Molekylærbiologi er et kompleks af biologiske videnskaber, der studerer mekanismerne for lagring, transmission og implementering af genetisk information , strukturen og funktionerne af komplekse højmolekylære forbindelser, der udgør en celle : uregelmæssige biopolymerer ( proteiner og nukleinsyrer ) [1] .
Molekylærbiologien stammer fra nukleinsyrernes biokemi og har oplevet en periode med hurtig udvikling af sine egne forskningsmetoder, som nu adskiller sig fra biokemi. Disse omfatter især metoder til genteknologi , kloning , kunstig ekspression og gen-knockout . Da DNA er den materielle bærer af genetisk information, er molekylærbiologi blevet meget tættere på genetik , og molekylær genetik blev dannet ved krydset , som både er en sektion af genetik og molekylærbiologi. Ligesom molekylærbiologi gør udstrakt brug af vira som forskningsværktøj, bruger virologi molekylærbiologiens metoder til at løse sine problemer. Computerteknologi er involveret i analysen af genetisk information, i forbindelse med hvilken nye områder af molekylær genetik er dukket op, som nogle gange betragtes som særlige discipliner: bioinformatik , genomik og proteomik .
Molekylærbiologi er historisk opstået som en gren af biokemi. April 1953 anses for at være fødselsdatoen for molekylærbiologien , da en artikel af James D. Watson og Francis Crick dukkede op i det engelske tidsskrift Nature , der foreslog en rumlig model af DNA-molekylet. Grundlaget for konstruktionen af denne model var arbejdet med røntgendiffraktionsanalyse , hvor også Maurice H. F. Wilkinson og Rosalind Franklin deltog .
Denne skelsættende opdagelse blev udarbejdet af en lang fase af forskning i genetik og biokemi af vira og bakterier .
I 1928 viste Frederick Griffith første gang, at et ekstrakt af varmedræbte patogene bakterier kunne overføre patogenicitetsegenskaben til godartede bakterier. Studiet af bakteriel transformation førte yderligere til oprensningen af sygdomsmidlet, som mod forventning ikke viste sig at være et protein , men en nukleinsyre . Nukleinsyren i sig selv er ikke farlig, den bærer kun de gener, der bestemmer mikroorganismens patogenicitet og andre egenskaber.
I 50'erne af det XX århundrede blev det vist, at bakterier har en primitiv seksuel proces, de er i stand til at udveksle ekstrakromosomalt DNA, plasmider . Opdagelsen af plasmider, såvel som transformationer , dannede grundlaget for den plasmidteknologi, der er almindelig inden for molekylærbiologi . En anden vigtig opdagelse for metodikken var opdagelsen i begyndelsen af det 20. århundrede af bakterielle vira, bakteriofager . Fager kan også overføre genetisk materiale fra en bakteriecelle til en anden. Infektion af bakterier med fager fører til en ændring i sammensætningen af bakterielt RNA . Hvis sammensætningen af RNA uden fag ligner sammensætningen af bakterielt DNA, bliver RNA efter infektion mere lig bakteriofag-DNA. Det blev således fundet, at strukturen af RNA er bestemt af strukturen af DNA. Til gengæld afhænger hastigheden af proteinsyntese i celler af mængden af RNA-proteinkomplekser. Således blev det centrale dogme for molekylærbiologi formuleret : DNA ↔ RNA → protein.
Den videre udvikling af molekylærbiologi blev ledsaget af både udviklingen af dens metodologi, især opfindelsen af en metode til bestemmelse af nukleotidsekvensen af DNA ( W. Gilbert og F. Sanger , Nobelprisen i kemi i 1980), og nye opdagelser inden for forskning i geners struktur og funktion (se. Genetiks historie ). I begyndelsen af det 21. århundrede blev der opnået data om den primære struktur af alt menneskeligt DNA og en række andre organismer, de vigtigste for medicin, landbrug og videnskabelig forskning, hvilket førte til fremkomsten af flere nye områder inden for biologi: genomik , bioinformatik mv.
Ordbøger og encyklopædier | ||||
---|---|---|---|---|
|