Реферат на тему

«История молекулярной биологии»

Работу выполнила

студентка 103 группы

биологического факультета

МГУ им. Ломоносова

Дворянинова Екатерина.

Московский государственный университет

2011

Содержание

Содержание 2

Предпосылки возникновения молекулярной биологии 3

История развития молекулярной биологии 4

Романтический период (1935 – 1944) 4

Второй романтический период (1944 – 1953). 5

Догматический период (1953 – 1962) 6

Академический период (1962 – н.в.) 7

Генно-инженерный подпериод (1974 –н.в.) 8

Источники 9

Литература 9

Интернет-ресурсы 9

Предпосылки возникновения молекулярной биологии

Появление молекулярной биологии было кульминацией длительного процесса, который начался с первых наблюдений, сделанных под микроскопом.

С конца XVIII в. большое внимание уделялось описанию особенностей химических молекул, производящихся живыми организмами. В трудах химиков, таких как Юстус Либих, родилась физиологическая химия. Из физической химии благодаря работам Эдуарда Бухнера выделилась современная биохимия.

В 1969 году Иоганн Фридрих Фишер получил из спермы и гноя лося вещество, названное нуклеином. Через 20 лет, в 1889 году, его ученик Рихард Альтман выделил чистую нуклеиновую кислоту.

Разработка методов выделения и изучение химического состава нуклеиновых кислот было продолжено в лабораториях А. Косселя, У. Джонса, О. Гаммерстена, П. Левина, Дж. Гулланда. Усилиями этих учёных было установлено, что в природе существует два типа нуклеиновых кислот – ДНК и РНК.

В 1910 году Грегор Мендель сформулировал принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к дочерним.

В 1920-х годах развитие атомной теории привело к разработке принципов квантовой механики. Уивер от имени Фонда Рокфеллера поддерживал и финансировал исследования на стыке биологии, химии и физики.

В 1927 году Н. К. Кольцов высказал предположение, что наследуемые признаки передаются из поколения в поколение вместе с гигантскими молекулами, состоящих из двух зеркальных цепей, реплицируемых полуконсервативным способом, при этом каждая из цепей при репликации служит матрицей для синтеза новой.

Накопленные знания и методы исследований послужили фундаментом для развития молекулярной биологии - комплекса биологических наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции нерегулярных биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

История развития молекулярной биологии Романтический период (1935 – 1944)

В 1935 г. Макс Дельбрюк , Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский и Карл Циммер высказали предположение, что хромосомы — это гигантские молекулы, структуру которых можно изменить путём облучения рентгеновскими лучами , что приведёт к изменению наследуемых признаков.

В начале молекулярно-биологических исследований РНК считалась компонентом растений и грибов, а ДНК рассматривалась как компонент, характерный только для животных клеток. Андрей Николаевич Белозерский стал первым исследователем, доказавшим, что ДНК содержится и в растениях. В 1935 году он выделил ДНК гороха. Это открытие установило тот факт, что ДНК является универсальной нуклеиновой кислотой, присутствующей в клетках растений и животных.

В 1940 году гипотеза о возможности изменения структуры ДНК рентгеновским излучение получила подтверждение, а также была продемонстрирована связь между генами и белками - в ходе эксперимента Джордж Бидл и Эдуард Тейтем облучали клетки нейроспоры (Neurospora crassa), что, вызвало генные мутации штамма. В результате облучённые клетки теряли способность к синтезу определённых аминокислот, витаминов, ауксинов и образовывали специфические мутантные ферменты.

Также в 1940 году Альберу Клоду удалось выделить из цитоплазмы животной клетки цитоплазматические РНК-содержащие гранулы, размер которых меньше размера митохондрий. Они были названы микросомами. При исследовании структуры и свойств выделенных частиц была установлена их основополагающая роль в процессе биосинтеза белка. Позднее (в 1958 году) на первом симпозиуме, посвящённом этим частицам, было принято решение называть их рибосомами.

В 1944 году Освальд Эвери , Колин Маклауд и Маклин Маккарти продолжили эксперимент погибшего в начале Второй мировой войны Фредерика Гриффита над пневмококками.

В норме пневмококки образуют гладкие (т.е крупные, с ровной поверхностью) колонии и имеют полисахаридную капсулу , компоненты которой запускают образование антител. В ходе эксперимента пневмококки, образующие гладкие колонии, были убиты воздействием высоких температур, и из них был извлечён компонент, растворимый в водно-солевом растворе. Белки были осаждены хлороформом , а полисахаридные капсулы гидролизованы специфичным ферментом. После разделения в спирте из полученной фракции были выделены волокнистые тяжи. Химический анализ показал, что соотношение углерода, водорода, фосфора и азота в полученном осадке соответствует соотношению этих же элементов в молекуле ДНК. Для подтверждения того, что действующим началом трансформации является именно ДНК, а не РНК, белки или другие компоненты клетки, исследователи обработали смесь трипсином, химотрипсином, рибонуклеазой , но эта обработка никак не повлияла на трансформирующие свойства. Только обработка ДНКазой привела к разрушению трансформирующего начала. Так было установлено, что действующим началом бактериальной трансформации является ДНК.