēnu brīvdienas Plānots.
Kā pierakstīties? Atstājiet pieprasījumu vietnē.

Ķīmijas stunda “Apbrīnojamākā viela uz Zemes”.

Priekš kura? 14-16 gadus vecs.
Kas dod?

• zināšanas par ūdens īpašībām;
• prasme veikt laboratorijas eksperimentus.

Kad? Jātiek skaidrībā.
Cena. 16 000 rubļu. dubultai grupai pa 15 cilvēkiem katrā.
Ilgums. 90 minūtes.

Nometnes

Maskavas apgabals

Ķīmijas nometne “Zilonis un žirafe”.

Priekš kura? 9-11 klases.
Kad? Ik gadu.
Kas dod?

• zināšanas ķīmijā;
• iemaņas darbā ar reaģentiem.

Piezīme: mācību programmas mainīt katru maiņu, tāpēc nepieciešams precizēt to saturu ar organizatoriem.
Skolotāji. Augsti kvalificēti dažādu specialitāšu ārstniecības personas, profesionāli biologi, zinātnieki.
Cena. 32 000 rubļu.
Dalības noteikumi. Jums jāiesniedz pieteikums vietnē.

Izglītības centrs "Sirius". Virziens "Zinātne". Maiņas “Ķīmija”, “Bioloģija”.

Priekš kura? 10-17 gadus vecs.
Kas dod? Padziļinātas zināšanas specializētajos priekšmetos, redzesloka paplašināšana un personības attīstība.
Skolotāji. Zinātnieki, vadošo augstskolu, fizikas, matemātikas un ķīmijas un bioloģijas skolu skolotāji, matemātikas, fizikas, ķīmijas un bioloģijas valsts un reģionu komandu treneri.
Kad? Ik gadu. Ir iespējams izsekot darbā pieņemšanas datumiem.
Obligātās prasības. Padziļinātas zināšanas specializētajos priekšmetos, Viskrievijas un starptautisko olimpiāžu līmenis.
Cena. Par brīvu.
Dalības noteikumi. Pieteikties mājaslapā. Iespējama konkurējoša atlase. Sīkāka informācija ir jāpārbauda ar organizatoriem vai jāseko vietnē.

Universitātes

Nosaukta Maskavas Valsts universitāte. M.V. Lomonosovs.

Bioloģijas katedra.
Radīšanas gads: 1930.
Kas dod?
Kvalifikācija:

Krievijas Nacionālā pētniecības medicīnas universitāte, kas nosaukta N.I. Pirogovs.

Bioķīmijas un molekulārās bioloģijas katedra.
Radīšanas gads: 1963.
Kas dod? Sagatavo kvalificētus speciālistus.
Kvalifikācija: speciālists, apmācības laiks - 6 gadi.

Novosibirska

Novosibirskas Valsts universitāte.

Dabaszinātņu fakultāte. Bioloģiskā nodaļa. Molekulārās bioloģijas katedra.
Radīšanas gads: 1959.
Kas dod? Sagatavo kvalificētus speciālistus.
Kvalifikācija: Bakalaurs, studiju ilgums - 4 gadi, maģistra grāds - 2 gadi.

Tiešsaistes kursi

Krieviski

"Īsta matemātika". Elektroniskā skola "Znanika".

Priekš kura? 5.–9.klase.
Kas dod? Padziļinātas zināšanas matemātikā.
Kad? Jebkurā laikā.
Skolotāji. Fizisko un matemātikas zinātņu, pedagoģijas zinātņu kandidāti, valsts vadošo augstskolu asociētie profesori, profesori un skolotāji.
Dalības noteikumi. Nepieciešama reģistrācija.

Virtuālā ķīmijas laboratorija. Mari Valsts tehniskā universitāte.

Priekš kura? 8-11 klases.
Kas dod? Pieredze strādājot ķīmiskajā laboratorijā un veicot eksperimentus reālā laikā.
Cena. 3500 - 9000 rub.
Dalības noteikumi. Izrakstīties.

Marks Zentrums. Starptautiskais izglītības tiešsaistes centrs.

Priekš kura? No 11 gadu vecuma.
Kas dod? Apmācības programmas bioloģijā, ķīmijā, matemātikā, svešvalodās.
Kad? Individuālās nodarbības tiek saskaņotas ar skolotāju. Grupu nodarbības notiek pēc grafika.
Skolotāji. Valodnieki, praktizējoši specializēto priekšmetu skolotāji.
Cena. Izmēģinājuma nodarbība - bezmaksas. Individuālās nodarbības: viena nodarbība - 450–1200 rubļi atkarībā no nodarbību skaita (vismaz piecas) un nodarbības ilguma. Grupu nodarbības: viena nodarbība - 280–640 rub.
Nodarbību izmaksas svešvaloda. Izmēģinājuma nodarbība ar dzimtā valoda- samaksāts: 10 eiro. Vienas nodarbības maksa: 15–35 eiro, atkarībā no nodarbības ilguma.
Ilgums. Atkarīgs no nodarbību formas. Individuālā nodarbība- 45–90 minūtes, grupu nodarbība - 90 minūtes, vebinārs - 120 minūtes. Pirmā izmēģinājuma nodarbība ir 30–40 minūtes.
Dalības noteikumi. Aizpildiet pieteikuma veidlapu izmēģinājuma nodarbībai.
Īpaši nosacījumi. Nepieciešamos materiālus un mācību grāmatas skolotājs nosūta elektroniskā veidā (iespējams iegādāties izglītojoši materiāli drukātā veidā).

Ieslēgts angļu valoda

Lekcija. Pārsteigumi un atklājumi katalīzē.

Priekš kura? Skolēni, studenti.
Kas dod? Zināšanas par jaunākie sasniegumi katalīzes jomā.
Skolotāji. Erick M. Carreira, organiskās ķīmijas profesors Cīrihes Universitātē.
Kad? Jebkurā laikā.
Cena. Par brīvu.

Virtulab par ķīmiju angļu valodā. Ir iespēja konfigurēt krievu valodu.

Priekš kura? Skolēni.
Kas dod? Pieredze strādājot laboratorijā ar simtiem reaģentu reāllaikā.
Kad? Jebkurā laikā.
Cena. Par brīvu.

Detektīvu ķīmiskā laboratorija. Izmeklējiet noziegumu, izmantojot zināšanas ķīmijā.

Priekš kura? Skolēni, studenti.
Kas dod? Prasme pielietot ķīmijas zināšanas rotaļīgā veidā.
Kad? Jebkurā laikā.
Kvesta ilgums. 40-50 minūtes.
Cena. Par brīvu.
Dalības noteikumi. Lejupielādējiet programmu savā datorā.

1. Nukleīnskābju izpētes vēsture. Molekulārās bioloģijas metodes………………3

2. Nukleīnskābju struktūra. Nukleoproteīni ………………………………………………………..6

Darbs Nr.1. Nukleoproteīnu hidrolīze……………………………………………………..8

Darbs Nr.2. Dezoksiribonukleoproteīnu (DNP) izolēšana no audiem…………………10

3. Nukleotīdu sintēze. Nukleotīdu izplatība organismā…………………………….11

4. DNS un RNS struktūra un funkcijas. Pārbaudes jautājumi………………………………13

5. Nukleīnskābju kvantitatīvā noteikšana………………………………………14

Darbs Nr.3. Nukleīnskābju kvantitatīvā noteikšana asinīs……………………………

Darbs Nr.4. Kopsummas spektrofotometriskā noteikšana

Darbs Nr.5. DNS kvantitatīvā noteikšana ar kolorimetrisko metodi…………16

Darbs Nr.6. RNS kvantitatīvā noteikšana ar kolorimetrisko metodi………….17

Testa jautājumi…………………………………………………………………………………….18

6. Genoma struktūra. Gēnu ekspresija. Pārbaudes jautājumi………………………………19

Literatūra……………………………………………………………………………………………20

Nukleīnskābju izpētes vēsture. Molekulārās bioloģijas metodes.

1. Molekulārā bioloģija kā zinātne. Parādīšanās.

2. Molekulārās bioloģijas problēmas.

3. Molekulārās bioloģijas fundamentālie atklājumi. Pamatpostulāts.

4. Molekulārās bioloģijas saistība ar citām zinātnēm.

5. Jaunu zinātņu rašanās - genomika un proteomika. Gēnu banku izveide.

6. Molekulārās bioloģijas metodes: - mikroskopija;

Rentgenstaru difrakcijas analīze;

Radioaktīvo izotopu izmantošana;

Ultracentrifugēšana;

hromatogrāfija;

Elektroforēze;

Izoelektriskā fokusēšana;

Šūnu kultūras metode;

bezšūnu sistēmas;

Monoklonālās antivielas utt.

____________________________

“Molekulārā bioloģija pēta attiecības starp bioloģisko makromolekulu struktūru un pamata šūnu komponenti ar savu funkciju, kā arī šūnu pašregulācijas pamatprincipiem un mehānismiem, kas veicina visu šūnā notiekošo procesu konsekvenci un vienotību, kas veido dzīvības būtību” - J. Watson, 1968

Uzdevumi molekulārā bioloģija:

genomu struktūras atšifrēšana;

gēnu banku izveide;

genoma pirkstu nospiedumu noņemšana;

evolūcijas, diferenciācijas, bioloģiskās daudzveidības, attīstības un novecošanas, kanceroģenēzes, imunitātes uc molekulāro pamatu izpēte;

ģenētisko slimību un vīrusu slimību diagnostikas un ārstēšanas metožu izveide;

jaunu biotehnoloģiju radīšana ražošanai pārtikas produkti un dažādi bioloģiski aktīvi savienojumi (hormoni, antihormoni, atbrīvojošie faktori, enerģijas nesēji utt.)

Posmi:

1) F. Meišers pirmo reizi izolēja DNS (1869); A.N. Belozerskis

izolēta DNS no augiem.

2) XX gadsimta 50. gadi - tika iegūti dati par olbaltumvielu un nukleīnskābju elementāro struktūru.

3) 60. - 70. gadi. XX gadsimts - tiek atklāta ģenētiskās informācijas pārraides un ieviešanas būtība un galvenie veidi. Galvenais postulāts ir formulēts.

4) 70. - 80. gadi. 20. gadsimts - splicēšanas mehānismu izpēte, RNS enzīmu un autosplicinga atklāšana, ģenētiskās rekombinācijas mehānismu izpēte, sākas darbs pie augstāko organismu genomu struktūras atšifrēšanas, rodas proteīnu inženierija; gēnu banku organizēšana.

5) 90. gadi 20. gadsimts – 21. gadsimta sākums – bioinformātikas attīstība; dažādu organismu DNS nukleotīdu secību noteikšana (sekvenēšana): 1995.g. – tika sekvencēts pirmais baktēriju genoms, 1997. - rauga genoms, 1998. - nematodes genoms, 2000. - Drosophila genoms, 2001. – gandrīz viss cilvēka genoms.

60. gadu vidū. 20. gadsimtā beidzot tika izveidots molekulārās ģenētikas pamatpostulāts, kas formulēja galveno ceļu ģenētiskās informācijas ieviešanai šūnā: DNS → RNS → proteīns