Молекул биологи нь амьд организмыг бүрдүүлдэг молекулуудын бүтэц, үйл ажиллагааг судалдаг шинжлэх ухааны салбар юм. Энэ нь юуны түрүүнд ДНХ, РНХ, уургийн молекулуудад анхаарлаа төвлөрүүлж, эдгээр молекулууд амьдралын үйл явцыг дэмжихийн тулд хэрхэн харилцан үйлчилдгийг ойлгоход чиглэгддэг.
Молекул биологийн гол догма нь биологийн систем дэх генетикийн мэдээллийн урсгалыг тодорхойлдог. Энэ нь ДНХ ➞ РНХ ➞ уураг хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Энэхүү мэдээллийн урсгал нь ДНХ-д хадгалагдаж буй генетикийн кодыг элч РНХ (мРНХ) болгон хувиргаж, дараа нь тодорхой уураг болгон хувиргаж байгааг харуулж байна.
ДНХ (Дезоксирибонуклеины хүчил): ДНХ нь бүх мэдэгдэж байгаа амьд организм болон олон вирусын хөгжил, үйл ажиллагаа, өсөлт, үржихүйн генетикийн зааврыг агуулсан молекул юм.
РНХ (Рибонуклеины хүчил): РНХ нь генийг кодлох, тайлах, зохицуулах, илэрхийлэх зэрэг биологийн янз бүрийн үүрэг гүйцэтгэхэд зайлшгүй шаардлагатай полимер молекул юм.
Уургууд: Уургууд нь бодисын солилцооны урвалыг хурдасгах, ДНХ-ийн хуулбарлах, өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх, молекулуудыг нэг газраас нөгөө рүү зөөх зэрэг организм доторх өргөн хүрээний үүргийг гүйцэтгэдэг том биомолекулууд юм.
ДНХ-ийн бүтэц нь сахар-фосфатын нуруунд наалдсан суурийн хосуудаас бүрдсэн давхар мушгиа юм. ДНХ-д дөрвөн суурь байдаг: аденин (A), цитозин (С), гуанин (G), тимин (T). Эдгээр суурийн дараалал нь генетикийн мэдээллийг кодлодог.
ДНХ-ийн репликацийн үед ДНХ-ийн молекул нь удамшлын мэдээллийн бүрэн багцыг охин эс рүү дамжуулахын тулд хуулбарлагддаг. Энэ үйл явц нь эсийн хуваагдлын үед генетикийн удамшлын хувьд маш чухал юм.
Транскрипци гэдэг нь ДНХ-ийн хэлхээнд байгаа мэдээллийг элч РНХ (мРНХ)-ийн шинэ молекул болгон хуулж авах үйл явц юм. МРНХ боловсруулагдсаны дараа түүнийг цөмөөс цитоплазм руу шилжүүлж, орчуулдаг.
Орчуулга гэдэг нь эсийн цөм дэх ДНХ-ийг РНХ руу шилжүүлсний дараа цитоплазм эсвэл эндоплазмын торлог бүрхэвч дэх рибосомууд уураг нийлэгжүүлэх үйл явц юм. МРНХ нь тодорхой амин хүчлийн гинж буюу полипептид үүсгэхийн тулд декодчилогдсон бөгөөд дараа нь идэвхтэй уураг болж хувирдаг.
Генетик код нь удамшлын материал (ДНХ эсвэл мРНХ-ийн дараалал) дотор кодлогдсон мэдээллийг уураг болгон хувиргахад амьд эсүүд ашигладаг дүрмийн багц юм. Энэ нь үндсэндээ кодон гэж нэрлэгддэг гурван нуклеотидын дараалал нь уургийн нийлэгжилтийн явцад дараа нь ямар амин хүчил нэмэгдэхийг тодорхойлдог хэл юм. 20 стандарт амин хүчлийг кодлодог 64 кодон байдаг бол бусад нь уургийн нийлэгжилт эхлэх эсвэл зогсохыг илтгэдэг.
Жишээлбэл, AUG дараалал нь эхлэл кодон болж, амин хүчлийн метиониныг кодлодог. Нөгөө талаас UAA, UAG, UGA кодонууд нь орчуулгын үед зогсоох дохио болдог.
Молекул биологи нь удамшлын болон уургийн функцийг ойлгохын тулд янз бүрийн арга техникийг ашигладаг.
Полимеразын гинжин урвал (ПГУ): ПГУ нь тодорхой ДНХ сегментийг олшруулахад ашигладаг арга юм. Энэхүү техник нь жижиг анхны дээжээс ДНХ-ийн сегментийн сая сая хуулбарыг үүсгэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь нарийвчилсан судалгаа, дүн шинжилгээ хийхэд тусалдаг.
Гель электрофорез: ДНХ-ийн хэлтэрхий эсвэл уургийг хэмжээ, цэнэгээр нь ялгах арга. Молекулууд нь жижиг нүх агуулсан гельээр дамжин цахилгаан талбайн нөлөөгөөр түлхэгддэг.
Дараалал: ДНХ-ийн дараалал гэдэг нь нуклейн хүчлийн дараалал буюу ДНХ дахь нуклеотидын дарааллыг тодорхойлох үйл явц юм. Үүнд аденин, гуанин, цитозин, тимин гэсэн дөрвөн суурийн дарааллыг тодорхойлоход ашигладаг аливаа арга, технологи орно.
CRISPR-Cas9: CRISPR-Cas9 нь судлаачдад ДНХ-ийн дарааллыг өөрчлөх, генийн үйл ажиллагааг өөрчлөх боломжийг олгодог геном засварлах систем юм. Энэ нь анагаах ухаан, хөдөө аж ахуйн салбарт хэрэглэгдэхүүнтэй.
Молекул биологийн олдворууд нь анагаах ухааны оношлогоо, эмчилгээ, генетик, хөгжлийн биологийн судалгаанд өргөн хэрэглэгддэг.
Эмнэлгийн оношлогоо, эмчилгээ: ПГУ, дараалал зэрэг аргууд нь удамшлын эмгэг, халдварт бодис байгаа эсэхийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Энэхүү мэдээлэл нь өвчний эсрэг чиглэсэн эмчилгээ, эмчилгээ хийхэд хүргэдэг.
Генетикийн инженерчлэл: Эрдэмтэд ДНХ-ийг удирдан чиглүүлснээр тэжээллэг чанар сайтай эсвэл хортон шавьж, өвчинд тэсвэртэй ургамал гэх мэт өвөрмөц шинж чанартай организмуудыг бий болгож чадна. Генийн инженерчлэл нь эмчилгээний уураг, вакцин, ферментийг үйлдвэрлэхэд хүргэсэн.
Хорт хавдрын судалгаа: Молекул биологийн аргууд нь хорт хавдрын эсүүд хяналтгүй ургадаг молекулын механизмыг задалдаг. Хорт хавдрын хөгжилд оролцдог тодорхой ген, уургийг тодорхойлох нь зорилтот эмчилгээг боловсруулах боломжийг олгодог.
Молекулын биологи нь бидний амьдралын талаарх ойлголтыг молекулын түвшинд ахиулсан томоохон туршилт, нээлтүүдээр онцолсон.
Хершей-Чэйзийн туршилт: Энэ туршилт нь ДНХ нь генетикийн материал гэдгийг баттай нотолгоо болгож өгсөн. Бактериофагуудыг (бактерийг халдварладаг вирус) цацраг идэвхт изотопоор тэмдэглэснээр Херши, Чейз нар удамшлын мэдээллийн удамшлыг уураг биш ДНХ хариуцдаг болохыг харуулж чадсан.
ДНХ-ийн Ватсон-Крикийн загвар: Жеймс Ватсон, Фрэнсис Крик нар Розалинд Франклины оролцоотойгоор 1953 онд ДНХ-ийн давхар мушгиа бүтцийг санал болгосон. Энэхүү нээлт нь амьд организмд генетикийн мэдээлэл хэрхэн хадгалагдаж, хуулбарлагдаж, дамждагийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой байв.
CRISPR-Cas9-ийн нээлт: CRISPR-Cas9 системийг нээсэн нь молекул биологид хувьсгал хийсэн. Анх бактерийн дархлааны тогтолцооны нэг хэсэг болгон судалж байсан CRISPR-Cas9 нь одоо янз бүрийн организмд геном засварлахад өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд энэ нь генетикийн дарааллыг нарийн зохицуулах боломжийг олгодог.
Молекул биологи нь амьд организмыг бүрдүүлдэг молекулууд, ялангуяа ДНХ, РНХ, уураг зэргийг судалдаг. ДНХ-ийн хуулбар, транскрипци, орчуулга зэрэг үйл явцыг ойлгох замаар молекул биологи нь амьдралын нарийн ширийн зүйлийг гэрэлтүүлдэг. ПГУ, гель электрофорез, дараалал, CRISPR-Cas9 зэрэг аргууд нь анагаах ухаанаас эхлээд хөдөө аж ахуйг сайжруулах хүртэл судалгаа, хэрэглээнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Анхдагч туршилтууд болон нээлтүүд нь молекул биологийн хил хязгаарыг давж, шинэ ойлголтыг санал болгож, биологийн биетүүдийн мөн чанарыг удирдах хүчний талаар ёс зүй, нийгэм, хууль эрх зүйн асуултуудыг дэвшүүлсээр байна.
