Задачи и методы молекулярной биологии

Гель-электрофорез – один из стандартных молекулярно-биологических методов анализа. Молекулы белка в растворе обладают зарядом при любом значении pH, отличном от их изоэлектрической точки. Это обуславливает их подвижность в электрическом поле. Разделяют белки в полиакриламидных гелях (ПААГ), имеющих по сравнению с агарозными гелями меньший размер пор. Гель образуется в результате полимеризации мономерных молекул акриламида в присутствии N,N’-метилен-бис-акриламида, формирующего поперечные сшивки. Варьированием концентрации мономеров можно добиваться получения пор различного размера. ПАА-гели плотнее агарозных, устойчивы к кипячению в воде, пластичные и менее ломкие. ПААГ состоит из зон концентрирующего и разрешающего геля. Концентрация акриламида в разрешающем геле зависит от размеров белка – для крупных белков используют гели с низкой концентрацией, начиная от 5% и выше, менее крупные белки разделяют в мелкопористых гелях, содержащих до 20–25% акриламида. Заливка геля и электрофоретическое разделение белков в пластине геля происходит в вертикальном положении. Разработано большое количество модификаций метода электрофореза белков в ПААГ для решения различных задач и для разных белков и пептидов. Наиболее распространѐнной разновидностью является электрофорез белков в денатурирующих условиях в присутствии додецилсульфата натрия (хаотропный агент, ПАВ) по Лэммли (Laemmli, 1970). Далее приведена одна из модификаций этого метода.Южно промокательной метод – используется для исследования и определения последовательность ДНК в ДНК образце;Северная промокательной – применяется для изучения РНК и выделения типов РНК из множество видов образцов РНК.Вестерн блоттинга – исследует белки и формирование антител;Вестерн-блоттинг (вестерн-блот, белковый иммуноблот, англ. Western blot) — аналитический метод, применяемый для определения специфичных белков в образце. На первом этапе использует электрофорез белков в полиакриламидном геле для разделения денатурированных полипептидов по длине (как правило, в присутствии SDS) или по трехмерной структуре белка (в нативном состоянии). Далее белки переносят на нитроцеллюлозную или PVDF мембрану, затем детектируют с использованием антител, специфичных к заданному белку. Существует множество коммерческих компаний, специализирующихся на производстве антител (как поликлональных так и моноклональных) к десяткам тысяч различных белков.Вестерн-блоттинг используется в биохимии, генетике, молекулярной биологии, и в других естественно-научных дисциплинах.Другие сходные методы используют антитела для определения белков в тканях и клетках посредством иммуноокрашивания и иммуноферментного анализа (ИФА, англ. ELISA).Вестерн-блоттинг был разработан в лаборатории Джорджа Старка в Стэнфорде. Название вестерн-блот было дано технике У. Нейлом Бурнеттом и является игрой слов от названия Саузерн блоттинг, — методики определенияДНК, разработанной ранее Эдвином Саузерном. Аналогичный метод определения РНК называется нозерн блоттингом, детекцияпосттрансляционных модификаций белков называется истерн блоттингом.Восточной промокательной – занимается обнаружением модификаций белков, модификации в этом случае являются посттрансляционного типа;Массивы – используются для исследования последовательности ДНК;Аллель конкретных олигонуклеотид – позволяет выявить возникшие мутации.Кроме этих методов появляются и более новые, современные методы. Некоторые методы стареют, соответственно появляются новые методы, более продуктивные.  Молекулярная биология продолжает развиваться, так как в медицине без нее пришлось бы очень сложно.Клонирование Выражения – Данный метод помогает научным работникам понять функцию протеина. ДНК, которая кодирует для определенного протеина скопировано или клонировано используя PCR в вызванный вектор выражения плазмидой. Плазмида введена или к бактериальной клетке или к животной клетке. Эта плазмида имеет элементы промоутера, которые могут простимулировать высокое выражение пожеланного протеина так, что свою ферментационную деятельность можно после этого рассмотреть.ЗаключениеМолекулярная биология - это наука о механизмах хранения, воспроизведения, реализации и передачи генетической информации, о функциях и структуре нерегулярных биополимеров –белков и нуклеиновых кислот.Начав с изучения биологических процессов на молекулярно-атомном уровне, молекулярная биология перешла к сложным надмолекулярным клеточным структурам, а в настоящее время успешно решает проблемы физиологии, генетики, экологии и эволюции.Предметом молекулярно-биологических исследований являются важнейшие жизненные процессы и феномены, такие как изменчивость и наследственность, клеточная дифференцировка и пролиферация, биосинтез белков, контроль экспрессии генов, ответы клеток на стрессы и др.Ключевое значение во всех данных процессах имеют молекулы нуклеиновых кислот и белков. Современную биохимию и молекулярную биологию трудно разграничить друг от друга и от остальных наук, попадающих под определение «физико-химическая биология».ЛитератураАльбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 2013.Т. 1– 3.Белясова Н. Биохимия и молекулярная биология. М.:Книжный дом, 2014. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и примененение. М.: Мир, 2012.Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М.: Академия, 2012.Молекулярная биология: структура и биосинтез нуклеиновых кислот / под ред. А. С. Спирина. М.: Высш. школа, 2014 Т. 1. С. 29-31.Патрушев Л. И. Экспрессия генов. — М.: Наука, 2014. — 000 с., ил. ISBN 5-02-001890-2Сингер М., Берг П. Гены и геномы. — Москва, 2013Стент Г., Кэлиндар Р. Молекулярная генетика. — Москва, 2010Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. М.: Изд-во МГУ, 2015.