Молекулярна візуалізація білкового комплексу CsgFG
Фундаментальними завданнями молекулярної біології є: встановлення молекулярних механізмів основних біологічних процесів, як-от відтворення та реалізація генетичної інформації, біосинтез білків та інших процесів, зумовлених структурно-функціональними властивостями і взаємодією нуклеїнових кислот і білків, а також вивчення регуляторних механізмів даних процесів.
Напрямки досліджень
Основні напрямки досліджень:
Організація макромолекул та надмолекулярних утворень, що зумовлюють такі специфічні ознаки живої матерії, як: саморегулювання систем, спадковість, мінливість, ріст і розвиток.
Структура ДНК, що детально показує структуру чотирьох основ, аденіну, цитозину, гуаніну та тиміну.Молекулярні механізми процесів у клітині: біосинтезДНК, синтез РНК на матричній ДНК, біосинтез білків на рибосомах, мембранний транспорт, ферментативний каталіз та інші.
Принципи регулювання макромолекулярних функцій і процесів у клітині.
Розроблення нових методів та біотехнологій для практичного використання.
Методи молекулярної біології
З кінця 1950-х і початку 1960-х молекулярні біологи навчилися характеризувати, ізолювати та маніпулювати молекулярними компонентами клітин і організмів. Ці компоненти охоплюють ДНК, РНК, білки.
У молекулярній біології застосовуються якісні та кількісні методи дослідження, як-от:
фізіологічні методи (гісто- та цитоаналіз, електронна та світлова мікроскопія);
фізико-хімічні методи (електронний парамагнітний резонанс, мас-спектрометрія, радіоавтографія, рентгеноструктурний аналіз);
біохімічні методи (оптичні: фотоелектроколориметрія, спектрофотометрія, нефелометрія, спектрофлуориметрія; а також хроматографія, електрофорез, седиментаційний аналіз тощо);
імунологічні методи (імуноелектрофорез, імуноферментний аналіз);
методи молекулярної генетики та генної інженерії (рестрикційно-лігазний та коннекторний метод, а також з використанням плюс/мінус систем тощо);
методи клітинної інженерії (клітинні культури, метод культури тканин і органів);
метод безклітинних систем.
Полімеразна ланцюгова реакція
Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)
Полімеразна ланцюгова реакція є універсальним методом для копіювання ДНК. Він дозволяє одній послідовності ДНК копіюватись (у мільйони разів) або змінитись у заданих напрямках. Наприклад, ПЛР може ввести сайти рестрикції (ділянки впізнавання) або мутувати (змінити) конкретні основи ДНК. Другий спосіб називають «швидкою зміною». ПЛР також можуть використовувати для того, щоби визначити, чи конкретний фрагмент ДНК знаходиться в комплементарній ДНК. ПЛР має багато різновидів, як-от зворотна транскрипція для ампліфікації РНК, а також кількісна ПЛР, які дозволяють чисельно виміряти молекули ДНК або РНК.
Гель-електрофорез
Гель-електрофорез — спосіб розділення сумішей білків в поліакриламідному гелі відповідно до їхньої електрофоретичної рухливості, довжини поліпептидного ланцюжка або молекулярної маси, а також укладання білкової молекули, посттрансляційних модифікацій та інших факторів.
Саузерн-блотинг
Саузерн-блот — метод молекулярної біології, який здійснюється за допомогою зондів, і який зазвичай використовують для встановлення того, чи певна нуклеотидна послідовність присутня в зразку ДНК. Саузерн-блот поєднує агарозний гелевий електрофорез, який використовують для розділення фрагментів ДНК за розміром, з методами перенесення розділеної за розміром ДНК на мембрану і гібридизації. Метод названий на честь його винахідника, британського біолога . Інші методи блоту (тобто вестерн-блот, нозерн-блот та саузвестерн-блот) використовують подібний принцип, але для визначення кількісного складу певної послідовності РНК або білків, і були названі пізніше за аналогією зі Саузерн-блотом (від англ.southern, nothern, western — «південний», «північний», «західний»). Оскільки лише термін Саузерн-блот має у складі власну назву, він пишеться з великої літери, але назви нозерн- чи вестерн-блотів — з маленької.
Клінічне значення
Застосовується в клінічних дослідженнях та лікувальних заходах. Використання молекулярної біології чи молекулярних підходів клітинної біології в медицині тепер називається молекулярна медицина. Молекулярна біологія також відіграє важливу роль у формуванні, дії, положенні різних частин клітин, що може бути ефективно використано для створення нових ліків, діагностики захворювань.
Див. також
Молекулярна генетика
Молекулярна нейронаука
Клітинна біологія
Системна біологія
Обчислювальна біологія
Мультиоміка
Біоінформатика
Мікробіологія
Нанотехнології
Біомолекулярна електроніка
Література
Боєчко Ф.Ф. Основи молекулярної біології : курс лекцій. Черкаси, 2013. 256 с.
Книги
А. В. Сиволоб (2008). Молекулярна біологія(PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет». Архів оригіналу (PDF) за 4 березня 2016. Процитовано 10 лютого 2014.
Molecular Biology of the Cell, 4th ed. / B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. New York: Garland Science; 2002. ISBN 0-8153-3218-1
Медична біологія / За ред. В. П. Пішака, Ю. І. Бажори. Підручник. - М-42 Вінниця: Нова Книга, 2004. - 656 с: іл. ISBN 966-7890-35-X
Серія книг Methods in Molecular Biology (Springer, 1995-2024+)
Clark David P.; Pazdernik Nanette Jean; McGehee Michelle R. (2019). Molecular biology. Academic cell (3rd edition). London,San Diego, Cambridge, Oxford: Academic Press, Elsevier. ISBN978-0-12-813288-3.
Carson Sue (2019). Molecular biology techniques: a classroom laboratory manual (4th edition). London: Elsevier, Academic Press. ISBN978-0-12-818024-2.
Wilson Keith; Walker John M. (2010). Principles and techniques of biochemistry and molecular biology (вид. 7th ed). Cambridge University Press. ISBN978-0-521-51635-8.
Molekulya rna biolo giya galuz biologiyi yaka vivchaye biologichni procesi na rivni biopolimeriv nukleyinovih kislot i bilkiv ta yihnih Molekulyarna vizualizaciya bilkovogo kompleksu CsgFG Fundamentalnimi zavdannyami molekulyarnoyi biologiyi ye vstanovlennya molekulyarnih mehanizmiv osnovnih biologichnih procesiv yak ot vidtvorennya ta realizaciya genetichnoyi informaciyi biosintez bilkiv ta inshih procesiv zumovlenih strukturno funkcionalnimi vlastivostyami i vzayemodiyeyu nukleyinovih kislot i bilkiv a takozh vivchennya regulyatornih mehanizmiv danih procesiv Napryamki doslidzhenOsnovni napryamki doslidzhen Organizaciya makromolekul ta nadmolekulyarnih utvoren sho zumovlyuyut taki specifichni oznaki zhivoyi materiyi yak samoregulyuvannya sistem spadkovist minlivist rist i rozvitok Struktura DNK sho detalno pokazuye strukturu chotiroh osnov adeninu citozinu guaninu ta timinu Molekulyarni mehanizmi procesiv u klitini biosintez DNK sintez RNK na matrichnij DNK biosintez bilkiv na ribosomah membrannij transport fermentativnij kataliz ta inshi Principi regulyuvannya makromolekulyarnih funkcij i procesiv u klitini Rozroblennya novih metodiv ta biotehnologij dlya praktichnogo vikoristannya Metodi molekulyarnoyi biologiyiZ kincya 1950 h i pochatku 1960 h molekulyarni biologi navchilisya harakterizuvati izolyuvati ta manipulyuvati molekulyarnimi komponentami klitin i organizmiv Ci komponenti ohoplyuyut DNK RNK bilki U molekulyarnij biologiyi zastosovuyutsya yakisni ta kilkisni metodi doslidzhennya yak ot fiziologichni metodi gisto ta citoanaliz elektronna ta svitlova mikroskopiya fiziko himichni metodi elektronnij paramagnitnij rezonans mas spektrometriya radioavtografiya rentgenostrukturnij analiz biohimichni metodi optichni fotoelektrokolorimetriya spektrofotometriya nefelometriya spektrofluorimetriya a takozh hromatografiya elektroforez sedimentacijnij analiz tosho imunologichni metodi imunoelektroforez imunofermentnij analiz metodi molekulyarnoyi genetiki ta gennoyi inzheneriyi restrikcijno ligaznij ta konnektornij metod a takozh z vikoristannyam plyus minus sistem tosho metodi klitinnoyi inzheneriyi klitinni kulturi metod kulturi tkanin i organiv metod bezklitinnih sistem Polimerazna lancyugova reakciyaPolimerazna lancyugova reakciya PLR Polimerazna lancyugova reakciya ye universalnim metodom dlya kopiyuvannya DNK Vin dozvolyaye odnij poslidovnosti DNK kopiyuvatis u miljoni raziv abo zminitis u zadanih napryamkah Napriklad PLR mozhe vvesti sajti restrikciyi dilyanki vpiznavannya abo mutuvati zminiti konkretni osnovi DNK Drugij sposib nazivayut shvidkoyu zminoyu PLR takozh mozhut vikoristovuvati dlya togo shobi viznachiti chi konkretnij fragment DNK znahoditsya v komplementarnij DNK PLR maye bagato riznovidiv yak ot zvorotna transkripciya dlya amplifikaciyi RNK a takozh kilkisna PLR yaki dozvolyayut chiselno vimiryati molekuli DNK abo RNK Gel elektroforez Gel elektroforez sposib rozdilennya sumishej bilkiv v poliakrilamidnomu geli vidpovidno do yihnoyi elektroforetichnoyi ruhlivosti dovzhini polipeptidnogo lancyuzhka abo molekulyarnoyi masi a takozh ukladannya bilkovoyi molekuli posttranslyacijnih modifikacij ta inshih faktoriv Sauzern bloting Sauzern blot metod molekulyarnoyi biologiyi yakij zdijsnyuyetsya za dopomogoyu zondiv i yakij zazvichaj vikoristovuyut dlya vstanovlennya togo chi pevna nukleotidna poslidovnist prisutnya v zrazku DNK Sauzern blot poyednuye agaroznij gelevij elektroforez yakij vikoristovuyut dlya rozdilennya fragmentiv DNK za rozmirom z metodami perenesennya rozdilenoyi za rozmirom DNK na membranu i gibridizaciyi Metod nazvanij na chest jogo vinahidnika britanskogo biologa Inshi metodi blotu tobto vestern blot nozern blot ta sauzvestern blot vikoristovuyut podibnij princip ale dlya viznachennya kilkisnogo skladu pevnoyi poslidovnosti RNK abo bilkiv i buli nazvani piznishe za analogiyeyu zi Sauzern blotom vid angl southern nothern western pivdennij pivnichnij zahidnij Oskilki lishe termin Sauzern blot maye u skladi vlasnu nazvu vin pishetsya z velikoyi literi ale nazvi nozern chi vestern blotiv z malenkoyi Klinichne znachennyaZastosovuyetsya v klinichnih doslidzhennyah ta likuvalnih zahodah Vikoristannya molekulyarnoyi biologiyi chi molekulyarnih pidhodiv klitinnoyi biologiyi v medicini teper nazivayetsya molekulyarna medicina Molekulyarna biologiya takozh vidigraye vazhlivu rol u formuvanni diyi polozhenni riznih chastin klitin sho mozhe buti efektivno vikoristano dlya stvorennya novih likiv diagnostiki zahvoryuvan Div takozhMolekulyarna genetika Molekulyarna nejronauka Klitinna biologiya Sistemna biologiya Obchislyuvalna biologiya Multiomika Bioinformatika Mikrobiologiya Nanotehnologiyi Biomolekulyarna elektronikaLiteraturaBoyechko F F Osnovi molekulyarnoyi biologiyi kurs lekcij Cherkasi 2013 256 s Knigi A V Sivolob 2008 Molekulyarna biologiya PDF K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet Arhiv originalu PDF za 4 bereznya 2016 Procitovano 10 lyutogo 2014 Molecular Biology of the Cell 4th ed B Alberts A Johnson J Lewis M Raff K Roberts and P Walter New York Garland Science 2002 ISBN 0 8153 3218 1 Medichna biologiya Za red V P Pishaka Yu I Bazhori Pidruchnik M 42 Vinnicya Nova Kniga 2004 656 s il ISBN 966 7890 35 X Seriya knig Methods in Molecular Biology Springer 1995 2024 Clark David P Pazdernik Nanette Jean McGehee Michelle R 2019 Molecular biology Academic cell 3rd edition London San Diego Cambridge Oxford Academic Press Elsevier ISBN 978 0 12 813288 3 Carson Sue 2019 Molecular biology techniques a classroom laboratory manual 4th edition London Elsevier Academic Press ISBN 978 0 12 818024 2 Wilson Keith Walker John M 2010 Principles and techniques of biochemistry and molecular biology vid 7th ed Cambridge University Press ISBN 978 0 521 51635 8 Zhurnali Nature Reviews Molecular Cell Biology Nature Portfolio sajt Nature Methods sajt Molecular Cell Cell Press sajt Cell Metabolism sajt Experimental amp Molecular Medicine sajt Nature Chemical Biology sajt Nature Structural amp Molecular Biology sajt Cell Research sajt Cell Molecular Plant Cellular and Molecular Life Sciences Molecular Biology and Evolution Microbiology and Molecular Biology Reviews Molecular Aspects of Medicine Trends in Molecular Medicine Journal of Proteome Research Biopolymers and Cell Ukrayinskij biohimichnij zhurnalStatti Baiardi Alberto Christandl Matthias Reiher Markus 2023 06 Quantum Computing for Molecular Biology ChemBioChem angl ISSN 1439 4227 doi 10 1002 cbic 202300120 PrimitkiBoyechko F 2013 Osnovi molekulyarnoyi biologiyi kurs lekcij Cherkasi s 256 Posilannya angl isp Learn Genetics osvitnij portal z genetiki citologiyi molekulyarnoyi biologiyi ta zdorov ya lyudini Universitetu Yuti Ce nezavershena stattya z molekulyarnoyi biologiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi
