Was untersucht die Molekularbiologie kurz. Gegenstand, Aufgaben und Ziele der Molekularbiologie. Struktur und Funktion von Proteinen

Molekularbiologie

eine Wissenschaft, die sich die Kenntnis der Natur von Lebensphänomenen zur Aufgabe stellt, indem sie biologische Objekte und Systeme auf einer Ebene untersucht, die sich der molekularen Ebene nähert und in einigen Fällen diese Grenze erreicht. Dabei geht es letztlich darum, herauszufinden, wie und in welchem ​​Umfang die charakteristischen Erscheinungsformen des Lebens, wie Vererbung, Fortpflanzung der eigenen Art, Proteinbiosynthese, Erregbarkeit, Wachstum und Entwicklung, Speicherung und Weitergabe von Informationen, Energieumwandlungen, Mobilität , usw. , sind aufgrund der Struktur, Eigenschaften und Wechselwirkung von Molekülen biologisch wichtiger Substanzen, hauptsächlich der beiden Hauptklassen von Biopolymeren mit hohem Molekulargewicht (siehe Biopolymere ) - Proteine ​​und Nukleinsäuren. Eine Besonderheit von M. b. - das Studium der Lebensphänomene an unbelebten Objekten oder solchen, die durch die primitivsten Manifestationen des Lebens gekennzeichnet sind. Dies sind biologische Gebilde von der zellulären Ebene und darunter: subzelluläre Organellen, wie isolierte Zellkerne, Mitochondrien, Ribosomen, Chromosomen, Zellmembranen; weiter - Systeme, die an der Grenze zwischen belebter und unbelebter Natur stehen - Viren, einschließlich Bakteriophagen, und schließlich die Moleküle der wichtigsten Bestandteile lebender Materie - Nukleinsäuren (Siehe Nukleinsäuren) und Proteine ​​(Siehe Proteine).

M. b. - ein neues naturwissenschaftliches Gebiet, das in enger Beziehung zu alteingesessenen Forschungsgebieten steht, die von der Biochemie (siehe Biochemie), der Biophysik (siehe Biophysik) und der bioorganischen Chemie (siehe Bioorganische Chemie) abgedeckt werden. Die Unterscheidung ist hier nur unter Berücksichtigung der verwendeten Methoden und der grundsätzlichen Natur der verwendeten Ansätze möglich.

Das Fundament, auf dem sich M. entwickelte, wurde von Wissenschaften wie Genetik, Biochemie, Physiologie elementarer Prozesse usw. gelegt. untrennbar mit der Molekulargenetik verbunden (siehe Molekulargenetik) , die nach wie vor einen wichtigen Teil des M. Banking ausmacht, sich aber bereits weitgehend zu einer eigenständigen Disziplin entwickelt hat. M.s Isolation. aus der Biochemie wird durch die folgenden Überlegungen bestimmt. Die Aufgaben der Biochemie beschränken sich hauptsächlich darauf, die Beteiligung bestimmter chemischer Substanzen an bestimmten biologischen Funktionen und Prozessen festzustellen und die Art ihrer Umwandlungen aufzuklären; die Hauptrolle spielen Informationen über die Reaktivität und über die Hauptmerkmale der chemischen Struktur, ausgedrückt durch das Übliche chemische Formel. Daher konzentriert sich die Aufmerksamkeit im Wesentlichen auf Umwandlungen, die hauptvalente chemische Bindungen betreffen. Inzwischen, wie von L. Pauling betont wurde , In biologischen Systemen und Manifestationen lebenswichtiger Aktivität sollte die Hauptbedeutung nicht den hauptvalenten Bindungen beigemessen werden, die innerhalb eines einzelnen Moleküls wirken, sondern verschiedenen Arten von Bindungen, die intermolekulare Wechselwirkungen bestimmen (elektrostatische, Van-der-Waals-, Wasserstoffbrückenbindungen usw.). .

Das Endergebnis einer biochemischen Studie kann in Form des einen oder anderen Systems chemischer Gleichungen dargestellt werden, die normalerweise vollständig durch ihre Darstellung in einer Ebene, dh in zwei Dimensionen, erschöpft sind. Eine Besonderheit von M. b. ist seine Dreidimensionalität. Die Essenz von M. b. M. Perutz sieht es in der Interpretation biologischer Funktionen in Bezug auf die molekulare Struktur. Wir können sagen, dass es notwendig war, beim Studium biologischer Objekte die Frage „was“, dh welche Substanzen vorhanden sind, und die Frage „wo“ zu beantworten - in welchen Geweben und Organen, dann M. b. zielt darauf ab, Antworten auf die Frage „wie“ zu erhalten, nachdem man die Essenz der Rolle und Beteiligung der gesamten Struktur des Moleküls gelernt hat, und auf die Fragen „warum“ und „wozu“, nachdem man einerseits herausgefunden hat, die Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften des Moleküls (wieder primär Proteine ​​und Nukleinsäuren) und seinen Funktionen und andererseits die Rolle solcher Einzelfunktionen im Gesamtkomplex der Manifestationen vitaler Aktivität.

Die gegenseitige Anordnung von Atomen und ihre Gruppierungen in der allgemeinen Struktur des Makromoleküls, ihre räumlichen Beziehungen spielen eine entscheidende Rolle. Dies gilt sowohl für einzelne einzelne Komponenten als auch für die Gesamtkonfiguration des Moleküls als Ganzes. Durch die Entstehung einer streng festgelegten volumetrischen Struktur erhalten die Moleküle von Biopolymeren jene Eigenschaften, aufgrund derer sie als materielle Grundlage biologischer Funktionen dienen können. Dieses Prinzip der Herangehensweise an das Studium des Lebendigen ist das charakteristischste, typischste Merkmal von M. b.

Geschichtlicher Bezug. Toller Wert Studien biologischer Probleme auf molekularer Ebene wurden von I. P. Pavlov vorgesehen , der über den letzten Schritt in der Wissenschaft des Lebens sprach - die Physiologie des lebenden Moleküls. Schon der Begriff „M. b." wurde zuerst in englischer Sprache verwendet. Wissenschaftler W. Astbury in Anwendung auf Forschung im Zusammenhang mit der Aufklärung der Beziehung zwischen der molekularen Struktur und den physikalischen und biologischen Eigenschaften von fibrillären (faserigen) Proteinen wie Kollagen, Blutfibrin oder kontraktilen Muskelproteinen. Verwenden Sie häufig den Begriff „M. b." Stahl seit den frühen 1950er Jahren. 20. Jahrhundert

Entstehung von M. Als etablierte Wissenschaft ist es üblich, sich auf das Jahr 1953 zu beziehen, als J. Watson und F. Crick in Cambridge (Großbritannien) die dreidimensionale Struktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA) entdeckten. Dadurch konnte darüber gesprochen werden, wie die Details dieser Struktur die biologischen Funktionen der DNA als materiellem Träger der Erbinformation bestimmen. Im Prinzip wurde diese Rolle der DNA etwas früher (1944) als Ergebnis der Arbeiten des amerikanischen Genetikers O. T. Avery und Mitarbeitern bekannt (siehe Molekulargenetik), aber es war nicht bekannt, inwieweit diese Funktion von der molekularen Struktur von abhängt DNS. Dies wurde erst möglich, nachdem die Laboratorien von W. L. Bragg, J. Bernal und anderen neue Prinzipien der Röntgenbeugungsanalyse entwickelt hatten, die die Verwendung dieser Methode für eine detaillierte Kenntnis der räumlichen Struktur von Proteinmakromolekülen und Nukleinsäuren sicherstellten.

Ebenen der molekularen Organisation. 1957 stellte J. Kendrew die dreidimensionale Struktur von Myoglobin a fest , und in den folgenden Jahren wurde dies von M. Perutz in Bezug auf Hämoglobin a getan. Es wurden Ideen über verschiedene Ebenen der räumlichen Organisation von Makromolekülen formuliert. Die Primärstruktur ist eine Abfolge einzelner Einheiten (Monomere) in der Kette des resultierenden Polymermoleküls. Bei Proteinen sind die Monomere Aminosäuren. , für Nukleinsäuren - Nukleotide. Ein lineares, fadenförmiges Molekül eines Biopolymers hat infolge des Auftretens von Wasserstoffbrückenbindungen die Fähigkeit, sich in gewisser Weise in den Raum einzupassen, beispielsweise im Falle von Proteinen, wie von L. Pauling gezeigt, es einnehmen kann die Form einer Spirale. Dies wird als Sekundärstruktur bezeichnet. Von einer Tertiärstruktur spricht man, wenn sich ein Molekül mit einer Sekundärstruktur auf die eine oder andere Weise weiter faltet und den dreidimensionalen Raum ausfüllt. Schließlich können Moleküle, die eine dreidimensionale Struktur haben, miteinander in Wechselwirkung treten, sich regelmäßig im Raum zueinander befinden und eine sogenannte Quartärstruktur bilden; seine einzelnen Komponenten werden üblicherweise als Untereinheiten bezeichnet.

Das offensichtlichste Beispiel dafür, wie eine molekulare dreidimensionale Struktur die biologischen Funktionen eines Moleküls bestimmt, ist die DNA. Sie hat die Struktur einer Doppelhelix: Zwei gegenläufig (antiparallel) verlaufende Fäden winden sich umeinander und bilden eine Doppelhelix mit zueinander komplementärer Basenanordnung, d. h. so, dass gegen eine bestimmte Basis eine Kette besteht immer eine solche Base, die die Bildung von Wasserstoffbrücken am besten ermöglicht: Adepin (A) paart sich mit Thymin (T), Guanin (G) mit Cytosin (C). Eine solche Struktur schafft optimale Bedingungen für die wichtigsten biologischen Funktionen der DNA: die quantitative Vervielfältigung der Erbinformation im Prozess der Zellteilung bei gleichzeitiger Wahrung der qualitativen Invarianz dieses Erbinformationsflusses. Wenn sich eine Zelle teilt, wickeln sich die Stränge der DNA-Doppelhelix, die als Vorlage oder Schablone dient, ab und auf jedem von ihnen wird unter der Wirkung von Enzymen ein komplementärer neuer Strang synthetisiert. Dadurch entstehen aus einem Eltern-DNA-Molekül zwei völlig identische Tochtermoleküle (siehe Zelle, Mitose).

In ähnlicher Weise stellte sich im Fall von Hämoglobin heraus, dass seine biologische Funktion - die Fähigkeit, Sauerstoff reversibel in der Lunge zu binden und ihn dann an das Gewebe abzugeben - eng mit den Merkmalen der dreidimensionalen Struktur von Hämoglobin und seinen Veränderungen verbunden ist der Prozess der Umsetzung seiner physiologischen Rolle. Bei der Bindung und Dissoziation von O 2 kommt es zu räumlichen Konformationsänderungen des Hämoglobinmoleküls, die zu einer Änderung der Affinität der darin enthaltenen Eisenatome zu Sauerstoff führen. Veränderungen in der Größe des Hämoglobinmoleküls, die Volumenänderungen ähneln Truhe beim Atmen darf Hämoglobin "molekulare Lunge" genannt werden.

Eines der wichtigsten Merkmale lebender Objekte ist ihre Fähigkeit, alle Manifestationen lebenswichtiger Aktivität fein zu regulieren. M.s Hauptbeitrag. wissenschaftliche Entdeckungen sollten als Entdeckung eines neuen, bisher unbekannten Regulationsmechanismus betrachtet werden, der als allosterischer Effekt bezeichnet wird. Es liegt in der Fähigkeit von Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht - den sogenannten. Liganden - um die spezifischen biologischen Funktionen von Makromolekülen zu modifizieren, hauptsächlich katalytisch wirkende Proteine ​​- Enzyme, Hämoglobin, Rezeptorproteine, die am Aufbau biologischer Membranen (siehe Biologische Membranen), an der synaptischen Übertragung (siehe Synapsen) usw. beteiligt sind.

Drei biotische Ströme. Im Lichte der Vorstellungen von M. die Gesamtheit der Lebensphänomene kann als Ergebnis einer Kombination dreier Strömungen betrachtet werden: der Materieströmung, die ihren Ausdruck in den Stoffwechselphänomenen findet, d. h. Assimilation und Dissimilation; der Energiefluss, der die treibende Kraft für alle Manifestationen des Lebens ist; und der Informationsfluss, der nicht nur die ganze Vielfalt der Entwicklungs- und Existenzprozesse jedes Organismus durchdringt, sondern auch eine kontinuierliche Reihe aufeinanderfolgender Generationen. Es ist die Idee des Informationsflusses, die durch die Entwicklung von Biomaterialien in die Lehre von der belebten Welt eingeführt wurde und ihr ihre eigene spezifische, einzigartige Prägung hinterlässt.

Die wichtigsten Errungenschaften der Molekularbiologie. Schnelligkeit, Umfang und Tiefe des Einflusses von M. Fortschritte im Verständnis der grundlegenden Probleme der Erforschung der belebten Natur werden beispielsweise zu Recht mit dem Einfluss der Quantentheorie auf die Entwicklung der Atomphysik verglichen. Zwei in sich verwandte Bedingungen bestimmten diese revolutionäre Wirkung. Eine entscheidende Rolle spielte einerseits die Entdeckung der Möglichkeit, die wichtigsten Erscheinungsformen der Lebenstätigkeit unter einfachsten Bedingungen zu untersuchen, die sich der Art chemischer und physikalischer Experimente annähern. Andererseits kam es infolge dieses Umstandes zu einer raschen Einbeziehung einer erheblichen Zahl von Vertretern exakte Wissenschaften- Physiker, Chemiker, Kristallographen und dann Mathematiker - bei der Entwicklung biologischer Probleme. Zusammengenommen bestimmten diese Umstände das ungewöhnlich schnelle Entwicklungstempo von M. b., die Zahl und Bedeutung seiner Erfolge, die in nur zwei Jahrzehnten erreicht wurden. Hier ist eine bei weitem nicht vollständige Liste dieser Errungenschaften: Offenlegung der Struktur und des Mechanismus der biologischen Funktion von DNA, aller Arten von RNA und Ribosomen (Siehe Ribosomen) , Offenlegung des genetischen Codes (Siehe genetischer Code) ; Entdeckung der reversen Transkription (Siehe Transkription) , d.h. DNA-Synthese auf einer RNA-Matrize; Untersuchung der Funktionsmechanismen von Atmungspigmenten; Entdeckung einer dreidimensionalen Struktur und ihrer funktionellen Rolle bei der Wirkung von Enzymen (siehe Enzyme) , das Prinzip der Matrixsynthese und Mechanismen der Proteinbiosynthese; Aufklärung der Struktur von Viren (Siehe Viren) und der Mechanismen ihrer Replikation, der primären und teilweise der räumlichen Struktur von Antikörpern; Isolierung einzelner Gene , chemische und dann biologische (enzymatische) Gensynthese, auch beim Menschen, außerhalb der Zelle (in vitro); Übertragung von Genen von einem Organismus auf einen anderen, einschließlich in menschliche Zellen; die schnell voranschreitende Entschlüsselung der chemischen Struktur einer zunehmenden Zahl einzelner Proteine, hauptsächlich Enzyme, sowie Nukleinsäuren; Entdeckung des Phänomens der "Selbstorganisation" einiger biologischer Objekte von immer größerer Komplexität, angefangen bei Nukleinsäuremolekülen bis hin zu Mehrkomponenten-Enzymen, Viren, Ribosomen usw.; Aufklärung allosterischer und anderer Grundprinzipien der Regulation biologischer Funktionen und Prozesse.

Reduktionismus und Integration. M. b. ist die letzte Stufe dieser Richtung in der Erforschung lebender Objekte, die als "Reduktionismus" bezeichnet wird, d.h. der Wunsch, komplexe Lebensfunktionen auf Phänomene zu reduzieren, die auf molekularer Ebene auftreten und daher der Untersuchung durch die Methoden der Physik und Chemie zugänglich sind . Erreicht M. b. Erfolge belegen die Wirksamkeit dieses Ansatzes. Dabei muss berücksichtigt werden, dass wir es unter natürlichen Bedingungen in einer Zelle, einem Gewebe, einem Organ und dem gesamten Organismus mit immer komplexeren Systemen zu tun haben. Solche Systeme werden aus untergeordneten Komponenten durch deren regelmäßige Integration zu Ganzen gebildet, erhalten eine strukturelle und funktionale Organisation und besitzen neue Eigenschaften. Da das Wissen über Muster, die zur Offenlegung auf molekularer und angrenzender Ebene verfügbar sind, detailliert ist, bevor M. b. es stellt sich die Aufgabe, die Integrationsmechanismen als Weiterentwicklungslinie in der Erforschung der Lebensphänomene zu verstehen. Ausgangspunkt ist hier die Untersuchung der Kräfte zwischenmolekularer Wechselwirkungen – Wasserstoffbrückenbindungen, van der Waals, elektrostatische Kräfte etc. Sie bilden durch ihre Kombination und räumliche Anordnung das, was man als „integrative Information“ bezeichnen kann. Es sollte als einer der Hauptbestandteile des bereits erwähnten Informationsflusses betrachtet werden. Im Bereich von M. Beispiele für Integration können die Phänomene der Selbstorganisation komplexer Gebilde aus einer Mischung ihrer Bestandteile sein. Dies umfasst beispielsweise die Bildung von Mehrkomponentenproteinen aus ihren Untereinheiten, die Bildung von Viren aus ihren Bestandteilen – Proteinen und Nukleinsäuren, die Wiederherstellung der ursprünglichen Struktur von Ribosomen nach der Trennung ihrer Protein- und Nukleinkomponenten usw. Die Das Studium dieser Phänomene steht in direktem Zusammenhang mit der Kenntnis des Hauptphänomens "Erkennung" von Biopolymermolekülen. Es geht darum herauszufinden, welche Kombinationen von Aminosäuren - in Proteinmolekülen oder Nukleotiden - in Nukleinsäuren während der Prozesse der Assoziation einzelner Moleküle unter Bildung von Komplexen mit einer streng spezifischen, vorbestimmten Zusammensetzung und Struktur miteinander interagieren. Dazu gehören die Prozesse der Bildung komplexer Proteine ​​​​aus ihren Untereinheiten; ferner selektive Interaktion zwischen Nukleinsäuremolekülen, beispielsweise Transport und Matrix (in diesem Fall hat die Entdeckung des genetischen Codes unsere Informationen erheblich erweitert); Schließlich ist dies die Bildung vieler Arten von Strukturen (z. B. Ribosomen, Viren, Chromosomen), an denen sowohl Proteine ​​​​als auch Nukleinsäuren beteiligt sind. Die Aufdeckung der entsprechenden Gesetzmäßigkeiten, die Kenntnis der diesen Wechselwirkungen zugrunde liegenden „Sprache“, ist eines der wichtigsten Gebiete der mathematischen Linguistik, das noch seiner Entwicklung harrt. Dieser Bereich wird in die Reihe grundlegender Probleme für die gesamte Biosphäre eingeordnet.

Probleme der Molekularbiologie. Neben den genannten wichtigen Aufgaben würde M. (Wissen um die Muster der "Erkennung", Selbstorganisation und Integration) Eine aktuelle Richtung der wissenschaftlichen Suche für die nahe Zukunft ist die Entwicklung von Methoden, die die Entschlüsselung der Struktur und dann die dreidimensionale, räumliche Organisation hochmolekularer Stoffe ermöglichen Nukleinsäuren. Dies ist nun im Hinblick auf den groben Plan der dreidimensionalen Struktur der DNA (Doppelhelix) gelungen, jedoch ohne genaue Kenntnis ihrer Primärstruktur. Schnelle Erfolge in der Entwicklung analytischer Methoden lassen uns zuversichtlich erwarten, dass diese Ziele in den kommenden Jahren erreicht werden. Hier kommen natürlich die Hauptbeiträge von Vertretern benachbarter Wissenschaften, vor allem Physik und Chemie. Alle wichtigen Methoden, deren Anwendung die Entstehung und den Erfolg von M. b. sicherstellte, wurden von Physikern vorgeschlagen und entwickelt (Ultrazentrifugation, Röntgenbeugungsanalyse, Elektronenmikroskopie, Kernspinresonanz usw.). Nahezu alle neuen physikalischen Versuchsansätze (z. B. Einsatz von Computern, Synchrotron- oder Bremsstrahlung, Lasertechnik etc.) eröffnen neue Möglichkeiten für vertieftes Studium Probleme M. b. Zu den wichtigsten Aufgaben praktischer Natur, deren Beantwortung von M. b. erwartet wird, gehört in erster Linie das Problem molekulare Grundlagen bösartiges Wachstum, dann - Wege zur Vorbeugung und vielleicht Überwindung von Erbkrankheiten - "molekulare Krankheiten" (siehe Molekulare Krankheiten). Sehr wichtig werden die molekularen Grundlagen der biologischen Katalyse, d. h. der Wirkung von Enzymen, erläutert. Zu den wichtigsten modernen Richtungen von M. b. sollte den Wunsch beinhalten, die molekularen Wirkungsmechanismen von Hormonen zu entschlüsseln (Siehe Hormone) , toxische und medizinische Substanzen sowie die Einzelheiten der molekularen Struktur und Funktionsweise solcher Zellstrukturen wie biologischer Membranen herauszufinden, die an der Regulierung der Penetrations- und Transportprozesse von Substanzen beteiligt sind. Weiter entfernte Ziele M. b. - Wissen über die Natur von Nervenprozessen, Gedächtnismechanismen (siehe Gedächtnis) usw. Einer der wichtigen neuen Abschnitte von M. b. - sogenannt. Gentechnik, die darauf abzielt, den genetischen Apparat (Genom) lebender Organismen, beginnend bei Mikroben und niederen (einzelligen) und endend beim Menschen (in letzterem Fall vor allem zum Zweck der radikalen Behandlung von Erbkrankheiten) gezielt zu betreiben (vgl Erbkrankheiten) und die Korrektur genetischer Defekte). Weitergehende Eingriffe in die humangenetische Basis können erst in mehr oder weniger ferner Zukunft diskutiert werden, da hier gravierende technische und grundsätzliche Hindernisse auftreten. In Bezug auf Mikroben, Pflanzen, und es ist möglich, und Seite - x. Für Tiere sind solche Aussichten sehr ermutigend (z. B. die Beschaffung von Kulturpflanzensorten, die über eine Vorrichtung zur Fixierung von Stickstoff aus der Luft verfügen und keine Düngemittel benötigen). Sie bauen auf den bereits erzielten Erfolgen auf: Gene isolieren und synthetisieren, Gene von einem Organismus auf einen anderen übertragen, anwenden Massenkulturen Zellen als Produzenten von wirtschaftlich oder medizinisch wichtigen Stoffen.

Organisation der Forschung in der Molekularbiologie. Schnelle Entwicklung M. b. führte zur Entstehung einer Vielzahl von spezialisierten Forschungszentren. Ihre Zahl wächst rasant. Das größte: in Großbritannien - das Labor für Molekularbiologie in Cambridge, das Royal Institute in London; in Frankreich - Institute für Molekularbiologie in Paris, Marseille, Straßburg, Institut Pasteur; in den USA - Abteilungen M. b. an Universitäten und Instituten in Boston (Harvard University, Massachusetts Institute of Technology), San Francisco (Berkeley), Los Angeles (California Institute of Technology), New York (Rockefeller University), Gesundheitsinstituten in Bethesda usw.; in Deutschland - Max-Planck-Institute, Universitäten in Göttingen und München; in Schweden das Karolinska-Institut in Stockholm; in der DDR - das Zentralinstitut für Molekularbiologie in Berlin, Institute in Jena und Halle; in Ungarn - Biologisches Zentrum in Szeged. In der UdSSR wäre das erste spezialisierte Institut M.. wurde 1957 in Moskau im System der Akademie der Wissenschaften der UdSSR gegründet (vgl. ); dann wurden gebildet: das Institut für Bioorganische Chemie der Akademie der Wissenschaften der UdSSR in Moskau, das Institut für Protein in Pushchino, die biologische Abteilung des Instituts Atomenergie(Moskau), Abteilungen M. b. an den Instituten der Sibirischen Abteilung der Akademie der Wissenschaften in Nowosibirsk, dem Interdepartementalen Labor für Bioorganische Chemie der Staatlichen Universität Moskau, dem Sektor (später Institut) für Molekularbiologie und Genetik der Akademie der Wissenschaften der Ukrainischen SSR in Kiew ; bedeutende Arbeit an M. b. wird am Institut für makromolekulare Verbindungen in Leningrad, in einer Reihe von Abteilungen und Labors der Akademie der Wissenschaften der UdSSR und anderen Abteilungen durchgeführt.

Neben einzelnen Forschungszentren entstanden Organisationen größeren Ausmaßes. In Westeuropa entstand die Europäische Organisation für M.. (EMBO), an dem mehr als 10 Länder teilnehmen. In der UdSSR wurde 1966 am Institut für Molekularbiologie ein Wissenschaftlicher Rat für M. B. eingerichtet, der das Koordinierungs- und Organisationszentrum auf diesem Wissensgebiet darstellt. Er veröffentlichte eine umfangreiche Reihe von Monographien zu den wichtigsten Teilgebieten des M. b., regelmäßig werden „Winterschulen“ zum M. b. veranstaltet, Tagungen und Symposien zu aktuellen Problemen des M. b. Zukünftig würde eine wissenschaftliche Beratung zu M. erfolgen. wurden an der Akademie der medizinischen Wissenschaften der UdSSR und vielen republikanischen Akademien der Wissenschaften gegründet. Die Zeitschrift Molecular Biology erscheint seit 1966 (6 Ausgaben pro Jahr).

Denn relativ kurzfristig in der UdSSR wuchs eine bedeutende Abteilung von Forschern auf dem Gebiet von M. auf; das sind Wissenschaftler der älteren Generation, die ihre Interessen teilweise aus anderen Bereichen verlagert haben; Zum größten Teil sind es zahlreiche junge Forscher. Unter den führenden Wissenschaftlern, die aktiv an der Entstehung und Entwicklung von M. b. in der UdSSR kann man A. A. Baev, A. N. Belozersky, A. E. Braunshtein, Yu. A. Ovchinnikov, A. S. Spirin, M. M. Shemyakin, V. A. Engelgardt nennen. M.s neue Errungenschaften. und Molekulargenetik wird durch den Beschluss des Zentralkomitees der KPdSU und des Ministerrates der UdSSR (Mai 1974) „Über Maßnahmen zur Beschleunigung der Entwicklung der Molekularbiologie und Molekulargenetik und der Nutzung ihrer Errungenschaften im Inland erleichtert Wirtschaft."

Zündete.: Wagner R., Mitchell G., Genetik und Metabolismus, übers. aus dem Englischen, M., 1958; Szent-György und A., Bioenergetics, trans. aus dem Englischen, M., 1960; Anfinsen K., Molekulare Grundlagen der Evolution, übers. aus dem Englischen, M., 1962; Stanley W., Valens E., Viren und die Natur des Lebens, übers. aus dem Englischen, M., 1963; Molekulargenetik, übers. Mit. Englisch, Teil 1, M., 1964; Volkenstein M.V., Moleküle und Leben. Einführung in die molekulare Biophysik, M., 1965; Gaurowitz F., Chemie und Funktionen von Proteinen, übers. aus dem Englischen, M., 1965; Bresler S. E., Einführung in die Molekularbiologie, 3. Aufl., M.-L., 1973; Ingram V., Biosynthese von Makromolekülen, trans. aus Englisch, M., 1966; Engelhardt V. A., Molekularbiologie, in dem Buch: Entwicklung der Biologie in der UdSSR, M., 1967; Einführung in die Molekularbiologie, übers. aus dem Englischen, M., 1967; Watson, J., Molekularbiologie des Gens, trans. aus dem Englischen, M., 1967; Finean J., Biologische Ultrastrukturen, übers. aus dem Englischen, M., 1970; Bendoll, J., Muskeln, Moleküle und Bewegung, übers. aus dem Englischen, M., 1970; Ichas M., Biologischer Code, übers. aus Englisch, M., 1971; Molekularbiologie von Viren, M., 1971; Molekulare Grundlagen der Proteinbiosynthese, M., 1971; Bernhard S., Struktur und Funktion von Enzymen, übers. aus Englisch, M., 1971; Spirin A.S., Gavrilova L.P., Ribosome, 2. Aufl., M., 1971; Frenkel-Konrat H., Chemie und Biologie der Viren, übers. aus Englisch, M., 1972; Smith C., Hanewalt F., Molekulare Photobiologie. Prozesse der Inaktivierung und Erholung, übers. aus Englisch, M., 1972; Harris G., Grundlagen der menschlichen biochemischen Genetik, trans. aus dem Englischen, M., 1973.

V. A. Engelhardt.


Große sowjetische Enzyklopädie. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. 1969-1978 .

Molekularbiologie / mə lɛ zuJʊ läh / ist ein Zweig der Biologie, der sich mit den molekularen Grundlagen der biologischen Aktivität zwischen Biomolekülen in verschiedenen Zellsystemen befasst, einschließlich Wechselwirkungen zwischen DNA, RNA, Proteinen und deren Biosynthese sowie der Regulation dieser Wechselwirkungen. Aufnahme ein Natur 1961 beschrieb Astbury die Molekularbiologie:

Weniger eine Technik als vielmehr ein Ansatz, ein Ansatz aus Sicht der sogenannten Grundlagenwissenschaften mit dem Leitgedanken, unterhalb der großräumigen Erscheinungsformen der klassischen Biologie nach dem entsprechenden molekularen Plan zu suchen. Dabei geht es insbesondere um Formen biologische Moleküle und überwiegend dreidimensional und strukturell - was jedoch nicht bedeutet, dass es sich dabei nur um eine Verfeinerung der Morphologie handelt. Er muss zugleich Genese und Funktion untersuchen.

Bezug zu anderen biologischen Wissenschaften

Forscher auf dem Gebiet der Molekularbiologie nutzen die spezifischen Methoden der wachsenden Molekularbiologie, kombinieren sie aber zunehmend mit Methoden und Ideen aus der Genetik und Biochemie. Es gibt keine definierte Grenze zwischen diesen Disziplinen. Dies wird im folgenden Diagramm dargestellt, das eine mögliche Art der Beziehung zwischen Feldern darstellt:

  • Biochemie ist die Lehre von Chemikalien und lebenswichtigen Prozessen, die in lebenden Organismen ablaufen. Biochemikern fällt es schwer, sich auf die Rolle, Funktion und Struktur von Biomolekülen zu konzentrieren. Das Studium der Chemie hinter biologischen Prozessen und die Synthese biologisch aktiver Moleküle sind Beispiele der Biochemie.
  • Genetik ist die Lehre vom Einfluss genetischer Unterschiede in Organismen. Dies kann oft durch das Fehlen einer normalen Komponente (z. B. eines einzelnen Gens) gefolgert werden. Die Untersuchung von "Mutanten" - Organismen, die eine oder mehrere funktionelle Komponenten in Bezug auf den sogenannten "Wildtyp" oder normalen Phänotyp aufweisen. Genetische Interaktionen (Epistasis) werden oft durch einfache Interpretationen solcher "Knockout"-Studien verwirrt.
  • Molekularbiologie ist die Untersuchung der molekularen Grundlagen der Prozesse der Replikation, Transkription, Translation und Zellfunktion. Das zentrale Dogma der Molekularbiologie, bei dem genetisches Material in RNA umgeschrieben und dann in Protein übersetzt wird, bietet trotz allzu starker Vereinfachung immer noch einen guten Ausgangspunkt für das Verständnis des Gebiets. Das Bild wurde angesichts sich abzeichnender neuer Rollen für RNA revidiert.

Methoden der Molekularbiologie

Molekulares Klonen

Eine der grundlegendsten molekularbiologischen Techniken zur Untersuchung der Funktion eines Proteins ist das molekulare Klonen. Bei dieser Technik wird die DNA, die das interessierende Protein codiert, unter Verwendung von Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und/oder Restriktionsenzymen in ein Plasmid (einen Expressionsvektor) kloniert. Vektor hat 3 Unterscheidungsmerkmale: Replikationsursprung, eine multiple Klonierungsstelle (MCS) und ein selektierbarer Marker, normalerweise mit Antibiotikaresistenz. Die stromaufwärts gelegene multiple Klonierungsstelle sind die Promotor- und Transkriptionsstartstellenregionen, die die Expression des klonierten Gens regulieren. Dieses Plasmid kann entweder in bakterielle oder tierische Zellen eingeführt werden. Einführung von DNA in Bakterienzellen kann durch nackte DNA-Aufnahmetransformation, Zell-zu-Zell-Konjugationen oder durch Transduktion mit einem viralen Vektor erfolgen. Das Einbringen von DNA in eukaryontische Zellen, wie tierische Zellen, durch physikalische oder chemische Mittel wird als Transfektion bezeichnet. Es stehen mehrere unterschiedliche Transfektionsmethoden zur Verfügung, wie z. B. Calciumphosphat-Transfektion, Elektroporation, Mikroinjektion und liposomale Transfektion. Das Plasmid kann in das Genom integriert werden, was zu einer stabilen Transfektion führt, oder kann unabhängig vom Genom bleiben, Transfektionstransienten genannt.

Die DNA, die die interessierenden Proteine ​​codiert, befindet sich nun in der Zelle, und die Proteine ​​können nun exprimiert werden. Verschiedene Systeme, wie induzierbare Promotoren und spezifische Zellsignalfaktoren, helfen dabei, das Proteininteresse auf hohem Niveau auszudrücken. Große Mengen des Proteins können dann aus der bakteriellen oder eukaryontischen Zelle extrahiert werden. Das Protein kann in verschiedenen Situationen auf enzymatische Aktivität getestet werden, das Protein kann kristallisiert werden, um seine Tertiärstruktur zu untersuchen, oder in der pharmazeutischen Industrie kann die Aktivität neuer Arzneimittel gegen das Protein untersucht werden.

Polymerase Kettenreaktion

Makromolekül-Blotting und -Studie

Bedingungen nördlich , Westen und orientalisch Klecksen bringt heraus, was ursprünglich war Molekularbiologie Witz, der auf den Begriff spielte Südliches Netz, nach der von Edwin Southern für die BLOTTED-DNA-Hybridisierung beschriebenen Technik. Patricia Thomas, Entwicklerin des RNA-Blottings, die damals bekannt wurde als Nord - Blotting, verwenden Sie den Begriff eigentlich nicht.

Southern-Blotting

Der Southern Blot, benannt nach seinem Erfinder, dem Biologen Edwin Southern, ist eine Technik zur Untersuchung einer DNA-Probe auf das Vorhandensein einer bestimmten DNA-Sequenz. DNA-Proben vor oder nach Restriktionsenzym(Restriktionsenzym)-Verdaus werden durch Gelelektrophorese aufgetrennt und dann durch Kapillar-Blotting auf die Membran übertragen. Die Membran wird dann einer markierten DNA-Sonde ausgesetzt, die eine Basensequenz aufweist, die komplementär zu der auf der interessierenden DNA ist. Southern Blotting wird im wissenschaftlichen Labor weniger häufig verwendet, da andere Methoden wie PCR spezifische DNA-Sequenzen aus DNA-Proben nachweisen können. Diese Blots werden jedoch immer noch für einige Anwendungen verwendet, z. B. zur Messung der Kopienzahl von Transgenen in transgenen Mäusen oder zur Herstellung von Gen-Knockout-Linien embryonaler Stammzellen.

Northern-Blotting

Northern-Blot-Diagramm

East-Blotting

Klinische Forschung und medizinische Therapien aus der Molekularbiologie werden teilweise von der Gentherapie abgedeckt. Die Anwendung molekularbiologischer oder molekularzellbiologischer Ansätze in der Medizin wird heute als molekulare Medizin bezeichnet. Die Molekularbiologie spielt auch eine wichtige Rolle beim Verständnis der Bildung, Wirkung und Regulierung verschiedener Zellteile, die verwendet werden können, um neue Medikamente effektiv anzugreifen, Krankheiten zu diagnostizieren und die Zellphysiologie zu verstehen.

weiterlesen

  • Cohen, SN, Chang, NKD, Boyer, H. & Heling, RB Konstruktion von biologisch funktionellen bakteriellen Plasmiden in-vitro .

Ein Molekularbiologe ist ein medizinischer Forscher, dessen Mission es ist, die Menschheit vor gefährlichen Krankheiten zu retten. Unter diesen Krankheiten ist beispielsweise die Onkologie, die heute zu einer der Haupttodesursachen weltweit geworden ist, dem Marktführer - Herz-Kreislauf-Erkrankungen - nur geringfügig unterlegen. Neue Methoden zur Früherkennung von Onkologie, Prävention und Behandlung von Krebs sind eine vorrangige Aufgabe der modernen Medizin. Molekularbiologen auf dem Gebiet der Onkologie entwickeln Antikörper und rekombinante (gentechnisch hergestellte) Proteine ​​für die Früherkennung oder den gezielten Wirkstofftransport im Körper. Spezialisten auf diesem Gebiet nutzen die neuesten Errungenschaften von Wissenschaft und Technik, um neue Organismen und organische Substanzen im Hinblick auf ihre weitere Verwendung in Forschung und Klinik zu schaffen. Zu den von Molekularbiologen verwendeten Methoden gehören Klonierung, Transfektion, Infektion, Polymerase-Kettenreaktion, Gensequenzierung und andere. Eines der Unternehmen, das sich für Molekularbiologen in Russland interessiert, ist PrimeBioMed LLC. Die Organisation beschäftigt sich mit der Herstellung von Antikörper-Reagenzien für die Krebsdiagnose. Solche Antikörper werden hauptsächlich verwendet, um die Art des Tumors, seinen Ursprung und seine Bösartigkeit, dh die Fähigkeit zur Metastasierung (Ausbreitung auf andere Körperteile), zu bestimmen. Antikörper werden auf dünne Schnitte des untersuchten Gewebes aufgetragen und binden dann in Zellen an bestimmte Proteine ​​– Marker, die in Tumorzellen vorhanden sind, in gesunden aber fehlen und umgekehrt. Abhängig von den Ergebnissen der Studie wird eine weitere Behandlung verordnet. Zu den Kunden von PrimeBioMed zählen nicht nur medizinische, sondern auch wissenschaftliche Einrichtungen, da Antikörper auch zur Lösung von Forschungsproblemen eingesetzt werden können. In solchen Fällen können auf Sonderbestellung für eine bestimmte Aufgabe einzigartige Antikörper hergestellt werden, die an das untersuchte Protein binden können. Eine weitere vielversprechende Forschungsrichtung des Unternehmens ist die zielgerichtete (gezielte) Abgabe von Arzneimitteln im Körper. Dabei dienen Antikörper als Transportmittel: Mit ihrer Hilfe gelangen Medikamente direkt zu den betroffenen Organen. Dadurch wird die Behandlung effektiver und hat weniger negative Folgen für den Körper als beispielsweise eine Chemotherapie, die nicht nur Krebszellen, sondern auch andere Zellen befällt. Der Beruf des Molekularbiologen wird in den kommenden Jahrzehnten voraussichtlich immer stärker nachgefragt: Mit steigender durchschnittlicher Lebenserwartung eines Menschen wird die Zahl onkologischer Erkrankungen zunehmen. Die Früherkennung von Tumoren und innovative Behandlungsmethoden mit molekularbiologisch gewonnenen Substanzen werden Leben retten und deren Qualität verbessern eine riesige Zahl von Leuten.

Berufliche Grundausbildung

Prozentsätze spiegeln die Verteilung von Fachkräften mit einem bestimmten Bildungsniveau auf dem Arbeitsmarkt wider. Schlüsselspezialisierungen für die Beherrschung des Berufs sind grün markiert.

Fähigkeiten und Fertigkeiten

  • Fähigkeit zum Umgang mit Reagenzien, Proben, muss in der Lage sein, mit kleinen Objekten zu arbeiten
  • Fähigkeit, mit großen Mengen an Informationen zu arbeiten
  • Fähigkeit, mit den Händen zu arbeiten

Interessen und Vorlieben

  • Bereitschaft, etwas Neues zu lernen
  • Fähigkeit, im Multitasking-Modus zu arbeiten (es ist notwendig, den Fortschritt mehrerer Reaktionen und Prozesse gleichzeitig zu überwachen)
  • Genauigkeit
  • Verantwortung (Sie können die Arbeit nicht "für morgen" verlassen, da die Proben beschädigt werden können)
  • Gewissenhaftigkeit
  • Fleiß
  • Achtsamkeit (es ist notwendig, Mikroprozesse zu überwachen)

Beruf in Gesichtern

Maria Schitowa

Daria Samoilova

Alexej Grachev

Die Molekularbiologie im Bereich der Onkologie ist ein zukunftsträchtiges Berufsfeld, da die Bekämpfung von Krebs eine der vorrangigen Aufgaben der Weltmedizin ist.

Molekularbiologen sind aufgrund der aktiven Entwicklung von Wissenschaft, biotechnologischen und innovativen Unternehmen in vielen Bereichen gefragt. Bis heute besteht ein kleiner Mangel an Spezialisten, insbesondere an solchen mit einiger Erfahrung in ihrem Fachgebiet. Bislang gehen immer noch relativ viele Absolventen zum Arbeiten ins Ausland. Gelegenheiten beginnen sich abzuzeichnen effektive Arbeit auf dem Gebiet der Biotechnologie in Russland, aber es ist noch zu früh, um von Massencharakter zu sprechen.

Die Arbeit eines Molekularbiologen beinhaltet die aktive Beteiligung eines Spezialisten in wissenschaftliche Tätigkeit, das zu einem Mechanismus für den beruflichen Aufstieg wird. Die Entwicklung im Beruf ist durch die Teilnahme an wissenschaftlichen Projekten und Konferenzen möglich, möglicherweise durch die Entwicklung verwandter Wissensgebiete. Auch in Zukunft ist eine wissenschaftliche Entwicklung vom Nachwuchswissenschaftler über den Senior Researcher bis hin zum Leading Researcher, Professor und/oder Abteilungsleiter/Laborleiter möglich.

Molekularbiologie, eine Wissenschaft, die sich die Kenntnis der Natur von Lebensphänomenen zur Aufgabe stellt, indem sie biologische Objekte und Systeme auf einer Ebene untersucht, die sich der molekularen Ebene nähert und in einigen Fällen diese Grenze erreicht. Dabei geht es letztlich darum, herauszufinden, wie und in welchem ​​Umfang die charakteristischen Erscheinungsformen des Lebens, wie Vererbung, Fortpflanzung der eigenen Art, Proteinbiosynthese, Erregbarkeit, Wachstum und Entwicklung, Speicherung und Weitergabe von Informationen, Energieumwandlungen, Mobilität usw. sind auf die Struktur, Eigenschaften und Wechselwirkung von Molekülen biologisch wichtiger Substanzen zurückzuführen, hauptsächlich auf die beiden Hauptklassen hochmolekularer Biopolymere - Proteine ​​​​und Nukleinsäuren. Eine Besonderheit von M. b. - das Studium der Lebensphänomene an unbelebten Objekten oder solchen, die durch die primitivsten Manifestationen des Lebens gekennzeichnet sind. Dies sind biologische Gebilde von der zellulären Ebene und darunter: subzelluläre Organellen, wie isolierte Zellkerne, Mitochondrien, Ribosomen, Chromosomen, Zellmembranen; weiter - Systeme, die an der Grenze zwischen belebter und unbelebter Natur stehen - Viren, einschließlich Bakteriophagen, und endend mit den Molekülen der wichtigsten Bestandteile lebender Materie - Nukleinsäuren und Proteine.

Das Fundament, auf dem sich M. entwickelte, wurde von Wissenschaften wie Genetik, Biochemie, Physiologie elementarer Prozesse usw. gelegt. ist untrennbar mit der Molekulargenetik verbunden, die nach wie vor ein wichtiger Bestandteil ist

Eine Besonderheit von M. b. ist seine Dreidimensionalität. Die Essenz von M. b. M. Perutz sieht es in der Interpretation biologischer Funktionen in Bezug auf die molekulare Struktur. M. b. zielt darauf ab, Antworten auf die Frage "wie" zu erhalten, indem man die Essenz der Rolle und Beteiligung der gesamten Struktur des Moleküls kennt, und auf die Fragen "warum" und "wozu", indem man einerseits die Beziehung herausfindet zwischen den Eigenschaften des Moleküls (wieder vor allem Proteine ​​und Nukleinsäuren) und den Funktionen, die es erfüllt, und andererseits der Rolle solcher Einzelfunktionen im Gesamtkomplex der Manifestationen vitaler Aktivität.

Die wichtigsten Errungenschaften der Molekularbiologie. Hier ist eine bei weitem nicht vollständige Liste dieser Errungenschaften: Offenlegung der Struktur und des Mechanismus der biologischen Funktion von DNA, aller Arten von RNA und Ribosomen, Offenlegung des genetischen Codes; Entdeckung der reversen Transkription, d. h. DNA-Synthese auf einer RNA-Matrize; Untersuchung der Funktionsmechanismen von Atmungspigmenten; Entdeckung der dreidimensionalen Struktur und ihrer funktionellen Rolle bei der Wirkung von Enzymen, des Prinzips der Matrixsynthese und der Mechanismen der Proteinbiosynthese; Aufklärung der Struktur von Viren und der Mechanismen ihrer Vermehrung, der primären und teilweise der räumlichen Struktur von Antikörpern; Isolierung einzelner Gene, chemische und dann biologische (enzymatische) Gensynthese, auch beim Menschen, außerhalb der Zelle (in vitro); Übertragung von Genen von einem Organismus auf einen anderen, einschließlich in menschliche Zellen; die schnell voranschreitende Entschlüsselung der chemischen Struktur einer zunehmenden Zahl einzelner Proteine, hauptsächlich Enzyme, sowie Nukleinsäuren; Entdeckung des Phänomens der "Selbstorganisation" einiger biologischer Objekte von immer größerer Komplexität, angefangen bei Nukleinsäuremolekülen bis hin zu Mehrkomponenten-Enzymen, Viren, Ribosomen usw.; Aufklärung allosterischer und anderer Grundprinzipien der Regulation biologischer Funktionen und Prozesse.

Probleme der Molekularbiologie. Neben den genannten wichtigen Aufgaben würde M. (Kenntnis der Gesetze der "Erkennung", Selbstorganisation und Integration) Eine aktuelle Richtung der wissenschaftlichen Suche für die nahe Zukunft ist die Entwicklung von Methoden, die die Entschlüsselung der Struktur und dann der dreidimensionalen, räumlichen Organisation hochmolekularer Stoffe ermöglichen Nukleinsäuren. Alle wichtigen Methoden, deren Anwendung die Entstehung und den Erfolg von M. b. sicherstellte, wurden von Physikern vorgeschlagen und entwickelt (Ultrazentrifugation, Röntgenbeugungsanalyse, Elektronenmikroskopie, Kernspinresonanz usw.). Nahezu alle neuen physikalischen Versuchsansätze (z. B. Einsatz von Computern, Synchrotron oder Bremsstrahlung, Bestrahlung, Lasertechnik ua) eröffnen neue Möglichkeiten für eine vertiefte Untersuchung der Problematik von M. b. Zu den wichtigsten Aufgaben praktischer Art, deren Beantwortung von M. b. erwartet wird, gehört in erster Linie das Problem der molekularen Grundlagen des bösartigen Wachstums, dann - Wege zur Vorbeugung und vielleicht Überwindung von Erbkrankheiten - " molekulare Krankheiten". Von großer Bedeutung wird die Aufklärung der molekularen Grundlagen der biologischen Katalyse, dh der Wirkung von Enzymen, sein. Zu den wichtigsten modernen Richtungen von M. b. sollte den Wunsch beinhalten, die molekularen Wirkungsmechanismen von Hormonen, toxischen und medizinischen Substanzen zu entschlüsseln sowie die Details der molekularen Struktur und Funktionsweise solcher Zellstrukturen wie biologischer Membranen herauszufinden, die an der Regulierung der Penetrationsprozesse beteiligt sind und Transport von Stoffen. Weiter entfernte Ziele M. b. - Wissen über die Natur von Nervenprozessen, Gedächtnismechanismen usw. Einer der wichtigen neuen Abschnitte von M. b. - sogenannt. Gentechnik, die darauf abzielt, den genetischen Apparat (Genom) lebender Organismen, beginnend bei Mikroben und niederen (einzelligen) und endend beim Menschen (in letzterem Fall vor allem zum Zweck der radikalen Behandlung von Erbkrankheiten und Korrektur) gezielt zu betreiben von Gendefekten).

Die wichtigsten Richtungen der MB:

- Molekulargenetik - die Untersuchung der strukturellen und funktionellen Organisation des genetischen Apparats der Zelle und des Mechanismus für die Implementierung von Erbinformationen

– Molekulare Virologie – die Untersuchung der molekularen Mechanismen der Wechselwirkung von Viren mit Zellen

– Molekulare Immunologie – die Untersuchung von Mustern von Immunreaktionen des Körpers

– Molekularbiologie der Entwicklung – ​​die Untersuchung des Auftretens von Zellvielfalt im Laufe der individuellen Entwicklung von Organismen und der Spezialisierung von Zellen

Hauptforschungsobjekte: Viren (einschließlich Bakteriophagen), Zellen und subzelluläre Strukturen, Makromoleküle, Vielzellige Organismen.

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Für Freunde!

Bezug

Die Molekularbiologie entstand im April 1953 aus der Biochemie. Sein Aussehen ist mit den Namen von James Watson und Francis Crick verbunden, die die Struktur des DNA-Moleküls entdeckten. Die Entdeckung wurde durch das Studium der Genetik, Bakterien und der Biochemie von Viren ermöglicht. Der Beruf des Molekularbiologen ist nicht weit verbreitet, aber heute seine Rolle in moderne Gesellschaft sehr groß. Eine Vielzahl von Krankheiten, einschließlich solcher, die sich auf genetischer Ebene manifestieren, erfordern, dass Wissenschaftler Lösungen für dieses Problem finden.

Beschreibung der Aktivität

Viren und Bakterien verändern sich ständig, was dazu führt, dass Medikamente einem Menschen nicht mehr helfen und Krankheiten unbehandelbar werden. Die Aufgabe der Molekularbiologie ist es, diesen Prozess voranzutreiben und ein neues Heilmittel für Krankheiten zu entwickeln. Wissenschaftler arbeiten nach einem bewährten Schema: Sie blockieren die Ursache der Krankheit, beseitigen die Mechanismen der Vererbung und lindern so den Zustand des Patienten. Es gibt eine Reihe von Zentren, Kliniken und Krankenhäusern auf der ganzen Welt, in denen Molekularbiologen neue Behandlungen entwickeln, um Patienten zu helfen.

Berufliche Verantwortlichkeiten

Zu den Aufgaben eines Molekularbiologen gehört die Untersuchung von Vorgängen innerhalb der Zelle (zum Beispiel Veränderungen der DNA bei der Entstehung von Tumoren). Außerdem untersuchen Experten die Eigenschaften der DNA, ihre Wirkung auf den gesamten Organismus und eine einzelne Zelle. Solche Untersuchungen werden zum Beispiel auf Basis der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) durchgeführt, die es erlaubt, den Körper auf Infektionen, Erbkrankheiten und biologische Zusammenhänge zu untersuchen.

Merkmale des Karrierewachstums

Der Beruf des Molekularbiologen ist in seinem Bereich durchaus zukunftsträchtig und beansprucht schon heute den ersten Platz im Ranking der Medizinerberufe der Zukunft. Übrigens, Molekularbiologe Sie müssen nicht die ganze Zeit in diesem Bereich bleiben. Wenn der Wunsch nach einem beruflichen Wechsel besteht, kann er sich zum Verkaufsleiter für Laborgeräte umschulen, mit der Entwicklung von Instrumenten für verschiedene Studien beginnen oder sich selbstständig machen.