Молекулярный биолог

Молекуля́рная биоло́гия — комплекс биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

Смежные дисциплины

Возникнув как биохимия нуклеиновых кислот, молекулярная биология пережила период бурного развития собственных методов исследования, которыми теперь отличается от биохимии. К ним, в частности, относятся методы генной инженерии, клонирования, искусственной экспрессии и нокаута генов. Поскольку ДНК является материальным носителем генетической информации, молекулярная биология значительно сблизилась с генетикой, и на стыке образовалась молекулярная генетика, являющаяся одновременно разделом генетики и молекулярной биологии. Так же как молекулярная биология широко применяет вирусы как инструмент исследования, в вирусологии для решения своих задач используют методы молекулярной биологии. Для анализа генетической информации привлекается вычислительная техника, в связи с чем появились новые направления молекулярной генетики, которые иногда считают особыми дисциплинами: биоинформатика, геномика и протеомика.

История развития

Молекулярная биология исторически появилась как раздел биохимии. Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 г., когда в английском журнале «Nature» появилась статья Джеймса Д. Уотсона и Фрэнсиса Крика с предложением пространственной модели молекулы ДНК. Основанием для построения этой модели послужили работы по рентгеноструктурному анализу, в которых участвовали также Морис Х. Ф. Уилкинсон и Розалинда Франклин.

Это основополагающее открытие было подготовлено длительным этапом исследований генетики и биохимии вирусов и бактерий.

В 1928 г. Фредерик Гриффит впервые показал, что экстракт убитых нагреванием болезнетворных бактерий может передавать признак патогенности неопасным бактериям. Исследование трансформации бактерий в дальнейшем привело к очистке болезнетворного агента, которым, вопреки ожиданиям, оказался не белок, а нуклеиновая кислота. Сама по себе нуклеиновая кислота не опасна, она лишь переносит гены, определяющие патогенность и другие свойства микроорганизма.

В 50-х годах XX века было показано, что у бактерий существует примитивный половой процесс, они способны обмениваться внехромосомной ДНК, плазмидами. Открытие плазмид, как и трансформации, легло в основу распространенной в молекулярной биологии плазмидной технологии. Еще одним важным для методологии открытием стало обнаружение в начале XX века вирусов бактерий, бактериофагов. Фаги тоже могут переносить генетический материал из одной бактериальной клетки в другую. Заражение бактерий фагами приводит к изменению состава бактериальной РНК. Если без фагов состав РНК сходен с составом ДНК бактерии, то после заражения РНК становится больше похожа на ДНК бактерифага. Тем самым было установлено, что структура РНК определяется структурой ДНК. В свою очередь, скорость синтеза белка в клетках зависит от количества РНК-белковых комплексов. Так была сформулирована центральная догма молекулярной биологии: ДНК ↔ РНК → белок.

Дальнейшее развитие молекулярной биологии сопровождалось как развитием ее методологии, в частности, изобретением метода определения нуклеотидной последовательности ДНК (У.Гилберт и Ф.Сенгер, Нобелевская премия по химии 1980 г.), так и новыми открытиями в области исследований строения и функционирования генов (см. история генетики). К началу XXI века были получены данные о первичной структуре всей ДНК человека и целого ряда других организмов, наиболее важных для медицины, сельского хозяйства и научных исследований, что привело к возникновению нескольких новых направлений в биологии: геномики, биоинформатики и др.

См. также

• Биоинформатика
• Биофизика
• Биохимия
• Геномика
• Молекулярная биология (журнал)
• Молекулярная генетика
• Протеомика
• Транскриптомика
• Молекулярная палеонтология
• Генная инженерия
• Биотехнология

Литература

• Сингер М., Берг П. Гены и геномы. — Москва, 1998.
• Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика. — Москва, 1981.
• Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning. — 1989.
• Патрушев Л.И. Экспрессия генов. — М.: Наука, 2000. — 000 с., ил. ISBN 5-02-001890-2

Ссылки

• Материалы по молекулярной биологии от Российской Академии Наук
• Крупнейший в России портал молекулярных биологов
• сайт Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта, РАН
• Alberts et al. Molecular Biology of the Cell
• T.A.Brown. Genomes
• Поисковая система для научной литературы

Разделы биологии

Анатомия | Биоакустика | Биологическая систематика | Биология океана | Биология развития | Биология человека | Биофизика | Биохимия | Ботаника | Вирусология | Возникновение жизни | Генетика | Геномика | Гидробиология | Гистология | Зоология | Зоопсихология | Космическая биология | Криобиология | Математическая биология | Микология | Микробиология | Молекулярная биология | Палеонтология | Паразитология | Патология | Протистология | Таксономия | Физиология | Цитология | Эволюционная биология | Экология | Этология