этапы развития молекулярной биологии

Реферат о истории развития молекулярной биологии. Оформление по ГОСТ. В тексте ссылки на источники. ...

Введение 3
Этапы развития молекулярной биологии 3
Первый романтический период 3
Второй романтический период 5
Догматический период 6
Академический период 7
Заключение 9
Список литературы 11

Молекулярная биология - это наука, ставящая своей задачей познание природы явлений жизнедеятельности путём изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающимся к молекулярному, а в ряде случаев и достигающем этого предела. Конечной целью при этом является выяснение того, каким образом и в какой мере характерные проявления жизни, такие, как наследственность, размножение, биосинтез белков, возбудимость, рост и развитие, хранение и передача информации, превращения энергии и т.д., обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием молекул биологически важных веществ. Молекулярная биология представляет собой одну из наиболее современных наук с полувековой историей. С одной стороны, она накопила огромнейший запас уже устоявшихся, которые когда-то поражали воображение и порой пер еворачивали прежние догмы. А с другой стороны, она продолжает бурно развиваться, поднимая новые проблемы и рождая новые идеи. Молекулярная биология является одной из наиболее стремительно развивающихся областей биологии. Ее методы и достижения позволили осуществить настоящий прорыв в исследованиях других областей биологии. Можно с уверенностью сказать, что в настоящее время нет ни одной области науки, в которой не использовались бы методы и достижения молекулярной биологии. Она привлекает всеобщее внимание. Структуре дезоксирибонуклеиновой кислоты посвящается передовые статьи ведущих журналов и исследований, обложки украшаются двойной спальню ДНК. Данные молекулярной биологии важны для медицины, и её развитие неразрывно связано с успехами молекулярной биологии.

Дельбрюком, которая начала исследования в области молекулярного строения и мутагенеза вирусов и бактериофагов. Позднее эти работы были существенно развиты в нашей стране Б.Ф. Поглазовым, Н.А. Киселевым и другими учеными. Ещё раньше В.А. Энгельгард совместно с М.Н. Любимовой обосновали молекулярные механизмы мышечного сокращения, а А.Н. Белозерский впервые выделил ДНК из растений. [2, с.5] В 1940 г. Джордж Бидл и Эдуард Татум сформулировали гипотезу - "Один ген -один фермент". Однако, что такое ген в физико-химическом плане тогда еще не знали. [1, с.12]Второй романтический период Второй романтический период продолжается с 1944 по 1953 г.К началу 50-х годов ХХ века в недрах биохимии были получены фундаментальные данные об элементарном строении белков и нуклеиновых кислот, включая сведения оспособах организации полипептидных цепей белков, и, что особенно важно, о структуре нуклеотидов и закономерностях их количественного содержания в молекулах ДНК и РНК (Э.Чаргафф).Была доказана генетическая роль ДНК. В 1953 г. появилась модель двойной спирали ДНК, за которую ее создатели Джеймс Уотсон, Френсис Крик и Морис Уилкинс были удостоены Нобелевской премии. [1, с. 5]Это позволило говорить о том, каким образом детали данной структуры определяют биологические функции ДНК в качестве материального носителя наследственной информации. В принципе, об этой роли ДНК стало известно несколько раньше (1944) в результате работ американского генетика О. Т. Эйвери с сотрудниками, но не было известно, в какой мере данная функция зависит от молекулярного строения ДНК. Это стало возможным лишь после того, как в лабораториях У. Л. Брэгга, Дж. Бернала и др. были разработаны новые принципы рентгеноструктурного анализа, обеспечившие применение этого метода для детального познания пространственного строения макромолекул белков и нуклеиновых кислот. [3, с.18]Создание двойной спирали ДНК и открытие принципа комплементарности стали важнейшим событием современной биологии, вскрывшем фундаментальные принципы функционирования живых систем и определившим дальнейшие направления исследований современной биологии.В 1951 г. Л.Полинг и Р.Кори обосновали существование основных типов укладки аминокислотных остатков в полипептидные цепи белков (α-спираль и складчатый β-слой). [2, с.5]Догматический периодДогматический период продолжается с 1953 по 1962 г.Сформулирована центральная догма молекулярной биологии, что перенос генетической информации идет в направлении ДНК → РНК → белок. В 1962 г. был расшифрован генетический код. [1, с.12]Затем были детально изучены механизмы воспроизведения (репликации) ДНК, транскрипции (биосинтеза РНК) и трансляции (биосинтеза белка). Параллельно развивались работы по изучению внутриклеточной локализации этих процессов, что привело к осознанию функционального значения внутриклеточных компонентов (ядра, митохондрий, рибосом и др.) и дало основание Дж.Уотсон для определения молекулярной биологии: «Молекулярная биология изучает связь структуры биологических макромолекул и основных клеточных компонентов с их функцией, а также основные принципы и механизмы саморегуляции клеток, которые опосредуют согласованность и единство всех протекающих в клетке процессов, составляющих сущность жизни.» В 1956 г. А.Корнберг открыл РНК-полимеразу. В 1957 г. А.Н.. Белозерский и А.С. Спирин предсказали существование мРНК. Впоследствии центральный постулат молекулярной генетики был дополнен представлениями о существовании процесса обратной транскрипции (о биосинтезе ДНК на матрице РНК) и репликации РНК, что позволило придать ему следующий вид:Одновременно все более детализировались представления о строении и функциях белков, необходимых для катализа (сегменты) и регуляции (регуляторные белки, пептидные гормоны) всех важнейших молекулярно-генетических процессов. [2, с.7] В 1957 Дж. Кендрю установил трёхмерную структуру миоглобина, а в последующие годы это было сделано М. Перуцем в отношении гемоглобина. Были сформулированы представления о различных уровнях пространственной организации макромолекул. Наиболее наглядным примером того, как молекулярная трёхмерная структура определяет биологические функции молекулы, служит ДНК. [3, с.18]В 1960 г. одновременно в нескольких лабораториях был открыт фермент транскрипции – РНК-полимераза. В 1961 г. Ф.Жакоб и Дж.Монро разработали модель опертона. [2, с.6]Академический период Академический период продолжается с 1962 г. по настоящее время, в котором с 1974 года выделяют генно-инженерный подпериод. [1, с.12]Открытие и разработка методов целенаправленного использования целого ряда ферментов (обратной транскриптазы, ДНК-рестриктаз и д р.) привели к созданию технологии получения рекомбинантных ДНК, возникновению генной инженерии, что стало поистине революционным событием в истории молекулярной биологии.В конце 70-х начале 80-х годов ХХ века молекулярная биология вступает в период расцвета. В это время выясняется механизмы сплайсинга (В.Келлер и др.), происходит открытие РНК-ферментов (рибозимов) и аутосплайсинга (Т.Чек), активно изучаются механизмы генетической рекомбинации и подвижные генетические элементы (Д.Хогнесс, Г.П.Георгиев), на новый уровень выходят работы в области структуры ферментов и биологических мембран (Ю.А.Овчинников), начинаются работы по расшифровке гномов высших организмов (включая генов человека), создаются основы новых (генной-инженерных) биотехнологий, обнаруживаются и синтезируются каталитически активные антитела (абзимы), возникает белковая инженерия.В 1965-1967 гг. Р.Холли выяснил первичную структуру аланиновой тРНК, а А.А, Баев – валиновой тРНК. В 1966 г. М.Ниренберг, С. Очоа, Х.Г. Корана расшифровали генетический код. В 1967 г. М.Геллерт открыл ДНК-лигазу – фермент, способный соединять фрагменты ДНК. В 1970 г. Г.Темин и Д.