ก่อนที่จะพิจารณาวิธีการทางอณูชีววิทยา จำเป็นต้องเข้าใจและเข้าใจอย่างน้อยที่สุดในแง่ทั่วไปว่าอณูชีววิทยาคืออะไรและศึกษาอะไร และสำหรับสิ่งนี้ คุณจะต้องขุดลึกลงไปอีกและจัดการกับแนวคิดที่ไพเราะของ "ข้อมูลทางพันธุกรรม" และยังจำได้ว่าเซลล์ นิวเคลียส โปรตีน และกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกคืออะไร
อะไรคือความรู้พื้นฐาน
ทุกคนที่เรียนวิชาชีววิทยาขั้นพื้นฐานที่โรงเรียนควรรู้ว่าร่างกายของคนและสัตว์ทุกคนประกอบด้วยอวัยวะ กล้ามเนื้อและกระดูก และเกิดจากเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ก่อตัวจากเซลล์
เปลือก ไซโตพลาสซึม โปรตีนต่างๆ และนิวเคลียสเป็นส่วนประกอบหลักของเซลล์ธรรมดาที่สุด แต่ข้อมูลเกี่ยวกับการสร้างโปรตีนและการทำงานนั้นอยู่ในนิวเคลียสอย่างไรให้ละเอียดยิ่งขึ้นในดีออกซีไรโบนิวคลีอิกกรด. มันอยู่ในสาย DNA ที่มีชื่อเสียงระดับโลกที่มีการจัดเก็บและจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโปรตีน การพัฒนาต่อไปของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับการสร้างกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่ถูกต้อง จากมุมมองของนักชีววิทยา ไม่มีอะไรสำคัญไปกว่า เราสามารถพูดได้ว่าทั้งชีวิตของคนเราขึ้นอยู่กับอุบัติเหตุเล็กๆ น้อยๆ นับพันล้านครั้งที่อาจเปลี่ยนจีโนมของเขาได้
อณูชีววิทยาก็เหมือนกันและศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์: วิธีการถ่ายโอนข้อมูลจากกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกไปยังโปรตีน ที่มาในตอนแรก หน้าที่หลักของโปรตีนคืออะไร และก่อตัวอย่างไร
ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ 20 ชีววิทยาระดับโมเลกุลได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขัน นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของโลกได้อุทิศชีวิตให้กับการศึกษากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกและการทำงานของโปรตีน มีการค้นพบที่น่าเหลือเชื่อมากมาย ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ฟรานซิส คริก ในช่วงก่อนอายุหกสิบเศษได้กำหนดหลักความเชื่อของอณูชีววิทยา สาระสำคัญของกฎหมายนี้คือข้อมูลทางพันธุกรรมย้ายจากกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกไปเป็นกรดไรโบนิวคลีอิก และจากที่นั่นไปเป็นโปรตีน แต่กระบวนการไปในทิศทางตรงกันข้ามไม่ได้
ใกล้จะถึงต้นศตวรรษที่ 21 เท่านั้นที่การก่อตัวของวิธีการหลักของอณูชีววิทยาเริ่มต้นขึ้น ด้วยเหตุนี้ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์จึงเกิดขึ้นจริง: นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกก่อตัวอย่างไรและจากอะไร ชีววิทยาและเคมีไม่เคยเหมือนเดิมอีกต่อไป
วิธีอณูชีววิทยา
มีพื้นฐานวิธีเปลี่ยนกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกและกรดไรโบนิวคลีอิก รวมถึงการดัดแปลงโปรตีน จุดรวมของหลักการและวิธีการทางชีวเคมีและอณูชีววิทยาคือการค้นหาสิ่งใหม่เกี่ยวกับ DNA และโปรตีน
วิธีแรก. ตัด
เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ตระหนักดีว่าพวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 เมื่อพวกเขาค้นพบเอนไซม์ที่พิเศษมาก ผู้ได้รับรางวัลโนเบล Smith, Nathans และ Arber ซึ่งแยกและใช้โปรตีนนี้ในปี 1978 ขนานนามว่าเอนไซม์จำกัด ชื่อที่ค่อนข้างรุนแรงนี้ถูกเลือกเพราะเอ็นไซม์นี้มีความสามารถที่น่าทึ่ง: มันสามารถตัดผ่านกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกได้อย่างแท้จริง
วิธีที่สอง เชื่อมต่อ
บ่อยครั้งที่วิธีการทางอณูชีววิทยาไม่ได้ใช้เพียงลำพัง แต่ใช้คู่กัน สองวิธีแรกจากรายการนี้สามารถใช้เป็นตัวอย่างได้ที่นี่ เป้าหมายของนักวิทยาศาสตร์ทางชีววิทยาไม่ได้มากเท่ากับการแยกโมเลกุลกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ ภารกิจนี้ขาดไม่ได้หากไม่มีเอ็นไซม์อื่น: DNA ligase สามารถเชื่อมสายโซ่ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเข้าด้วยกันได้ นอกจากนี้ โซ่ยังสามารถเป็นเซลล์ประเภทที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และสิ่งนี้จะไม่ส่งผลกระทบอะไรเลย
วิธีที่สาม หาร
มักเกิดขึ้นที่โมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกมีความยาวต่างกัน เพื่อไม่ให้รบกวนการทำงานของนักวิทยาศาสตร์จึงแบ่งแยกด้วยโดยใช้ปรากฏการณ์อิเล็กโตรโฟรีซิส โมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกถูกแช่อยู่ในสารบางชนิด และตัวมันเองถูกแช่อยู่ในสนามไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของการแยกตัวที่เกิดขึ้น
วิธีที่สี่ รับรู้ถึงแก่นแท้
วิธีการทางชีวเคมีและอณูชีววิทยาแตกต่างกัน บ่อยครั้งเป้าหมายของพวกเขาไม่ใช่เพื่อเปลี่ยนยีน แต่เพื่อศึกษาพวกมัน เพื่อที่จะเปิดเผยสาระสำคัญของ DNA จึงใช้การผสมพันธุ์ของกรดนิวคลีอิก การทดลองดำเนินไปในลักษณะนี้ ขั้นแรก กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกถูกทำให้ร้อน ด้วยเหตุนี้โซ่จึงถูกตัดการเชื่อมต่อ กระบวนการต้องทำซ้ำสองครั้งด้วยกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกสองชนิดที่แตกต่างกัน จากนั้นผสมให้เข้ากันและสุดท้ายส่วนผสมก็เย็นลง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีการสร้างสายโซ่กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกโดยขึ้นอยู่กับว่าเกิดการผสมพันธุ์เร็วหรือช้าเพียงใด
วิธีที่ห้า. โคลน
วิธีการวิจัยทางอณูชีววิทยามีความเกี่ยวข้องกันเสมอ แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีนี้ เพราะที่จริงแล้ว การโคลนนิ่งเป็นการผสมผสานระหว่างวิธีก่อนหน้าทั้งหมดในการทำงานกับยีน ก่อนอื่น คุณต้องแยกกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกออกเป็นส่วนๆ ต่อไป แบคทีเรียจะเติบโตในหลอดทดลอง และสายโซ่ที่เป็นผลลัพธ์ก็ทวีคูณในนั้น
วิธีที่หก กำหนด
ย้อนกลับไปในทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 Per Victor Edman นักชีววิทยาจากสวีเดนได้คิดค้นวิธีการ ด้วยความช่วยเหลือ ทำให้สามารถจดจำลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมาก
เซเว่นกระบวนการ. แก้ไข
หลักการและวิธีการของอณูชีววิทยานั้นขึ้นอยู่กับการทำงานกับเซลล์เป็นหลัก ความจริงก็คือด้วยความช่วยเหลือของสิ่งที่เรียกว่ายีนปืน นักวิทยาศาสตร์สามารถฉีดกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเข้าไปในเซลล์ของพืช สัตว์ และมนุษย์ได้ ดังนั้น เซลล์จึงเปลี่ยนแปลง ได้รับคุณสมบัติและการทำงานใหม่ นิวเคลียสและออร์แกเนลล์อื่นๆ ได้รับการดัดแปลงอย่างมากจากการทดลองนี้
วิธีที่แปด. สำรวจ
ยีนซึ่งเรียกว่ายีนของนักข่าว สามารถแนบไปกับยีนอื่นๆ และด้วยความช่วยเหลือจากการกระทำที่ค่อนข้างง่ายนี้ เพื่อศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ นอกจากนี้ วิธีนี้ใช้เพื่อค้นหาว่ายีนแสดงออกอย่างชัดเจนในเซลล์อย่างไร ยีน LacZ มักจะทำหน้าที่เป็นนักข่าว
วิธีที่เก้า ค้นพบ
เพื่อแยกยีนบางตัวออกจากกัน นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำฮอร์สแรดิชเปอร์ออกซิเดสเข้าไปในเซลล์ มันรวมตัวกับโมเลกุลและส่งสัญญาณที่แรงพอที่นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของเซลล์ได้
สรุป
ในยุคของเรา วิทยาศาสตร์กำลังก้าวไปข้างหน้าอย่างแข็งขัน โดยเฉพาะในด้านชีววิทยา มีการค้นพบหน้าที่และประเภทใหม่ ๆ ของเซลล์ วิธีการใหม่ทางอณูชีววิทยาที่กำลังถูกค้นพบ เป็นไปได้ว่าอนาคตจะขึ้นอยู่กับการค้นพบเหล่านี้ และการค้นพบเหล่านี้ก็ขึ้นอยู่กับวิธีการสมัยใหม่ของอณูชีววิทยา
