Молекулярні основи спадковості. Введення в молекулярну біологію.
Практичне значення молекулярної біології. Сучасні найважливіші досягнення
біотехнології, перспективи її використання в клінічній медицині. Поняття про
молекулярну медицину і нанобіотехнологію.
Предмет молекулярної біології.
Молекулярна біологія в сучасному розумінні пояснює феномен життя на
молекулярно-генетичному рівні.
В центрі уваги молекулярних біологів постали:
1) нуклеїнові кислоти, серед яких найбільше значення має ДНК, в якій знаходяться
функціонально-активні ділянки – гени;
2) білки, активність яких забезпечує життя на молекулярному рівні. Згідно одному з
визначень молекулярної біології, ця дисципліна характеризує структуру, функції і
взаємозв’язок між цими типами макромолекул.
Про предмет вивчення молекулярної біології є суперечливі думки. Ф.Крік з гумором
говорив, що почав застосовувати даний термін, коли йому набридло пояснювати, хто він за
професією, вивчаючи питання кристалографії, біохімії, біофізики і генетики. Термін вперше
був використаний У.Астбері в 1946 р. Під цим поняттям нині пропонують об'єднати розділи
біохімії, біофізики і генетики, які присвячені вивченню молекулярних механізмів,
найважливіших загально-біологічних явищ на межі вивчення з іншими науками
(мікробіологія, біофізика і генетика), що привели до створення єдиної синтетичної галузі
знань.
За своїми завданнями молекулярна біологія наближена до біохімії, відрізняючись від
останньої лише методами, об'єктами і результатами дослідження. У зв'язку з цим в
науковому світі ставлять різні акценти при висвітленні проблем в залежності від базового
напрямку науки, до якого належить дослідник і предмет вивчення. З відкриттям ролі ДНК в
спадковості настала ера молекулярної біології (О.C.Спірін, 1997).
Основні етапи розвитку молекулярної біології і молекулярної генетики, їх
взаємозв'язок з класичною генетикою.
Історія молекулярної біології починається з 1930-х років при об'єднанні окремих
біологічних дисциплін: біохімії, генетики, мікробіології і вірусології тощо. Назву цієї науки
найчастіше пов'язують з ім'ям У.Астбері, який в 1939 р. назвав себе «молекулярним
біологом». Через два роки він отримав першу рентгенограму ДНК, і тим самим поклав
початок вивченню тонкої структури «найголовнішої молекули», яка вперше була виявлена
Ф.Мішером у 1869 р. Перша офіційна згадка про молекулярну біологію належить У.Уївері,
який керував відділом природничих наук Рокфеллерівського фонду і інтегрував зусилля
біологів, хіміків і фізиків в області вивчення об'єктів живої природи як виникнення нового
напрямку сучасної біології.
Після того, як у 1910-х роках закони Менделя отримали широке визнання в наукових
колах, а в 1920-х роках розвиток атомної теорії призвів до розробки принципів квантової
механіки, здавалося, що наука впритул підійшла до відкриття молекулярного фундаменту
феномену життя. У.Уївер від імені Фонду Рокфеллера підтримував і фінансував дослідження
на межі біології, хімії і фізики. І навіть такі видатні науковці, як Нільс Бор і Ервін Шредінгер,
намагалися підвести під біологію теоретичну базу так, як вони це робили в теоретичній
фізиці.
Проте у 1930-х - 1940-х роках було не зрозуміло, які саме дослідження призведуть до
поставленої мети, і яким буде її кінцевий результат. Зокрема проводилися дослідження в
колоїдній хімії, біофізиці, радіобіології і кристалографії.
Розробка тонких фізичних і хімічних методів аналізу структури і функцій молекул,
властивих всім живим системам і перш за все клітинам як елементарним і універсальним
Популярные вопросы