Molekulyar biologiya canlı orqanizmləri təşkil edən molekulların quruluşunu və funksiyasını araşdıran elm sahəsidir. O, ilk növbədə DNT, RNT və zülalların molekullarına diqqət yetirir, bu molekulların həyat proseslərini dəstəkləmək üçün necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu başa düşür.
Molekulyar biologiyanın mərkəzi dogması bioloji sistemdə genetik məlumat axınını təsvir edir. DNT ➞ RNT ➞ Protein kimi ifadə edilir. Bu məlumat axını DNT-də saxlanılan genetik kodun messenger RNT-yə (mRNT) necə transkripsiya edildiyini və sonra xüsusi bir proteinə çevrildiyini təsvir edir.
DNT (Deoksiribonuklein Turşusu): DNT bütün məlum canlı orqanizmlərin və bir çox virusun inkişafı, işləməsi, böyüməsi və çoxalması üçün genetik təlimatları ehtiva edən molekuldur.
RNT (ribonuklein turşusu): RNT müxtəlif bioloji rollarda, o cümlədən genlərin kodlaşdırılması, dekodlanması, tənzimlənməsi və ifadəsi üçün vacib olan polimerik molekuldur.
Zülallar: Zülallar metabolik reaksiyaları kataliz etmək, DNT replikasiyası, stimullara cavab vermək və molekulları bir yerdən digər yerə daşımaq da daxil olmaqla, orqanizmlər daxilində çoxlu funksiyaları yerinə yetirən böyük biomolekullardır.
DNT-nin quruluşu şəkər-fosfat onurğasına bağlanmış əsas cütləri tərəfindən əmələ gələn ikiqat spiraldır. DNT-də dörd əsas var: adenin (A), sitozin (C), guanin (G) və timin (T). Bu əsasların ardıcıllığı genetik məlumatı kodlaşdırır.
DNT replikasiyası zamanı DNT molekulu genetik məlumatın tam dəstini qız hüceyrəsinə ötürmək üçün dublikasiya olunur. Bu proses hüceyrə bölünməsi zamanı genetik miras üçün vacibdir.
Transkripsiya, DNT zəncirindəki məlumatın yeni bir xəbərçi RNT molekuluna (mRNT) kopyalanması prosesidir. mRNT emal edildikdən sonra tərcümə üçün nüvədən sitoplazmaya daşınır.
Translation, hüceyrə nüvəsində DNT-nin RNT-yə transkripsiya prosesindən sonra sitoplazmada və ya endoplazmatik retikulumda olan ribosomların zülalları sintez etdiyi prosesdir. mRNT daha sonra aktiv zülala çevriləcək xüsusi bir amin turşusu zənciri və ya polipeptid istehsal etmək üçün deşifrə edilir.
Genetik kod canlı hüceyrələr tərəfindən genetik material (DNT və ya mRNT ardıcıllığı) daxilində kodlaşdırılmış məlumatı zülallara çevirmək üçün istifadə olunan qaydalar toplusudur. Bu, mahiyyətcə, kodon adlanan üç nukleotidin ardıcıllığının zülal sintezi zamanı növbəti dəfə hansı amin turşusunun əlavə olunacağını necə təyin etdiyini müəyyən edən bir dildir. 20 standart amin turşusunu kodlayan 64 kodon var, digərləri isə zülal sintezinin başlanğıcını və ya dayanmasını bildirir.
Məsələn, AUG ardıcıllığı başlanğıc kodonu kimi çıxış edir və həmçinin metionin amin turşusunu kodlayır. Digər tərəfdən, UAA, UAG və UGA kodonları tərcümə zamanı dayanma siqnalları kimi xidmət edir.
Molekulyar biologiya genetik və protein funksiyalarını anlamaq üçün müxtəlif üsullardan istifadə edir.
Polimeraza Zəncirvari Reaksiya (PZR): PCR müəyyən bir DNT seqmentini gücləndirmək üçün istifadə edilən bir üsuldur. Bu texnika kiçik bir ilkin nümunədən DNT seqmentinin milyonlarla nüsxəsini yaratmağa imkan verir ki, bu da ətraflı öyrənməyə və təhlil etməyə kömək edir.
Gel Elektroforez: DNT fraqmentlərini və ya zülalları ölçüsünə və yükünə görə ayırmaq üçün bir üsul. Molekullar kiçik məsamələri olan bir gel vasitəsilə elektrik sahəsi ilə itələnir.
Ardıcıllıq: DNT ardıcıllığı nuklein turşusu ardıcıllığını - DNT-dəki nukleotidlərin sırasını təyin etmək prosesidir. Dörd əsasın sırasını təyin etmək üçün istifadə olunan hər hansı bir üsul və ya texnologiya daxildir: adenin, guanin, sitozin və timin.
CRISPR-Cas9: CRISPR-Cas9 tədqiqatçılara DNT ardıcıllığını dəyişmək və gen funksiyasını dəyişmək imkanı verən genom redaktə sistemidir. Onun tibb və kənd təsərrüfatı sahələrində tətbiqləri var.
Molekulyar biologiya tapıntılarının tibbi diaqnostika, müalicə, genetika və inkişaf biologiyasının öyrənilməsində geniş tətbiqi var.
Tibbi Diaqnoz və Müalicə: PCR və ardıcıllıq kimi üsullar genetik pozğunluqları və yoluxucu agentlərin mövcudluğunu müəyyən etməyə imkan verir. Bu məlumat xəstəliklər üçün hədəflənmiş müalicələrə və müalicələrə səbəb ola bilər.
Genetik Mühəndislik: DNT-ni manipulyasiya etməklə elm adamları xüsusi keyfiyyətlərə malik orqanizmlər yarada bilərlər, məsələn, qida maddələri yüksək olan və ya zərərvericilərə və xəstəliklərə qarşı müqavimət göstərən bitkilər. Genetik mühəndislik həmçinin terapevtik zülalların, peyvəndlərin və fermentlərin istehsalına gətirib çıxardı.
Xərçəng Araşdırması: Molekulyar biologiya üsulları xərçəng hüceyrələrinin nəzarətsiz şəkildə böyüməsinin molekulyar mexanizmlərini açır. Xərçəngin inkişafında iştirak edən spesifik genlərin və zülalların müəyyən edilməsi məqsədyönlü müalicələrin inkişafına imkan verir.
Molekulyar biologiya həyat haqqında anlayışımızı molekulyar səviyyədə inkişaf etdirən əhəmiyyətli təcrübələr və kəşflərlə vurğulanmışdır.
Hershey-Chase Təcrübəsi: Bu təcrübə DNT-nin genetik material olduğuna dair qəti sübutlar təqdim etdi. Bakteriofaqları (bakteriyaları yoluxduran virusları) radioaktiv izotoplarla etiketləməklə Hershey və Chase genetik məlumatın miras qalmasına zülal deyil, DNT-nin cavabdeh olduğunu göstərə bildilər.
DNT-nin Watson-Crick Modeli: James Watson və Francis Crick, Rosalind Franklinin töhfələri ilə 1953-cü ildə DNT-nin ikiqat sarmal strukturunu təklif etdilər. Bu kəşf genetik məlumatın canlı orqanizmlərdə necə saxlandığını, təkrarlandığını və ötürüldüyünü anlamaq üçün çox vacib idi.
CRISPR-Cas9-un kəşfi: CRISPR-Cas9 sisteminin kəşfi molekulyar biologiyada inqilab etdi. Əvvəlcə bakterial immun sistemlərin bir hissəsi kimi tədqiq edilən CRISPR-Cas9 indi müxtəlif orqanizmlərdə genomun redaktəsi üçün geniş şəkildə istifadə olunur və bu, genetik ardıcıllıqla dəqiq manipulyasiya etməyə imkan verir.
Molekulyar biologiya canlı orqanizmləri, xüsusilə DNT, RNT və zülalları təşkil edən molekulların öyrənilməsini əhatə edir. DNT replikasiyası, transkripsiyası və tərcüməsi kimi prosesləri dərk etməklə molekulyar biologiya həyatın mürəkkəb detallarına işıq salır. PCR, gel elektroforezi, ardıcıllıq və CRISPR-Cas9 kimi üsullar tibbi müalicələrdən kənd təsərrüfatının təkmilləşdirilməsinə qədər olan tədqiqat və tətbiqlərdə əsas rol oynayır. Pioner eksperimentlər və kəşflər molekulyar biologiyanın sərhədlərini genişləndirməyə davam edir, yeni anlayışlar təklif edir və bioloji varlıqların mahiyyətini manipulyasiya etmək gücünə dair etik, sosial və hüquqi suallar doğurur.
