История молекулярной биологии

История молекулярной биологии История молекулярной биологии Молекулярная биология возникла в 1930-х годах как объединение биохимии, генетики, микробиологии, вирусологии и физики.   […]

История молекулярной биологии

  • История молекулярной биологии

    • Молекулярная биология возникла в 1930-х годах как объединение биохимии, генетики, микробиологии, вирусологии и физики.  
    • Физики и химики заинтересовались молекулярной биологией, чтобы понять жизнь на фундаментальном уровне.  
  • Основные направления молекулярной биологии

    • Молекулярная биология изучает макромолекулы: нуклеиновые кислоты (ДНК) и белки.  
    • Цель — понять структуру, функции и взаимосвязи между этими макромолекулами.  
  • Ранние проявления молекулярной биологии

    • В 1938 году Уоррен Уивер предложил термин «молекулярная биология».  
    • В 1940 году Джордж Бидл и Эдвард Татум показали взаимосвязь между генами и белками.  
    • В 1944 году Освальд Эйвери доказал, что гены состоят из ДНК.  
    • В 1952 году Альфред Херши и Марта Чейз подтвердили, что генетический материал бактериофага состоит из ДНК.  
    • В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли двойную спиральную структуру ДНК.  
  • Основные открытия

    • В 1961 году Франсуа Жакоб и Жак Моно показали, что продукты генов регулируют экспрессию других генов.  
    • В 1965 году была определена взаимосвязь между информацией в ДНК и структурой белков.  
    • В 2023 году ученые подтвердили участие Розалинд Франклин в открытии ДНК.  
  • Исследование молекулярного господства

    • Молекулярная революция — кульминация длительного процесса, начавшегося с микроскопических наблюдений.  
    • Успехи достигнуты благодаря новым технологиям: дифракции рентгеновских лучей, электронной микроскопии, ультрацентрифугирования и электрофореза.  
  • Столкновение биохимии и генетики

    • Биохимия изучает структуру и функции молекул живых организмов.  
    • Генетика изучает законы наследственности и механизмы действия генов.  
    • Молекулярные биологи определили структуру и взаимоотношения между генами и белками.  
  • Выбор моделей для изучения

    • Бактерии и их вирус бактериофаг выбраны как модели для изучения фундаментальных механизмов жизнедеятельности.  
    • Макс Дельбрюк создал группу «Фаг» для изучения бактериофага Т4.  
  • Основные достижения

    • В 1961 году Сидни Бреннер и другие показали триплетный код генетического кода белков.  
    • Генетический код определяет последовательность аминокислот в белках.  
  • Изучение фага Т4

    • В 1962-1964 годах исследовали функцию генов фага Т4.  
    • Открытие янтарных и температурных мутантов способствовало пониманию функций белков.  
    • Понимание репликации, репарации и рекомбинации ДНК.  
    • Выяснение роли кодонов.  
  • Географическая панорама развития биологии

    • США и Великобритания лидировали в генетике и биохимии.  
    • Германия не смогла сыграть ключевую роль из-за эмиграции ученых.  
    • Молекулярная биология стала международной наукой.  
  • История биохимии ДНК

    • Первое выделение ДНК в 19 веке.  
    • Фридрих Мишер открыл нуклеин в 1869 году.  
    • Феб Левен идентифицировал компоненты ДНК в 1919 году.  
    • Торбьерн Касперссон и Эйнар Хаммерстен показали, что ДНК — полимер.  
  • Хромосомы и наследуемые признаки

    • Николай Кольцов предположил, что наследственные признаки передаются через ДНК.  
    • Макс Дельбрюк и другие показали, что хромосомы могут быть изменены рентгеновскими лучами.  
    • Уильям Эстбери получил первые рентгенограммы ДНК в 1937 году.  
  • Открытие структуры ДНК

    • В 1950-х годах три группы ученых работали над структурой ДНК.  
    • Морис Уилкинс и Розалинд Франклин получили дифракционные картины.  
    • Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон построили физические модели.  
  • Спиральная структура

    • Лайнус Полинг предположил спиральную структуру белков.  
    • Уотсон и Крик продолжили моделирование, используя данные Розалинд Франклин.  
    • В 1953 году Уотсон и Крик предложили модель структуры ДНК.  
  • Комплементарные нуклеотиды

    • Эрвин Чаргафф заметил, что пропорции нуклеотидов варьируются.  
    • Уотсон и Крик использовали данные Чаргаффа и Розалинд Франклин для создания модели.  
    • Модель была принята после проверки Розалинд Франклин.  
  • «Центральная догма»

    • Модель Уотсона и Крика вызвала большой интерес.  
    • В 1962 году Уотсон, Крик и Уилкинс получили Нобелевскую премию за открытие структуры ДНК.  
  • Центральная догма молекулярной биологии

    • Крик сформулировал «гипотезу последовательности» в 1957 году  
    • Эксперимент Мезельсона-Шталя подтвердил механизм репликации в 1958 году  
  • Идентификация мРНК

    • Бреннер, Мезельсон и Джейкоб идентифицировали мРНК в 1961 году  
    • Крик и его коллеги показали, что генетический код основан на кодонах  
  • История третичной структуры РНК

    • Ранние работы сосредоточены на выделении нативных полимеров РНК  
    • В 1955 году Грюнберг-Манаго описала фермент полинуклеотидфосфорилазу  
    • В конце 1950-х и начале 1960-х годов исследовались различные свойства РНК  
  • Кристаллическая структура тРНКАФЕ

    • В 1965 году Холли и соавт. очистили и секвенировали первую молекулу тРНК  
    • В 1971 году Ким и др. создали кристаллы тРНКАФЕ дрожжей  
    • В 1973 году Ким и соавт. составили карту молекулы тРНК  
  • Возрождение структурной биологии РНК

    • В течение 20 лет после tRNAPHE структура РНК не продвинулась  
    • Идентификация рибозимов и их структурное изучение  
    • В 1994 году Маккей и соавт. опубликовали структуру комплекса рибозим-ингибитор РНК-ДНК  
    • В 1997 году Дудна опубликовала структуру доменов P4-P6 интрона группы I Tetrahymena  
  • Современная эпоха структурной биологии РНК

    • Возрождение структурной биологии РНК в середине 1990-х годов  
    • Множество важных вкладов в область с момента публикации конструкций hammerhead и P4-6  
  • История биохимии белка

    • Белки были выделены в XVIII веке Антуаном Фуркруа.  
    • В XIX веке Герхардус Йоханнес Малдер провел элементный анализ белков и предложил гипотезу о едином основном веществе белков.  
    • В 1902 году Франц Хофмайстер и Эмиль Фишер предложили теорию о линейной структуре белков.  
  • Очистка и измерение массы белков

    • Минимальная молекулярная масса белков составляла около 9 кДа.  
    • Теодор Сведберг доказал, что белки представляют собой макромолекулы.  
    • Гилберт Смитсон Адэр и Фредерик М. Ричардс показали, что некоторые белки являются нековалентными ассоциациями.  
  • Сворачивание белков и первые структурные модели

    • В 1910 году Харриет Чик и К. J. Мартин показали, что денатурация белка обратима.  
    • В 1929 году Сянь Ву предложил гипотезу о конформационном изменении при денатурации.  
    • В начале 1960-х годов Крис Анфинсен подтвердил термодинамическую гипотезу сворачивания белка.  
  • Физические взаимодействия и стабилизация структур

    • Дороти Ринч и Ирвинг Ленгмюр предложили гипотезу о гидрофобных взаимодействиях.  
    • Лайнус Полинг отстаивал идею о водородных связях.  
    • Уолтер Каузман и Кай Линдерстром-Ланг внесли вклад в понимание гидрофобных взаимодействий.  
  • Методы исследования структуры белков

    • В 1950-х годах были разработаны спектроскопические методы исследования структуры белка.  
    • В 1960-х годах рентгеновская кристаллография и ЯМР-анализ позволили получить структуры белков с атомным разрешением.  
    • По состоянию на 2019 год банк данных о белках содержит более 150 000 структур с атомарным разрешением.  

Полный текст статьи:

История молекулярной биологии

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх