Trước khi xem xét các phương pháp của sinh học phân tử, cần phải hiểu và nhận thức ít nhất một cách khái quát nhất bản thân sinh học phân tử là gì và nó nghiên cứu những gì. Và đối với điều này, bạn sẽ phải đào sâu hơn nữa và đối phó với khái niệm thú vị về "thông tin di truyền". Và cũng hãy nhớ tế bào, nhân, protein và axit deoxyribonucleic là gì.
Là gì, hay kiến thức cơ bản
Tất cả những người đã tham gia khóa học sinh học cơ bản ở trường nên biết rằng cơ thể của mỗi người và động vật bao gồm các cơ quan, cơ và xương. Và chúng được hình thành từ các mô khác nhau, lần lượt được hình thành từ các tế bào.
Vỏ, tế bào chất, các protein khác nhau và nhân là những thành phần chính của tế bào bình thường nhất. Nhưng thông tin về cách cấu tạo và chức năng của protein nằm trong hạt nhân, và nói chính xác hơn, trong deoxyribonucleicaxit. Trong chuỗi DNA nổi tiếng thế giới, dữ liệu về cách thức hoạt động của protein được lưu trữ và lưu trữ. Tất cả sự phát triển tiếp theo của sinh vật phụ thuộc vào cấu tạo chính xác của axit deoxyribonucleic. Theo quan điểm của các nhà sinh vật học, không có gì quan trọng hơn. Chúng ta có thể nói rằng toàn bộ cuộc đời của một người phụ thuộc vào một tỷ tai nạn nhỏ nhất có thể làm thay đổi bộ gen của người đó.
Sinh học phân tử cũng giống như vậy và nghiên cứu các quá trình xảy ra trong tế bào: dữ liệu được truyền từ axit deoxyribonucleic đến protein như thế nào, cách chúng đến đó ban đầu, chức năng chính của protein là gì, chúng được hình thành như thế nào.
Từ những năm hai mươi của thế kỷ XX, sinh học phân tử đã và đang phát triển tích cực. Các nhà khoa học hàng đầu thế giới đã dành cả cuộc đời của mình cho việc nghiên cứu axit deoxyribonucleic và hoạt động của protein. Nhiều khám phá kinh ngạc đã được thực hiện. Ví dụ, nhà khoa học Francis Crick vào đêm trước của những năm 60 đã xây dựng nên Giáo lý trung tâm của sinh học phân tử. Bản chất của định luật này là dữ liệu di truyền chuyển từ axit deoxyribonucleic sang axit ribonucleic, và từ đó sang protein. Nhưng quá trình này không thể đi theo hướng ngược lại.
Chỉ đến gần đầu thế kỷ XXI thì sự hình thành các phương pháp chính của sinh học phân tử mới bắt đầu. Nhờ đó, một bước đột phá thực sự đã xảy ra trong khoa học: các nhà khoa học đã tìm ra cách thức và nguồn gốc axit deoxyribonucleic được hình thành. Sinh học và hóa học chưa bao giờ giống nhau nữa.
Phương pháp sinh học phân tử
Có cơ bảncách thay đổi axit deoxyribonucleic và ribonucleic, cũng như các thao tác với protein. Toàn bộ điểm của các nguyên tắc và phương pháp hóa sinh và sinh học phân tử là tìm ra điều gì đó mới về DNA và protein.
Phương pháp đầu tiên. Cắt
Lần đầu tiên, các nhà khoa học hoàn toàn nhận ra rằng họ có thể thay đổi cấu trúc của axit deoxyribonucleic vào những năm 50 xa xôi của thế kỷ XX, khi họ phát hiện ra một loại enzyme rất đặc biệt. Những người đoạt giải Nobel Smith, Nathans và Arber, những người đã phân lập và sử dụng protein này vào năm 1978, đã đặt tên cho nó là enzym giới hạn. Một cái tên khá khắc nghiệt như vậy đã được chọn vì loại enzyme này có một khả năng đáng kinh ngạc: nó có thể cắt ngang axit deoxyribonucleic theo đúng nghĩa đen.
Phương pháp thứ hai. Kết nối
Thông thường, các phương pháp sinh học phân tử không được sử dụng đơn lẻ mà theo cặp với nhau. Hai phương pháp đầu tiên từ danh sách này có thể dùng làm ví dụ ở đây. Mục tiêu của các nhà khoa học sinh học không phải là cô lập phân tử axit deoxyribonucleic mà là để tạo ra một phân tử mới. Nhiệm vụ này không thể thiếu nếu không có một enzyme khác: DNA ligase. Nó có thể kết nối các chuỗi axit deoxyribonucleic với nhau. Hơn nữa, các chuỗi có thể thuộc về các ô thuộc các loại hoàn toàn khác nhau, và điều này sẽ không ảnh hưởng đến bất cứ điều gì.
Phương pháp thứ ba. Chia
Thường xảy ra trường hợp các phân tử axit deoxyribonucleic có độ dài khác nhau. Để điều này không ảnh hưởng đến công việc của các nhà khoa học, họ được chia vớisử dụng hiện tượng điện di. Một phân tử axit deoxyribonucleic được ngâm trong một chất nhất định và bản thân nó cũng được nhúng trong điện trường, dưới ảnh hưởng của nó xảy ra sự phân tách.
Phương pháp thứ tư. Nhận ra bản chất
Phương pháp hóa sinh và sinh học phân tử là khác nhau. Thường thì mục tiêu của họ không phải là thay đổi gen mà là nghiên cứu chúng. Để tiết lộ bản chất của DNA, người ta sử dụng phép lai giữa các axit nucleic. Thí nghiệm diễn ra như sau: đầu tiên, axit deoxyribonucleic được đun nóng. Bởi vì điều này, các chuỗi bị ngắt kết nối. Quá trình phải được lặp lại hai lần với hai axit deoxyribonucleic khác nhau. Sau đó, chúng được kết hợp với nhau, và cuối cùng hỗn hợp được làm lạnh. Tùy thuộc vào quá trình lai nhanh hay chậm, các nhà khoa học tìm ra cách thức cấu tạo của chuỗi axit deoxyribonucleic.
Phương pháp thứ năm. Nhân bản
Các phương pháp nghiên cứu sinh học phân tử luôn có mối quan hệ với nhau, nhưng đặc biệt là trong trường hợp này, vì trên thực tế, nhân bản là sự kết hợp của tất cả các phương pháp làm việc với gen trước đây. Trước tiên, bạn cần chia axit deoxyribonucleic thành các phần. Tiếp theo, vi khuẩn được nuôi trong một ống nghiệm và các chuỗi kết quả sẽ nhân lên trong chúng.
Phương pháp thứ sáu. Xác định
Trở lại những năm 50 của thế kỷ 20, một nhà sinh vật học người Thụy Điển, Per Victor Edman, đã đưa ra một phương pháp. Với sự trợ giúp của nó, có thể dễ dàng nhận ra trình tự các axit amin trong protein mà không cần nỗ lực nhiều.
Thứ bảyphương pháp. Sửa đổi
Các nguyên tắc và phương pháp của sinh học phân tử chủ yếu dựa trên việc làm việc với các tế bào. Thực tế là với sự trợ giúp của cái gọi là súng bắn gen, một nhà khoa học có thể tiêm axit deoxyribonucleic vào tế bào của thực vật, động vật và con người. Do đó, các tế bào thay đổi, có được những phẩm chất và chức năng mới. Hạt nhân và các bào quan khác được thay đổi đáng kể thông qua thí nghiệm này.
Phương pháp thứ tám. Khám phá
Gen, được gọi là gen báo cáo, có thể được gắn vào các gen khác và với sự trợ giúp của hành động khá đơn giản này, để nghiên cứu những gì đang xảy ra bên trong tế bào. Ngoài ra, phương pháp này được sử dụng để tìm hiểu xem các gen được biểu hiện rõ ràng như thế nào trong một tế bào. Gen LacZ thường đóng vai trò phóng viên.
Phương pháp thứ chín. Khám phá
Để phân lập một gen cụ thể trong số những gen khác, các nhà khoa học đưa peroxidase của cải ngựa vào tế bào. Ở đó, nó kết hợp với một phân tử và truyền một tín hiệu đủ mạnh cho phép nhà khoa học xác định các đặc điểm định lượng và định tính của tế bào.
Kết
Trong thời đại của chúng ta, khoa học đang cực kỳ tích cực tiến lên. Đặc biệt là trong lĩnh vực sinh học. Các chức năng và loại tế bào mới, các phương pháp hoàn toàn mới của sinh học phân tử đang được khám phá. Có thể là tương lai sẽ phụ thuộc vào những khám phá này. Và những khám phá này, đến lượt nó, phụ thuộc vào các phương pháp hiện đại của sinh học phân tử.
