25711

Z biochemii wylania się biologia molekularna

Termin biologia molekularna pojawił się w literaturze naukowej na początku lat pięćdziesiątych minionego wieku Przez wielu biochemików tamtego czasu termin ten początkowo byl traktowany jako synonim biochemii Dopiero dalsze badania bezpośrednio wyjaśniające wiele fundamentalnych problemów biologicznych na poziomie molekularnym przyczyniły się do wyłonienia z biochemii biologii molekularnej, a znacznie później biotechnologii. W 1967 r.

badacz angielski Kendrew zwrócił uwagę na znaczenie rentgenograficznych badań struktur makrocząsteczek Zapoczątkowało to współpracę badaczy różnych specjalności -biochemików, genetyków, krystalografów, biofizyków, wirusologów i przedstawicieli wielu innych nauk biologicznych. Wszystkie badania biochemiczne i biologii molekularnej z czasów' poznawania kodu genetycznego wskazywały, że infonnacja zawarta w DNA jest tłumaczona na strukturę białek, które jako enzymy decydują o wszystkich reakcjach chemicznych przebiegających w żywych organizmach i w konsekwencji o przebiegu szlaków' metabolicznych. Pośrednikiem w przenoszeniu tej infonnacji jestjednolańcuchowy RNA, który jest kopią roboczą fragmentów'

DNA i dopiero struktura tej kopii podlega bezpośredniemu dekodowaniu w komórce podczas biosyntezy białka. DNA bezpośrednio nie uczestniczy w biosyntezie białka i w ten sposób jest chronione przed możliwymi niekorzystnymi zmianami, jakim mógłby podlegać w trakcie procesu biosyntezy białka.

Poznawanie tajemnic życia

Poznanie kodu genetycznego zawdzięczamy głównie niezależnym badaniom dwóch zespołów biochemików kierowanych przez Nircnbcrga i Khorany w latach 1961-1966. Szczególną cechą kodu genetycznego jest jego uniwersalny charakter w całym świecie ożywionym Jest on taki sam zarówno dla wirusów i bakterii, jak i dla człowieka. Opracow^ranie metody sekwencjonowania nukleotydów DNA w 1975 r. przez dwa zespoły Saugera w Anglii oraz Gilberta w USA przyspieszyły prace nad rozszyfrowaniem genomu ludzkiego Biologia molekularna wywodząca się z biochemii dala genetyce molekularny opis aparatu genetycznego. Stwierdzono występowanie w genach kodujących krótkich odcinków liczących 6-20 nukleotydów, do których przyłączały się białka aktywujące lub hamujące dany gea W 1977 r. Piene Chambon odkrył geny mozaikowe, czyli fragmenty kodujące zwane eksonami, które były połączone z intronami (fragmentami niekodującymi) W procesie „dojrzewania” z genu mozaikowego introny zostają usunięte, a połączone eksony stanowią cząsteczkę, w której jest zawarta informacja kodująca specyficzne białko.

Kolejnym ważnym krokiem w poznaniu tajemnic życia było odkrycie występowania genów' homeotycznych, które są genami nadrzędnymi Odkrycia tego dokonał w 1995 r międzynarodowy zespól badaczy Christine Nuesslein-Volhard (Niemcy) oraz Edward Lewis i EricWiechansow' (USA) Badacze ci stwierdzili, że kodowane przez geny homcotycznc białka pełnią funkcję czynników transkrypcyjnych uruchamiających aktywność innych genów Należą one do genów' mozaikowych. Te same sekwencje homeotyczne znaleziono w genach homeotycznych różnych gatunków, np muszki owocowej, żaby, myszy i człowieka Sugeruje to, że natura stworzyła jeden wspólny, podstawowy mechanizm rozwoju organizmów wielokomórkowych i to w ewolucyjnie bardzo odległym czasie. W tym samym roku opublikowano strukturę pierwszego całego genomu wolno żyjącego organizmu -bakterii HaemnplulusinfluenzaeRd, liczącego 1,8 min par nukleotydów'.