МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Молекулярная биология
молекулярная биология, молекулярная биология скачать бесплатно
Молекуля́рная биоло́гия — комплекс биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).
- 1 Смежные дисциплины
- 2 История развития
- 3 См. также
- 4 Литература
- 5 Ссылки
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
Основная статья: История молекулярной биологии
Молекулярная биология исторически появилась как раздел биохимии.
Датой рождения молекулярной биологии принято считать апрель 1953 года, 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 году 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 распространённой в молекулярной биологии плазмидной технологии.
Ещё 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 бактериофага. 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 её методологии, в частности, изобретением метода определения нуклеотидной последовательности ДНК (У. Гилберт и Ф.
Сенгер, Нобелевская премия по химии 1980 года), 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
- EMBO — Европейская организация молекулярных биологов
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
- Портал молекулярных биологов
- сайт Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта, РАН
- Поисковая система для научной литературы
молекулярная биология, молекулярная биология и генетика, молекулярная биология клетки, молекулярная биология лекции, молекулярная биология скачать бесплатно
Молекулярная биология Информацию О
Молекулярная биология
Молекулярная биология
Молекулярная биология Вы просматриваете субъект
Молекулярная биология что, Молекулярная биология кто, Молекулярная биология описание
There are excerpts from wikipedia on this article and video
Наш сайт имеет систему в функции поисковой системы. Выше: «что вы искали?»вы можете запросить все в системе с коробкой. Добро пожаловать в нашу простую, стильную и быструю поисковую систему, которую мы подготовили, чтобы предоставить вам самую точную и актуальную информацию.
Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования. Вы можете найти почти любую информацию, которую вы ищете на нашем сайте.
На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках.
Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.
Жизнь известных людей дает вам информацию, изображения и видео о сотнях тем, таких как политики, правительственные деятели, врачи, интернет-сайты, растения, технологические транспортные средства, автомобили и т. д.
МОЛЕКУЛЯ́РНАЯ БИОЛО́ГИЯ
Авторы: А. А. Богданов
МОЛЕКУЛЯ́РНАЯ БИОЛО́ГИЯ, изучает молекулярные основы жизнедеятельности организмов. Гл. направления исследований связаны с изучением механизмов хранения, воспроизведения и передачи генетич. информации. Исходя из этого, осн. объектами исследования М. б.
являются нуклеиновые кислоты – дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) – и белки, а также их макромолекулярные комплексы – хромосомы, рибосомы, мультиферментные системы, обеспечивающие биосинтез нуклеиновых кислот и белков. М. б.
граничит, а по объектам и методам исследования частично совпадает с молекулярной генетикой, вирусологией, систематикой организмов, биохимией, клеточной биологией, биофизикой, биоорганич. химией, кристаллографией, компьютерным моделированием, биоинформатикой и др. М. б.
не только зависит от прогресса этих наук, но и оказывает существенное влияние на их развитие, ставя перед ними весьма нетривиальные задачи.
Первые этапы развития молекулярной биологии
Датой возникновения М. б. принято считать 1953, когда Дж. Уотсон и Ф. Крик правильно интерпретировали рентгеноструктурные данные Р. Франклин и М. Уилкинса и построили модель пространственной структуры ДНК в виде двойной спирали.
Исходя из этой модели, они предложили простой матричный механизм её репликации (удвоения), основанный на принципе комплементарности гетероциклических оснований ДНК. Т. о. впервые фундам. биологич. явление (наследственность) удалось описать на молекулярном уровне в простых химич. терминах.
Этому открытию, одному из крупнейших в истории естествознания, предшествовал длительный период исследований в области биохимии, цитологии, генетики и химии нуклеиновых кислот, которые привели к установлению генетич. роли ДНК. К сер. 1930-х гг. открытие основоположником М. б. в России А. Н.
Белозерским ДНК в растениях (ранее считалось, что ДНК присутствует только в ядрах клеток животных) привело к утверждению того фундам. положения, что ДНК содержатся в каждой живой клетке. К нач. 1940-х гг. была доказана также универсальность распространения в живой природе и РНК. В 1944 амер. микробиолог О. Т.
Эйвери с сотрудниками осуществил генетич. трансформацию бактерий с помощью чистой ДНК, тем самым продемонстрировав, что она является носителем наследственности. К началу работы Уотсона и Крика в лаборатории Э.
Чаргаффа был исследован нуклеотидный состав ДНК из многих организмов и доказано, что в любой ДНК молярные доли пуриновых и пиримидиновых оснований – аденина и тимина, гуанина и цитозина, равны между собой ($ ext{A=T, G=C}$; т. н. правило Чаргаффа).
Уотсон и Крик показали, что именно эти основания, будучи расположенными в разных цепях молекулы ДНК друг напротив друга, комплементарны. К 1953 А. Тодд и его школа установили принципы химич. строения нуклеиновых кислот, также использованные при построении модели двойной спирали ДНК.
Становление молекулярной биологии как науки
Важным шагом в развитии основ М. б. стало постулирование Ф. Криком (1955) пути передачи генетич. информации от ДНК к белкам через синтезируемую на ДНК с помощью матричного механизма РНК (т. н. центральная догма М. б.: ДНК$→$РНК$→$белок).
Работы Дж. Уотсона и Ф. Крика породили беспрецедентную по масштабу и продуктивности волну эксперим. работ (сравнима только с ситуацией в атомной физике в 1930–40-х гг.). Уже к кон. 1950-х гг.
было доказано, что репликация ДНК идёт с расплетанием двойной спирали и синтезом двух дочерних молекул ДНК на каждой из цепей по матричному принципу (тем самым была экспериментально обоснована выдвинутая в 1927 гипотеза Н. К.
Кольцова о матричном механизме репликации хромосом); был описан фермент ДНК-полимераза, способный осуществлять этот процесс; предложен метод молекулярной ДНК–ДНК- и ДНК–РНК-гибридизации, основанный на способности комплементарных полинуклеотидов специфически связываться друг с другом; были обнаружены матричные (информационные) РНК (мРНК), в которых переписана закодированная в ДНК информация о структуре белков, и фермент РНК-полимераза, катализирующий синтез РНК на ДНК (транскрипцию); было доказано, что синтез белка (трансляция) происходит на рибосомах (комплексах некодирующей белки рибосомной РНК со специальными рибосомными белками) также по матричному механизму, были открыты транспортные РНК (тРНК), специфически акцептирующие аминокислоты, с помощью которых этот механизм реализуется. В нач. 1960-х гг. амер. учёными П. Доти и Ж. Фреско, А. С. Спириным и др. были установлены принципы организации макромолекулярной структуры РНК. В 1961 Ф. Жакоб и Ж. Моно опубликовали схему регуляции синтеза белков на уровне транскрипции, которая уже через неск. лет была экспериментально доказана, благодаря открытию белков-репрессоров и белков-активаторов транскрипции; было показано, что РНК-полимераза сама является регулятором генной активности (Р. Б. Хесин-Лурье, 1961). На основании этих работ была сформулирована проблема специфич. нуклеиново-белкового узнавания – физич. явления, с помощью которого реализуются мн. этапы передачи генетич. информации в клетке. В 1-й пол. 1960-х гг. была завершена расшифровка аминокислотного генетического кода (М. У. Ниренберг, С. Очоа, Х. Г. Корана), одного из осн. законов живой природы, управляющего переводом нуклеотидного «языка» нуклеиновых кислот на аминокислотный «язык» белков, а к кон. 1960-х гг. детально описаны все стадии трансляции; осуществлена реконструкция рибосом из РНК и белков вне клетки; раскрыты принципиальные моменты таких процессов превращения ДНК, как репарация повреждений в её молекулах, механизмы рестрикции-модификации и генетич. рекомбинация; описаны нуклеосомы – осн. регуляторные структурные элементы хроматина. К этому же времени были созданы эффективные системы бесклеточного синтеза нуклеиновых кислот и белков, ставшие важным инструментом М. б. В 1970 Х. М. Темин и Д. Балтимор открыли в онкогенных вирусах РНК-зависимую ДНК-полимеразу и тем самым показали, что в принципе поток генетич. информации может быть обращён и от РНК к ДНК.Важной вехой развития М. б. стало создание в нач. 1970-х гг. методологии генетической инженерии.
Возможность работать с рекомбинантными ДНК сделала доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетич. элементы.
Благодаря этому после 1977 было обнаружено мозаичное (экзон-интронное) строение генов, открыто явление сплайсинга РНК и выявлены мн. детали механизмов процессинга РНК.
Т. о., уже за 1-ю четверть века существования М. б. превратилась в самостоят. науку со свойственными только ей задачами, методологией и мощным арсеналом специализир. методов.
К последним относятся рентгеноструктурный анализ и ЯМР-спектроскопия высокого разрешения крупных макромолекулярных биополимеров и их комплексов, методы быстрого автоматич. секвенирования и химич.
синтеза нуклеиновых кислот и белков, методы, позволяющие изучать индивидуальные макромолекулярные комплексы в процессе их функционирования, методы анализа транскриптомы и протеомы (всей совокупности синтезируемых клеткой РНК и белков соответственно) и многие др.
По широте и глубине науч. открытий, количеству исследователей, публикаций, Нобелевских премий и обществ. интересу М. б. заняла одно из ведущих мест среди естеств. наук.
Современная молекулярная биология
Последующее развитие М. б. привело к важным открытиям, прежде всего в области исследований РНК. Было показано, что некоторые РНК, названные рибозимами, обладают ферментативной активностью (Т. Чек, С. Олтмен, 1982).
Была открыта теломераза – РНК-содержащий фермент, который наращивает теломеры на концах линейных хромосом (1987). Выдающимся достижением М. б. сер. 1990-х гг. стало открытие явления РНК-интерференции и того факта, что около трети генов человека и др.
эукариот регулируется при помощи т. н. интерферирующих РНК (Э. Файр, К. Мелло и др.).
Характерным для М. б. последних лет стало изучение детальных механизмов открытых ранее этой наукой явлений с помощью атомных структур гл. участников процессов реализации генетич. информации в клетке, напр. изучение механизма функционирования рибосомы на основе её кристаллич.структуры, расшифрованной с атомным разрешением в 2000–01 (Т. Стейц, В. Рамакришнан, Х. Ноллер и др.). Одна из задач, стоящих перед М. б., – функциональный анализ с помощью методов совр. биоинформатики гигантского объёма генетич.
информации, накопленного при определении структуры генома человека и мн. др. организмов.
К кон. 20 в. из фундаментальной М. б. выделилось направление прикладной М. б., которое стало одной из основ совр. биотехнологии. Оно связано с широким использованием методов генетич. инженерии для пром.
получения белков с полезными свойствами, выявлением и изучением структуры потенциальных мишеней для лекарственных препаратов.
Интенсивно развиваются ДНК-нанотехнологии, которые позволяют создавать принципиально новые материалы, основываясь на способности молекул ДНК к самосборке.
Развитие М. б. повлекло за собой появление большого числа специализированных н.-и. центров в разных странах. В СССР первый специализированный ин-т М. б. в системе АН СССР по инициативе В. А. Энгельгардта был создан в 1957 (см. Молекулярной биологии институт).
Затем в системе Академии наук образованы Ин-т химии природных соединений (ныне Биоорганической химии институт), Ин-т белка (Пущино), отдел в Ин-те атомной энергии (ныне Молекулярной генетики институт), Ин-т биоорганич. химии СО АН СССР (ныне Ин-т химич. биологии и фундам.
медицины СО РАН), Межфакультетская лаборатория биоорганич. химии МГУ (ныне Физико-химической биологии научно-исследовательский институт МГУ) и ряд других. В 1966 при Ин-те молекулярной биологии создан науч. совет по М. б., являющийся координирующим и организующим центром в этой области знаний.
Наука » Биология » Молекулярная биология
Собственно трансляция происходит в рибосомах и включает три стадии:1. Инициация: образование инициирующего комплекса, который включает метионин-тРНКи (инициирующая), мРНК и рибосомальные белки. Комплекс состоит из 40S и 60S субъединиц, объединенных в 80S-рибосому.
Целостная рибосома имеет аминоацильный (А-сайт) и пептидильный участок (Р-сайт). Первый отвечает за связывание аминоацил-тРНК, а второй – за связывание растущей полипептидной цепи.
В состав инициирующего комплекса входит мРНК, которая на 5’-конце имеет 7-метилгуанозиновый «кэп».
Начиная с кэпа, рибосома движется по мРНК и сканирует один кодон за другим, пока не наткнется на инициирующий (стартовый) кодон AUG. мРНК ориентируется таким образом, чтобы напротив пептидильного сайта рибосомы размещался инициирующий кодон AUG (кодирует метионин).
Инициирующая метиониновая тРНК (мет-тРНКи) поставляет в рибосому первую аминокислоту – метионин, который становится N-концевой аминокислотой для большинства эукариотических белков (у прокариот это формилметионин).
Для формирования инициирующего комплекса необходимо присутствие фактора eIF2 и более десяти других факторов инициации трансляции (eIF1, eIF3, eIF4, eIF6 и других). Роль факторов инициации различна.
Так, фактор eIF3 препятствует объединению субъединиц рибосом в отсутствии мРНК; фактор eIF2 распознает инициирующую мет-тРНКи и поставляет энергию для инициации, расщепляя ГТФ; фактор eIF4A раскручивает мРНК и позволяет рибосоме двигаться по ней; фактор eIF4E распознает кэп. Благодаря взаимодействию между рРНК и мРНК последняя правильно фиксируется на рибосомных частицах, что способствует инициации.
Journal of Molecular Biology
Year | IMPACT-FACTOR |
2017 | 0,977 |
2016 | 0,799 |
2015 | 0,662 |
2014 | 0,740 |
2013 | 0,739 |
2012 | 0,637 |
2011 | 0,658 |
2010 | 0,654 |
2009 | 0,570 |
2008 | 0,849 |
2007 | 0,805 |
2006 | 0,330 |
2005 | 0,435 |
2004 | 0,623 |
2003 | 0,567 |
2002 | 0,641 |
2001 | 0,490 |
2000 | 0,477 |
1999 | 0,762 |
1998 | 0,785 |
1997 | 0,507 |
1996 | 0,518 |
1995 | 0,502 |
Поделиться:
Добавить комментарий |