Лекция 1 введение

Биохимия и молекулярная биология – это науки, изучающие химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, структуру и функции важнейших биополимеров – нуклеиновых кислот и белков, их превращения, а также связь этих превращений с деятельностью органов и тканей. Это науки о механизмах хранения, воспроизведения, передачи и реализации генетической информации.

Как самостоятельная дисциплина, биохимия оформилась во 2-ой половине 19 века, т.е. это наука достаточно старая и проделавшая сложный и увлекательный путь от классической до современной.

Сейчас трудно себе представить, что до 50-х гг. прошлого века ничего не было известно о структуре белков и нуклеиновых кислот.

Но вторая половина 20 века ознаменована целым фейерверком блестящих открытий в области биохимии. Биохимия приобрела не свойственный ей ранее облик. Медленному накоплению фактов сейчас противостоит ошеломляющая скорость появления новых открытий.

Два больших открытия, сделанные в 1953 г., сыграли важнейшую роль в истории биохимии.

В 1953 г. Джеймс Уотсон и Френсис Крик создали модель двойной спирали ДНК и предсказали структурный механизм ее репликации.

Тогда же Фредерик Сенгер определил первичную структуру белка, удивив многих ученых, считавших расшифровку аминокислотной последовательности белка безнадежно трудным делом.

Эти открытия и выдвинули биологию в ряды самых передовых и популярных наук, а 20 век стали называть "веком биологии". Это привлекло внимание всего человечества к биологии и биологическим проблемам.

Итак, в 1953 г. в журнале «Nature» появилось сообщение об открытии двойной спирали ДНК. Становилось понятным, что следующим важным этапом в развитии биохимии нуклеиновых кислот теперь является разработка методов определения нуклеотидной последовательности. Но на пути решения этой проблемы существовали серьезные препятствия:

- огромный размер молекул ДНК (у человека суммарная длина молекул ДНК 1 метр 80 см).

- невозможность получения небольших дискретных фрагментов ДНК, пригодных для секвенирования.

С ДНК ничего не удавалось сделать, и решение этой проблемы откладывалось на следующее столетие, или, вернее, тысячелетие. Так, в 1968 г. известный ученый Эдвин Чаргафф писал, что «…чтение последовательности ДНК может стать задачей XXI века».

Но уже в 70-ые годы были предложены 2 метода секвенирования ДНК, и автором одного из методов был Сенгер, получивший в середине 60-х гг. XX в. Нобелевскую премию за определение первичной структуры белка инсулина. Таким образом, Фредерик Сенгер представил свой метод чтения ДНК и получил вторую Нобелевскую премию. Он стал одним из 4 ученых в истории науки, дважды получивших Нобелевскую премию (Л. Полинг, М. Складовская-Кюри, Джон Бардин).

В настоящее время молекулярные биологи объявили о начале постгеномной эры в молекулярной биологии. Это связывают с расшифровкой первичной структуры ДНК (секвенирование генома). Этот метод автоматизирован. Сегодня это хоть и дорогое, но рутинное дело. Сиквенс становится товарным продуктом, который пользуется спросом у биологов, медиков, фармакологов, генных инженеров, криминалистов, историков, археологов, палеонтологов. Молекулярная биология – фундаментальная наука, привела к возникновению многообещающей прикладной отрасли – генной инженерии. Открываются широкие возможности получения рекомбинантных ДНК и развития генетической инженерии.