Sebelum membahas metode biologi molekuler, kita perlu memahami dan menyadari setidaknya secara umum apa itu biologi molekuler dan apa yang dipelajarinya. Dan untuk ini, Anda harus menggali lebih dalam dan berurusan dengan konsep "informasi genetik" yang merdu. Dan juga ingat apa itu sel, nukleus, protein, dan asam deoksiribonukleat.
Apa itu, atau pengetahuan dasar
Semua orang yang mengikuti kursus biologi dasar di sekolah harus mengetahui bahwa tubuh setiap orang dan hewan terdiri dari organ, otot, dan tulang. Dan itu terbentuk dari berbagai jaringan, yang pada gilirannya terbentuk dari sel.
Cangkang, sitoplasma, berbagai protein dan nukleus adalah komponen utama dari sel yang paling biasa. Tetapi informasi tentang bagaimana protein dibangun dan berfungsi terletak di nukleus, dan lebih tepatnya, di deoxyribonucleicAC id. Di untai DNA yang terkenal di dunia inilah data tentang bagaimana protein harus bekerja disimpan dan disimpan. Semua perkembangan organisme lebih lanjut tergantung pada konstruksi asam deoksiribonukleat yang benar. Dari sudut pandang ahli biologi, tidak ada yang lebih penting. Kita dapat mengatakan bahwa seluruh kehidupan seseorang bergantung pada satu miliar kecelakaan terkecil yang dapat mengubah genomnya.
Biologi molekuler sama dan mempelajari proses yang terjadi dalam sel: bagaimana data ditransfer dari asam deoksiribonukleat ke protein, bagaimana awalnya sampai di sana, apa fungsi utama protein, bagaimana mereka terbentuk.
Sejak dua puluhan abad kedua puluh, biologi molekuler telah berkembang secara aktif. Ilmuwan terkemuka dunia telah mengabdikan hidup mereka untuk mempelajari asam deoksiribonukleat dan cara kerja protein. Banyak penemuan yang membingungkan telah dibuat. Misalnya, ilmuwan Francis Crick pada malam tahun enam puluhan merumuskan Dogma Pusat biologi molekuler. Inti dari hukum ini adalah bahwa data genetik bergerak dari asam deoksiribonukleat ke asam ribonukleat, dan dari sana ke protein. Tapi prosesnya tidak bisa ke arah sebaliknya.
Hanya mendekati awal abad kedua puluh satu pembentukan metode utama biologi molekuler dimulai. Berkat ini, terobosan nyata terjadi dalam sains: para ilmuwan menemukan bagaimana dan dari apa asam deoksiribonukleat terbentuk. Biologi dan kimia tidak pernah sama lagi.
Metode biologi molekuler
Ada dasarnyacara untuk mengubah asam deoksiribonukleat dan ribonukleat, serta manipulasi dengan protein. Inti dari prinsip dan metode biokimia dan biologi molekuler adalah untuk menemukan sesuatu yang baru tentang DNA dan protein.
Cara pertama. Potong
Untuk pertama kalinya, para ilmuwan menyadari sepenuhnya bahwa mereka dapat mengubah struktur asam deoksiribonukleat pada tahun lima puluhan yang jauh di abad kedua puluh, ketika mereka menemukan enzim yang sangat istimewa. Pemenang Nobel Smith, Nathans dan Arber, yang mengisolasi dan menggunakan protein ini pada tahun 1978, menjulukinya sebagai enzim restriksi. Nama yang agak kasar dipilih karena enzim ini memiliki kemampuan yang luar biasa: secara harfiah dapat memotong asam deoksiribonukleat.
Metode kedua. Hubungkan
Cukup sering, metode biologi molekuler tidak digunakan sendiri, tetapi berpasangan satu sama lain. Dua metode pertama dari daftar ini dapat menjadi contoh di sini. Tujuan para ilmuwan biologi bukanlah untuk mengisolasi molekul asam deoksiribonukleat melainkan untuk menciptakan molekul baru. Misi ini sangat diperlukan tanpa enzim lain: DNA ligase. Ia mampu menghubungkan rantai asam deoksiribonukleat satu sama lain. Selain itu, rantai dapat dimiliki oleh sel dengan tipe yang sama sekali berbeda, dan ini tidak akan mempengaruhi apa pun.
Cara ketiga. Bagi
Sering terjadi bahwa molekul asam deoksiribonukleat memiliki panjang yang berbeda. Agar ini tidak mengganggu pekerjaan para ilmuwan, mereka dibagi denganmenggunakan fenomena elektroforesis. Molekul asam deoksiribonukleat direndam dalam zat tertentu, dan molekul itu sendiri direndam dalam medan listrik, di bawah pengaruh yang terjadi pemisahan.
Cara keempat. Kenali esensinya
Metode biokimia dan biologi molekuler berbeda. Seringkali tujuan mereka bukanlah untuk mengubah gen, tetapi untuk mempelajarinya. Untuk mengungkap esensi DNA, hibridisasi asam nukleat digunakan. Eksperimennya sendiri berjalan seperti ini: pertama, asam deoksiribonukleat dipanaskan. Karena itu, rantai terputus. Proses ini harus diulang dua kali dengan dua asam deoksiribonukleat yang berbeda. Kemudian mereka digabungkan satu sama lain, dan akhirnya campuran didinginkan. Bergantung pada seberapa cepat atau lambat hibridisasi terjadi, para ilmuwan mencari tahu bagaimana rantai asam deoksiribonukleat itu sendiri dirumuskan.
Cara kelima. Klon
Metode penelitian biologi molekuler selalu saling terkait, tetapi terutama dalam kasus ini, karena sebenarnya kloning adalah kombinasi dari semua metode sebelumnya yang bekerja dengan gen. Pertama, Anda perlu membagi asam deoksiribonukleat menjadi beberapa bagian. Selanjutnya, bakteri ditumbuhkan dalam tabung reaksi, dan rantai yang dihasilkan berkembang biak di dalamnya.
Cara keenam. Tentukan
Kembali pada tahun lima puluhan abad kedua puluh, seorang ahli biologi dari Swedia, Per Victor Edman, menemukan sebuah metode. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk dengan mudah mengenali urutan asam amino dalam protein tanpa banyak usaha.
Ketujuhmetode. Ubah
Prinsip dan metode biologi molekuler terutama didasarkan pada bekerja dengan sel. Faktanya adalah bahwa dengan bantuan yang disebut senjata gen, seorang ilmuwan dapat menyuntikkan asam deoksiribonukleat ke dalam sel tumbuhan, hewan, dan manusia. Dengan demikian, sel berubah, memperoleh kualitas dan fungsi baru. Nukleus dan organel lainnya dimodifikasi secara drastis melalui eksperimen ini.
Metode kedelapan. Jelajahi
Gen, yang disebut gen reporter, dapat dilampirkan ke gen lain dan dengan bantuan tindakan yang agak sederhana ini, untuk mempelajari apa yang terjadi di dalam sel. Juga, metode ini digunakan untuk mengetahui seberapa jelas gen dimanifestasikan dalam sel. Gen LacZ biasanya berperan sebagai reporter.
Metode kesembilan. Temukan
Untuk mengisolasi gen tertentu antara lain, para ilmuwan memasukkan peroksidase lobak ke dalam sel. Di sana ia bergabung dengan molekul dan mengirimkan sinyal yang cukup kuat yang memungkinkan ilmuwan untuk menentukan karakteristik kuantitatif dan kualitatif sel.
Kesimpulan
Di zaman kita, sains sangat aktif bergerak maju. Terutama di bidang biologi. Fungsi dan jenis sel baru, metode biologi molekuler yang benar-benar baru sedang ditemukan. Ada kemungkinan bahwa masa depan akan bergantung pada penemuan-penemuan ini. Dan penemuan ini, pada gilirannya, bergantung pada metode biologi molekuler modern.
