מהי ביולוגיה מולקולרית:
ביולוגיה מולקולרית היא תחום של ביולוגיה החוקרת את המבנה, ההרכב, התפקוד והקשרים של מולקולות תאיות ביצורים חיים.
מולקולות הן קבוצות של אטומים המוחזקים יחד על ידי קשרים כימיים, ונחשבים ליחידת החיים הבסיסית.
הביולוגיה המולקולרית מתמקדת במחקרה במקרומולקולות כגון חומצות גרעין וחלבונים, המבצעות את התהליכים הביולוגיים החיוניים לתפקוד התאים.
חומצות גרעין הן מקרומולקולות הנמצאות בכל התאים. תפקידו לאחסן מידע גנטי ולסנתז חלבונים להעברת מידע זה או מאפיינים גנטיים מדור לדור. מדובר ב- DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) ו- RNA (חומצה ריבונוקלאית).
ה- DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) מכיל מידע גנטי המשמש להתפתחות ותפקודם של אורגניזמים חיים ואחראי על העברת תורשה גנטית. RNA (חומצה ריבונוקלאית) היא חומצת הגרעין האחראית על העברת מידע גנטי לחלבונים.
ביולוגיה מולקולרית נשענת על מדעים אחרים כגון:
- ביולוגיה: חוקרת את מקורם ומאפייניהם של יצורים חיים.
- כימיה: חוקרת את ההרכב, המאפיין והטרנספורמציה של החומר.
- ביוכימיה: חקר ההרכב והתהליכים הכימיים של יצורים חיים.
- גנטיקה: חוקרת את הגנים והתווים התורשתיים המועברים מדור לדור.
יישומים של ביולוגיה מולקולרית
ניתן ליישם ביולוגיה מולקולרית באזורים שונים למטרות ותוצאות שונות. חלק מהיישומים שלה הם בתחומים כגון:
רפואה. הביולוגיה המולקולרית אפשרה לבצע ולהשיג אבחנות ותוצאות מהימנות יותר במחלות זיהומיות, גנטיות או כרוניות כמו אלצהיימר, סרטן וטרשת עורקים.
חַקלָאוּת. הביולוגיה המולקולרית שימשה לשיפור איכות חלב הפרה, החזיר ובעלי חיים אחרים. הוא יושם גם לטיפול וייצור של צמחים מסוימים כדי להפוך אותם לעמידים יותר בפני שינויי אקלים, חרקים ומחלות …
תְזוּנָה. ביולוגיה מולקולרית יחד עם תזונה קלינית חוקרים במשותף הפרעות מטבוליות מסוימות שמקורן גנטי, כמו גם את התגובות השונות שיש לאנשים על מזונות מסוימים. זה מאפשר לייצר המלצות תזונה מותאמות אישית על פי הגנטיקה של כל אדם. אפילו למנוע מחלות על ידי ביצוע דיאטות מסוימות.
טכניקות ביולוגיה מולקולריות
חלק מהטכניקות המהוות חלק ממחקרי ביולוגיה מולקולרית הן:
תגובת שרשרת פולימראז (PCR): טכניקה המשמשת לשכפול גדילי DNA וניתוח מוטציות.
אלקטרופורזה ג'ל: שיטה המשמשת להפרדת גדילי המולקולות של DNA ו- RNA.
כתם דרומי: טכניקה המתבצעת באמצעות אוטורודיוגרפיה או אוטו-פלואורסצנציה כדי לקבוע את המסה המולקולרית ולאמת את גדיל ה- DNA. זה מסתמך על הטכניקה של אלקטרופורזה ג'ל.
כתם צפוני: זה מאפשר לנתח מידע על הודעות RNA, האחראי על שליחת מידע מ- DNA לסינתזת חלבונים בתאים.
כתם מערבי: שיטה המשמשת לניתוח חלבונים. ערבב את עקרונות הטכניקה כתם הדרומי והצפון כתם.
היסטוריה של ביולוגיה מולקולרית
תמונה של מודל סליל כפול תלת מימדי של DNA.
התפתחות הביולוגיה המולקולרית החלה בסביבות 1930. הייתה לה חשיבות רבה במאה ה -20 מכיוון שהיא אפשרה למדענים לגלות חומצות גרעין.
מחקרים ותיאורים שונים על מבנה ה- DNA והחומר הגנטי נחשפו על ידי מדענים כמו רוזלינד אלזי פרנקלין, לינוס פאולינג ומוריס וילקינס.
ידע זה שימש כתמיכה עבור הביולוגים ג'יימס דיואי ווטסון ופרנסיס קריק, בשנת 1953, לתיאור המבנה המולקולרי של חומצה דאוקסיריב-גרעינית.
ווטסון וקריק הציגו מודל סליל כפול תלת מימדי של DNA, כדי לחשוף את חשיבותו בהעברת מידע גנטי ביצורים חיים.
חומצות גרעין מכילות מידע גנטי המשמש להתפתחות ותפקוד של אורגניזמים חיים, הן אף מכילות מידע גנטי תורשתי.
- DNA.
- RNA.
ביולוגיה מולקולרית וביולוגיה של תאים
ביולוגיה של תאים היא תחום החוקר את התאים ואת תפקודם בהתבסס על תכונותיהם, מבנהם, מחזור החיים והאופן שבו הם מתקשרים עם סביבתם.
התא הוא היחידה המבנית והתפקודית שיש לכל יצור חי. הם חשובים מכיוון שהם ממלאים פונקציות חיוניות שונות ביצורים חיים כגון מטבולית, רבייה או מבנית.
מצידה, ביולוגיה מולקולרית חוקרת מולקולות של יצורים חיים, חומצות גרעין וחלבונים, על מנת להסביר את התנהגותן של מולקולות בתאים חיים.
המולקולה היא קבוצת האטומים המוחזקים יחד על ידי קשרים כימיים. הוא נחשב לחלק הקטן ביותר של חומר בו נשמרים תכונות כימיות ופיזיקליות שונות שלו.
