قبل از در نظر گرفتن روشهای زیست شناسی مولکولی، لازم است حداقل به طور کلی به این موضوع پی ببریم که خود زیست شناسی مولکولی چیست و چه چیزی را مورد مطالعه قرار می دهد. و برای این شما باید حتی عمیق تر بگردید و با مفهوم خوشایند "اطلاعات ژنتیکی" مقابله کنید. و همچنین به یاد داشته باشید که یک سلول، هسته، پروتئین و اسید دئوکسی ریبونوکلئیک چیست.
چیست چیست یا دانش پایه
همه افرادی که دوره زیست شناسی پایه را در مدرسه گذرانده اند باید بدانند که بدن هر فرد و حیوان از اندام ها، ماهیچه ها و استخوان ها تشکیل شده است. و آن ها از بافت های مختلف تشکیل می شوند که به نوبه خود از سلول ها تشکیل می شوند.
پوسته، سیتوپلاسم، پروتئین های مختلف و هسته اجزای اصلی معمولی ترین سلول هستند. اما اطلاعات در مورد نحوه ساخت و عملکرد پروتئین ها در هسته و به طور دقیق تر در دئوکسی ریبونوکلئیک قرار دارد.اسید. در رشته DNA معروف جهان است که داده ها در مورد نحوه عملکرد پروتئین ها ذخیره و ذخیره می شوند. تمام رشد بیشتر ارگانیسم به ساخت صحیح اسید دئوکسی ریبونوکلئیک بستگی دارد. از دیدگاه زیست شناسان، هیچ چیز مهم تر از این نیست. می توان گفت که کل زندگی یک انسان به یک میلیارد تصادف کوچک بستگی دارد که می تواند ژنوم او را تغییر دهد.
زیست شناسی مولکولی دقیقاً مشابه است و فرآیندهایی را که در سلول ها اتفاق می افتد مطالعه می کند: چگونه داده ها از اسید دئوکسی ریبونوکلئیک به پروتئین ها منتقل می شوند، چگونه در ابتدا به آنجا می رسند، وظایف اصلی پروتئین ها چیست، چگونه تشکیل می شوند.
از دهه بیستم قرن بیستم، زیست شناسی مولکولی به طور فعال در حال توسعه بوده است. دانشمندان برجسته جهان زندگی خود را وقف مطالعه اسید دئوکسی ریبونوکلئیک و عملکرد پروتئین ها کرده اند. بسیاری از اکتشافات حیرت انگیز انجام شده است. به عنوان مثال، دانشمند فرانسیس کریک در آستانه دهه شصت، جزم مرکزی زیست شناسی مولکولی را تدوین کرد. ماهیت این قانون این است که داده های ژنتیکی از اسید دئوکسی ریبونوکلئیک به اسید ریبونوکلئیک و از آنجا به پروتئین منتقل می شود. اما روند نمی تواند در جهت مخالف پیش رود.
نزدیک به آغاز قرن بیست و یکم بود که شکل گیری روش های اصلی زیست شناسی مولکولی آغاز شد. به لطف این، یک پیشرفت واقعی در علم اتفاق افتاد: دانشمندان دریافتند که چگونه و از چه اسید دی اکسی ریبونوکلئیک تشکیل می شود. زیست شناسی و شیمی هرگز دوباره مثل قبل نبوده اند.
روش های زیست شناسی مولکولی
اساسی وجود داردراه های تغییر اسیدهای دئوکسی ریبونوکلئیک و ریبونوکلئیک و همچنین دستکاری با پروتئین ها. هدف اصلی اصول و روش های بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی این است که چیز جدیدی در مورد DNA و پروتئین ها کشف کنیم.
روش اول. برش
برای اولین بار، دانشمندان به طور کامل متوجه شدند که می توانند ساختار اسید دئوکسی ریبونوکلئیک را در دهه پنجاه دور قرن بیستم تغییر دهند، زمانی که آنزیم بسیار ویژه ای را کشف کردند. اسمیت، ناتان و آربر، برندگان جایزه نوبل، که این پروتئین را در سال 1978 جداسازی و استفاده کردند، آن را آنزیم محدود کننده نامیدند. چنین نام نسبتاً خشنی انتخاب شد زیرا این آنزیم توانایی باورنکردنی داشت: می‌توانست به معنای واقعی کلمه اسید دئوکسی ریبونوکلئیک را برش دهد.
روش دوم. اتصال
اغلب روشهای زیست‌شناسی مولکولی به تنهایی استفاده نمی‌شوند، بلکه به صورت جفت با یکدیگر استفاده می‌شوند. دو روش اول از این لیست می تواند به عنوان مثال در اینجا باشد. هدف دانشمندان بیولوژیکی جداسازی مولکول اسید دئوکسی ریبونوکلئیک نیست بلکه ایجاد یک مولکول جدید است. این ماموریت بدون آنزیم دیگر ضروری است: DNA لیگاز. این می تواند زنجیره های اسید دئوکسی ریبونوکلئیک را به یکدیگر متصل کند. علاوه بر این، زنجیره‌ها می‌توانند به سلول‌هایی از انواع کاملاً متفاوت تعلق داشته باشند، و این بر چیزی تأثیر نخواهد گذاشت.
روش سوم. تقسیم
اغلب اتفاق می افتد که مولکول های اسید دئوکسی ریبونوکلئیک طول های متفاوتی دارند. به طوری که این امر در کار دانشمندان اختلال ایجاد نمی کند، آنها با هم تقسیم می شوندبا استفاده از پدیده الکتروفورز یک مولکول اسید دئوکسی ریبونوکلئیک در یک ماده خاص غوطه ور می شود و خود در یک میدان الکتریکی غوطه ور می شود که تحت تأثیر آن جدایی رخ می دهد.
روش چهارم. اصل را بشناسید
روش های بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی متفاوت است. اغلب هدف آنها تغییر ژن نیست، بلکه مطالعه آنهاست. به منظور آشکار ساختن ماهیت DNA، هیبریداسیون اسیدهای نوکلئیک استفاده می شود. خود آزمایش به این صورت است: ابتدا اسید دئوکسی ریبونوکلئیک گرم می شود. به همین دلیل زنجیر قطع می شود. این فرآیند باید دو بار با دو اسید دئوکسی ریبونوکلئیک مختلف تکرار شود. سپس با یکدیگر ترکیب شده و در نهایت مخلوط خنک می شود. بسته به سرعت یا کندی هیبریداسیون، دانشمندان متوجه می‌شوند که خود زنجیره اسید دئوکسی ریبونوکلئیک چگونه فرموله می‌شود.
روش پنجم. کلون
روش های تحقیق زیست شناسی مولکولی همیشه به هم مرتبط هستند، اما به ویژه در این مورد، زیرا در واقع شبیه سازی ترکیبی از تمام روش های قبلی کار با ژن ها است. ابتدا باید دی اکسی ریبونوکلئیک اسید را به قطعات تقسیم کنید. سپس، باکتری ها در یک لوله آزمایش رشد می کنند و زنجیره های حاصل در آنها تکثیر می شوند.
روش ششم. تعریف
در دهه پنجاه قرن بیستم، زیست‌شناس سوئدی، پر ویکتور ادمن، روشی را ارائه کرد. با کمک آن می‌توان به راحتی توالی اسیدهای آمینه موجود در یک پروتئین را بدون تلاش زیاد تشخیص داد.
هفتمروش. تغییر
اصول و روش های زیست شناسی مولکولی عمدتاً بر اساس کار با سلول ها است. واقعیت این است که با کمک به اصطلاح تفنگ ژن، یک دانشمند می تواند اسید دئوکسی ریبونوکلئیک را به سلول های گیاهان، حیوانات و انسان تزریق کند. بنابراین، سلول ها تغییر می کنند، کیفیت ها و عملکردهای جدیدی به دست می آورند. هسته و سایر اندامک‌ها از طریق این آزمایش به شدت تغییر می‌کنند.
روش هشتم. کاوش
ژن هایکه به آنها ژن های گزارشگر می گویند، می توانند به ژن های دیگر متصل شوند و با کمک این عمل نسبتاً ساده، آنچه را که در داخل سلول ها اتفاق می افتد مطالعه کنند. همچنین از این روش برای اینکه مشخص شود ژن‌ها در یک سلول چگونه آشکار می‌شوند استفاده می‌شود. ژن LacZ معمولا نقش گزارشگر را ایفا می کند.
روش نهم. کشف
به منظور جداسازی یک ژن خاص در میان سایر ژن ها، دانشمندان پراکسیداز ترب کوهی را وارد سلول می کنند. در آنجا با یک مولکول ترکیب می‌شود و سیگنالی به اندازه کافی قوی ارسال می‌کند که به دانشمند اجازه می‌دهد ویژگی‌های کمی و کیفی سلول را تعیین کند.
نتیجه گیری
در زمان ما، علم بسیار فعالانه رو به جلو حرکت می کند. به خصوص در زمینه زیست شناسی. عملکردها و انواع سلول های جدید، روش های کاملاً جدید زیست شناسی مولکولی در حال کشف هستند. ممکن است که آینده به این اکتشافات بستگی داشته باشد. و این اکتشافات به نوبه خود به روش های مدرن زیست شناسی مولکولی بستگی دارد.
