Развитие молекулярной биологии

Во второй половине 40-х гг. в биологии произошло важное событие – осуществлен переход от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена.

Предпосылки новых открытий в области биохимии:

1) в 1936 г. А.Н.Белозерский - советский биохимик (1905 – 1972) – получил из растения тимонуклеиновую кислоту, которая до тех пор выделялась только в животных организмах, что доказало тождество животных и растительных миров на молекулярном уровне.

2) в 1927 г. Н.К.Кольцов – советский биолог (1872 – 1940) – высказал мысль о том, что при размножении клеток осуществляется матричная ауторепродукция материнских молекул. Правда, Кольцов считал, что эти процессы осуществляются на белковой основе, поскольку в то время генетически свойства ДНК не были известны.

До середины 40-х гг. биохимия развивалась относительно независимо от генетики, именно потому, что наследственные свойства ДНК были не известны. Когда биология перешла от белковой к нуклеиновой трактовке природы гена, тогда биохимия и генетика стали взаимосвязаны.

В начале 40-х гг. впервые появился термин «молекулярная биология». В 1944 г. американскими биохимиками (О.Эвери и др.) было установлено, что носителем свойства наследственности является ДНК. С этого времени началось бурное развитие молекулярной биологии.

Предпосылки расшифровки структуры ДНК:

1) В 1949 – 1951 гг. Э.Чаргафф – американский биохимик сформулировал знаменитые правила, объясняющие структуры ДНК.

2) М.Уилкинс – английский биофизик провел рентгено-графические исследования ДНК. Нобелевская премия по физиологии и медицине (1962, совм. с Уотсоном и Криком)

В 1953 г.Ф.Крик и Д.Уотсон (американские ученые) расшифровали структуру ДНК, показали, что молекула ДНК состоит из двух комплементарных полинуклеотидных цепей, каждая из которых выступает в качестве матрицы для синтеза новых аналогичных цепей. Именно поэтому в хромосомах клеток молекула ДНК способна к ауторепродукции. Свойство самоудвоения ДНК обеспечивает явление наследственности. Расшифровка структуры ДНК была великой революцией в молекулярной биологии и стала ключом к пониманию того, что происходит в гене при передаче наследственных признаков.

Расшифровка структуры молекулы ДНК была лишь первым шагом на пути выявления механизма наследственности и изменчивости. Далее были получены другие важнейшие результаты:

1) выяснена роль транспортной-РНК и информационной –РНК;

2) расшифрован генетический код;

3) осуществлен синтез гена;

4) теоретически решена проблема биосинтеза белка;

5) расшифрована аминокислотная последовательность многих белков и установлена пространственная структура для некоторых из них;

6) на этой основе выяснен принцип и особенности функционирования ферментативных молекул, химически синтезирован ряд ферментов;

7) получены важные результаты в плане понимания организации вирусов и фагов, характер их биосинтеза в клетке;

8) заложены основы генетической инженерии, содержанием которой является активное вмешательство человека в природу наследственности и ее изменение в соответствии с потребностями человека, общества.

Общее направление этих открытий – выработка представлений о сущности жизни, о природе ее фундаментальных черт – наследственности, изменчивости и обмена веществ.