Молекулярная биология
-
История молекулярной биологии
- Молекулярная биология возникла на стыке биохимии и генетики.
- Грегор Мендель начал изучение генетики в 1866 году.
- Фридрих Мишер открыл ДНК в 1869 году.
- Феб Левен предложил полинуклеотидную модель ДНК в 1919 году.
- Эрвин Чаргафф расширил работу Левена в 1950 году.
- Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик описали двойную спиральную структуру ДНК в 1953 году.
-
Основные достижения
- Уотсон и Крик получили Нобелевскую премию в 1962 году за модель структуры ДНК.
- В 1961 году был открыт генетический код.
- В 1962-1964 годах были достигнуты успехи в понимании функций белков.
-
Эксперименты и открытия
- Эксперимент Гриффита показал горизонтальный перенос генов.
- Эксперимент Эйвери–Маклауда–Маккарти доказал, что генетическую информацию несет ДНК.
- Эксперимент Херши–Чейза подтвердил, что ДНК является причиной заражения.
-
Эксперимент Херши и Чейза
- ДНК фаговой частицы содержит информацию для синтеза фаговых частиц-потомков
- Использовали радиоактивность для мечения ДНК и белковой оболочки
- ДНК трансформирует генетический материал в клетках кишечной палочки
- Трансформированная ДНК присоединяется к ДНК кишечной палочки
-
Эксперимент Мезельсона-Шталя
- Подтвердил полуконсервативную репликацию ДНК
- Бактерии выращивали в среде с тяжелым изотопом азота
- ДНК репродуцировалась с образованием промежуточной полосы плотности
-
Современная молекулярная биология
- Новые технологии позволяют мониторить биологические процессы на атомарном уровне
- Доступ к данным секвенирования на высоких глубинах
- Молекулярные биологи-синтетики внедряют экзогенные метаболические пути
- Данные секвенирования становятся доступными и используются в различных научных областях
-
Связь с другими биологическими науками
- Молекулярная биология изучает молекулярные основы биологических явлений
- Биохимия изучает химические вещества и процессы в живых организмах
- Генетика изучает генетические различия и их влияние на организмы
- Молекулярная генетика изучает структуру и функции генов
-
Методы молекулярной биологии
- Молекулярное клонирование: выделение и перенос ДНК в плазмидный вектор
- Полимеразная цепная реакция: копирование ДНК с высокой точностью
- Гель-электрофорез: разделение молекул по размеру с помощью геля
- Брэдфордский анализ белка: определение структуры и функций белков
-
Анализ Брэдфорда
- Метод определения количества белковых молекул
- Использует краситель Coomassie Brilliant Blue G-250
- Связывание белка с красителем меняет цвет с красновато-коричневого на ярко-синий
- Метод разработан Мэрион М. Брэдфорд в 1975 году
-
Промокание и зондирование макромолекул
- Термины «нозерн-блоттинг», «вестерн-блоттинг» и «истерн-блоттинг» происходят от метода гибридизации ДНК
- Саузерн-блоттинг используется для определения наличия ДНК в образце
- Нозерн-блоттинг используется для изучения РНК
- Вестерн-блоттинг используется для выделения белков и их количественной оценки
- Восточный блоттинг используется для выявления посттрансляционной модификации белков
-
Микрочипы
- Набор точек на твердой подложке с олигонуклеотидными фрагментами ДНК
- Используются для оценки экспрессии генов и сравнения экспрессии в разных тканях
- Существуют различные способы изготовления микрочипов
-
Аллель-специфичный олигонуклеотид
- Метод выявления мутаций по одному основанию
- Короткие меченые зонды взаимодействуют с ДНК-мишенью
- ДНК-мишень анализируется на наличие зонда
-
Эволюция молекулярной биологии
- Старые технологии заменяются новыми
- Электрофорез ДНК в геле заменил методы осаждения в градиентах сахарозы
- Важно знать старые технологии для решения новых задач