زیست‌شناسی مولکولی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

زیست شناسی مولکولی[ویرایش]

زیست‌شناسی مولکولی، مطالعهٔ زیست‌شناسی در سطح مولکولی است. این حوزه دارای وجوه مشترکی با زیست‌شناسی، شیمی، و به طور خاص، با علم ژنتیک و بیوشیمی است. زیست‌ شناسی مولکولی، علم استنباط برهم‌کنش های مولکولیِ فعالیت های بیولوژی در بین سیستم‌های مختلف درون سلولی است که شامل ارتباطات بین DNA، RNA، پروتئین و بیوسنتز آن ها می باشد[۱]. به‌علاوه، چگونگی تنظیم این برهم‌کنش‌ها نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

تاریخچه[ویرایش]

در حالی که زیست شناسی مولکولی در دهه ۱۹۳۰ پایه گذاری شد اصطلاح زیست شناسی مولکولی به وسیله Warren Weaver در سال ۱۹۳۸ ابداع گردید. او معتقد بود که زیست شناسی به دلیل پیشرفت های اخیر در زمینه هایی همچون کریستالوگرافی اشعه ی X در حال رسیدن به مرحله ی مهمی از تغییرات می باشد [۲][۳].

تحقیقات بالینی و درمان های پزشکی که بر پایه ی زیست شناسی مولکولی هستند تا حدودی به وسیله ژن درمانی پوشش داده شده اند. در حال حاضر، استفاده از زیست شناسی مولکولی یا روش ها و ابزارهای زیست شناسی سلولی مولکولی در پزشکی به عنوان پزشکی مولکولی شناخته می شود. همچنین زیست شناسی مولکولی نقش مهمی در درک شکل گیری، فعالیت و تنظیم قسمت های مختلف یک سلول ایفا می کند که می تواند برای تعیین دقیق اهداف داروهای جدید، تشخیص بیماری ها و درک فیزیولوژی سلول مورد استفاده قرار گیرد.

ارتباط با دیگر علوم زیستیِ در سطح مولکولی[ویرایش]

اگرچه، محققین در این حوزه از تکنیک‌های ذاتاً مختص به زیست‌شناسی مولکولی بهـره می‌برند، امروزه، این تکنیک‌ها را بطور روزافزونی با روشها وطرحهای علوم ژنتیک و بیوشیمی ترکیب می‌نمایند. از آنجا که هیچ مرز تعریف‌شده و مشخصی بین این مباحث وجود ندارد، آنچه که در ادامه می‌آید، تنها یک دیدگاه ازمیان الگوهای قابل تصور برای ارتباط بین مباحث فوق است.

  • بیوشیمی مطالعهٔ مواد شیمیائی و فرایندهای حیاتی است که در موجودات زنده رخ می‌دهد. تمرکز تحقیقات بیوشیمی‌دان‌ها بر نقش، عملکرد، و ساختار مولکولهای زیستی است.

بسیاری از داده های زیست شناسی مولکولی کمی می باشند و به تازگی کارهای زیادی در رابطه با ارتباط زیست شناسی مولکولی با علم کامپیوتر در بیوانفورماتیک و آمار زیستی انجام گرفته است. در اوایل دهه ۲۰۰۰ مطالعه ساختار و عملکرد ژن و ژنتیک مولکولی، در میان برجسته ترین زیر رشته های زیست شناسی مولکولی بوده است.

بسیاری از گرایش های زیست شناسی به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر روی مولکول متمرکز هستند. ارتباطات ماکرومولکول ها در زیست شناسی تکوینی و زیست شناسی سلولی مورد مطالعه قرار می گیرند و در گرایش های زیست شناسی تکاملی مانند ژنتیک جمعیت و فیلوژنتیک به منظور استنباط ویژگی های تاریخی جمعیت یا گونه از تکنیک های مولکولی استفاده می شود. ارتباط این علم باداروسازی وشیمی الی به گونه ای گسترده است.

ارتباط زیست شناسی مولکولی با دیگر علوم زیستی

روش‌های آزمایشگاهی مورد استفاده در زیست‌شناسی مولکولی[ویرایش]

یکی از پایه ای ترین تکنیک های زیست شناسی مولکولی به منظور مطالعه عملکرد پروتئین، کلونینگ مولکولی است. در این روش DNAی کدکننده ی پروتئین مورد نظر، از طریق PCR و/یا آنزیم های محدودکننده (Restriction enzyme)، در یک پلاسمید( وکتور بیانی) کلون می شود.

یک وکتور، واجد ۳ مشخصه است: دارای یک ناحیه آغاز رونویسی(origin of replication) است. دارای یک ناحیه کلونینگ چند گانه (multiple cloning site یا به اختصارmcs) است. همچنین واجد یک مارکر انتخابی (selection marker) است. (مارکر انتخابی معمولا ژن مقاوم به یک آنتی بیوتیک است) ناحیه آغاز رونویسی دارای نواحی پروموتری در بالادست ناحیه آغاز رونویسی و ترجمه است. این پلاسمیدقادر است به داخل باکتری یا سلول حیوانی وارد شود. ورود DNA به داخل سلول های باکتری می تواند از طریق جذب DNAی عریان طی ترانسفرماسیون (transformation)، هم یوغی از طریق تماس سلول به سلول(conjugation) یا انتقال وکتور ویروسی (transduction) انجام گیرد.

به ورود DNA به سلول های یوکاریوتی (همچون سلول های حیوانی) از طریق روش های فیزیکی یا شیمیایی، ترانسفکشن (transfection) گفته می شود[۴][۵]. پس از اینکه DNAی کدکننده مورد نظر ما در داخل یک سلول قرار گرفت، پروتئین آن می تواند بیان شود. سپس می توان از طریق کشت سلول های باکتریایی یا یوکاریوتی، مقادیر بالای پروتئین را از آنها استخراج کرد.

PCR یک روش کارآمد به منظور کپی کردن DNA است. با این تکنیک، امکان تکثیر یک توالی خاص از DNA امکان پذیر می شود.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. 1. Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Morgan, David; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. Molecular Biology of the Cell, Sixth Edition. Garland Science. pp. 1–10. ISBN 9781317563754. Retrieved 31 December 2016.
  2. 2. Weaver, Warren (6 November 1970). "Molecular Biology: Origin of the Term". Science. pp. 581–582. doi:10.1126/science.170.3958.581-a. Retrieved 31 December 2016.
  3. 3. Bynum, William (1 February 1999). "A History of Molecular Biology". Nature Medicine. 5 (2): 140–140. doi:10.1038/5498. ISSN 1078-8956. Retrieved 31 December 2016.subscription required
  4. 5. Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. Isolating, Cloning, and Sequencing DNA. Retrieved 31 December 2016.
  5. 6. Lessard, Juliane C. (1 January 2013). "Molecular cloning". Methods in Enzymology. 529: 85–98. doi:10.1016/B978-0-12-418687-3.00007-0. ISSN 1557-7988. PMID 24011038.subscription required

Molecular_biology