Molekulární biologie

Centrální dogma molekulární biologie (zjednodušené schéma) Molekulární biologie je vědní obor zabývající se studiem buněčných biologických procesů na molekulární úrovni. Věnuje se popisu biologických makromolekul a jejich vzájemným funkčním vztahům. Zkoumá především makromolekuly, které se podílejí na dědičnosti organizmů - nukleové kyseliny (DNA, RNA) a proteiny. Jejich vztah lze popsat procesem DNA → RNA → protein, který se nazývá centrální dogma molekulární biologie.

Molekulární biologie není jen studium buněčných biologických procesů, ale také objevováním nových metod, které vědcům umožňují tyto procesy zkoumat. Jednou z pozoruhodných metod, která způsobila revoluci v oboru, je polymerázová řetězová reakce (PCR) vyvinutá v roce 1983. +more Tato metoda rychlého a snadného zmnožení úseku DNA se stala známou především jako PCR test pro zjišťování onemocnění covidem-19.

Molekulární biologie integruje ve svém přístupu hlediska biologická, chemická, fyzikální i genetická. Molekulárně biologické znalosti jsou široce využívané v medicíně a jsou nezbytné pro genetické inženýrství, jakož i pro jakoukoliv jinou práci s genetickou informací, například v kriminalistice.

Termín molekulární biologie bývá někdy chápán jako synonymum molekulární genetiky, neboť podstata dědičnosti je odhalitelná pouze studiem buněčných biologických procesů na molekulární úrovni.

Historie

Nukleové kyseliny DNA a RNA s jejich bázemi (Chargaffovo pravidlo) Molekulární biologie se nachází mezi biochemií a genetikou, které se začaly vyvíjet až ve 20. +more století s vývojem nových technologií, metod a experimentů. Všechny tři zkoumají molekulární mechanismy, které jsou základem životně důležitých buněčných funkcí.

* V roce 1928 pozoroval Frederick Griffith transformaci jedné bakterie ve druhou (nyní známou jako genetická transformace), který nedokázal vysvětlit. * V roce 1938 Warren Weaver, ředitel divize přírodních věd Rockefellerovy nadace, poprvé použil název molekulární biologie. +more * Později v roce 1944 tři vědci Oswald Avery, Colin Macleod a Maclyn McCarty popsali celý proces transformace bakterií. * V roce 1945 začal používat termín molekulární biologie také fyzik William Astbury. * V roce 1950 rakouský vědec Erwin Chargaff navrhl teorii (dnes známou jako Chargaffovo pravidlo), která potvrdila, že počet nukleových bází adeninu, thyminu, guaninu a cytosinu jsou v DNA ve stejném poměru. * V roce 1952 provedli Alfred Hershey a Martha Chase sérií experimentů potvrzujících, že DNA je genetický materiál. * V roce 1953 Francis Crick a James Watson vytvořili dvojitý šroubovicový model DNA. Tento objev vedl k nalezení DNA v dalších mikroorganismech, rostlinách, zvířatech a lidí. * V roce 1958 Francis Crick formuloval centrální dogma molekulární biologie - vztah DNA → RNA → protein * V roce 1983 Kary Mullis objevil PCR (Polymerase Chain Reaction, polymerázová řetězová reakce). Za tento objev dostal Nobelovu cenu. .

Metody

Replikace molekuly DNA (jeden z objevů molekulární biologie)V současnosti je molekulární biologie nejbouřlivěji se rozvíjejícím oborem především díky novým technologiím a metodám. +more Metody molekulární biologie využívají například separační metody, jako je chromatografie, elektroforéza, elektronová mikroskopie nebospektroskopie.

Molekulárně biologické metody jsou široce využívané nejen v genetickém výzkumu nebo v genovém inženýrství, ale i v archeologii, zoologii, botanice, klinické medicínské diagnostice, kriminalistice nebo v soudním lékařství.

Nejpoužívanější molekulárně biologické metody:

* Izolace DNA je prvním krokem většiny molekulárně biologických technik. Materiálem pro izolaci DNA mohou být jednotlivé buňky, tkáně, orgány eukaryot nebo viry. +more * PCR (Polymerase Chain Reaction, polymerázová řetězová reakce) je metoda sloužící k mnohonásobnému zmnožení specifického úseku DNA in vitro. * Gelová elektroforéza je nejpoužívanější separační technika k izolaci a analýze nukleových kyselin a proteinů. * RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism, polymorfismus délky restrikčních fragmentů) je metoda enzymatického štěpení molekul DNA ve specifickém restrikčním místě enzymem (restrikční endonukleázou). * Hybridizace nukleových kyselin je založena na specifickém spojení (hybridizaci, renaturaci) komplementárních nukleotidových sekvencí pocházejících z různých nukleových kyselin. Obvykle je základem značená sonda (krátký úsek DNA o známé nukleotidové sekvenci), s jejíž pomocí se detekuje sekvence k ní komplementární. * Sekvenování DNA slouží ke stanovení pořadí (sekvence) nukleotidů v molekule DNA.

Reference

Literatura

Stanislav Rosypal a kol. : Úvod do molekulární biologie I. +more-IV. díl + Dodatek * Cohen, S. N. , Chang, A. C. Y. , Boyer, H. & Heling, R. B. Construction of biologically functional bacterial plasmids in vitro. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 70, 3240 - 3244 (1973). * Rodgers, M. The Pandora's box congress. Rolling Stone 189, 37 - 77 (1975).

Související články

Geneticky modifikovaný organismus * Genetické inženýrství * Bílkovina * Genom * Proteom * Molekulární genetika * Bioinformatika

Externí odkazy

[url=http://www. umbr. +morecas. cz/]Ústav molekulární biologie rostlin[/url] Akademie věd České republiky * [url=http://www. img. cas. cz/]Ústav molekulární genetiky[/url] AV ČR Cizojazyčné * [url=https://web. archive. org/web/20050924063248/http://imcb. a-star. edu. sg/]Institute of Molecular and Cell Biology[/url] (Singapur) * [url=http://www. nature. com/nrm/index. html]Nature Reviews Molecular Cell Biology[/url] * [url=http://plato. stanford. edu/entries/molecular-biology/]Stanford Encyclopedia of Philosophy entry[/url] * [url=http://www. biochemweb. org/]The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology[/url] * [url=http://www. biologynews. net/archives/molecular_cell_biology/index. html]Molecular & Cellular News - Biology News Net[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20170911231512/http://www. westernblotting. org/]Western Blot Protocol Resources[/url] * [url=https://web. archive. org/web/20081014022645/http://www. signaling-gateway. org/]The signaling gateway[/url] (signální dráhy).

Kategorie:Biologické obory Kategorie:Biochemie