ДӘРІСТЕР 1 Модуль Молекулалық биологияның пайда болуының қысқаша тарихы және дамуының негізгі кезендері

№ 1 дәріс тақырыбы. Кіріспе

Молекулалық биология пәні және міндеттері.

Тіршілік туралы ғылымдар жүйесіндегі молекулалық биологияның орны және рөлі.

Молекулалық биологияның пайда болуының қысқаша тарихы және дамуының негізгі этаптары.

ХХ ғасыр соңындағы молекулалық биологияның дамуы.

Молекулалық биологияның Қазақстандағы дамуы.

Жасуша - өмірдің молекулалық негізі.

Пайдаланатын құралдар: проектор, слайдтар

Молекулалық биология – тіршілік құбылыстарының молекулалық негіздері туралы ғылым, биология ғылымдарының арасында негізгі орындардың бірін иеленеді. Генетика, биохимия және биофизика ғылымдарымен тығыз байланысты. Медицина (вирусология, иммунология, онкология, т.б.), ауыл шаруашылығы (жануарлар мен өсімдіктердің тұқым қуалау қасиеттерін белгілі бағытта қадағалай отырып зерттеу) және биотехнология (гендік инженерия, клеткалық инженерия) салаларының теориялық негізі болып табылады.

Негізгі мақсаты – биологиялық ірі молекулалар (белоктар, нуклеин қышқылдары) құрылымын барлық деңгейде зерттеу.

Молекулалық биология нуклеин қышқылы мен белоктардың құрылыс және құрылым ерекшеліктерін, жасушаның генетикалық аппаратының құрылымдық-қызметтік ұйымдастырылуын, ақпараттардың тұқым қуалауының жүзеге асу механизмін, апоптоз, генетикалық код т.б. оқытады.

Молекулалық биологияның ерекшелігі оның макромолекулалардың құрылымын және олардың қызметімен байланысын зерттеуінде. Сол әртүрлі құрылымдардың және олардың қызметінің тегін анықтайды.

Молекулалық биологияның міндеті - клетканы құраушы негізгі тіршілік құбылыстарын (заттардың алмасуы, тұқым қуалаушылық, нуклеин қышқылдарының құрылымы және олардың әр түрлі организмдердегі атқаратын қызметі т.б.) молекулалық деңгейде зерттеу. Яғни молекулалық биология тірі организмдердің жұмыс істеуін, олардың құрамына кіретін молекулалар және атомдардың химиялық құрылымы тұрғысынан зерттейтін ғылым саласы.

Биохимияның бір саласы ретінде дүниге келген молекулалық биология генетика және физиканың әдістері арқылы жылдам дамыды.

Бұл ғылымның атауын 1939 жылы өзін «молекулалық биолог» деп атаған У. Эстбюримен байланыстырады. Ал екі жылдан кейін ол ДНҚ-ң алғашқы рентгеннограммасын жасады және осы арқылы 1869 Ф.Мишер ашқан ДНҚ молекуласының нәзік құрылымын анықтаудың негізін салды.

1953 жылы ағылшын ғалымы Ф.Крик және АҚШ биологы Дж. Уотсон ДНҚ макромолекуласының құрылымының кеңістіктік моделін жасауы – молекулалық биология ғылымының өз алдына жеке ғылым болып қалыптасуына негіз болды. Бұл жаңа сала өзінің дамуына физиктер мен химиктерге борышты, себебі олар биохимиялық мәселелерді шешу үшін әр түрлі екі жақтан кіріскен. Олардың біреулері физикалық әдістерді, әсіресе рентгенқұрылымдық талдауды, биологиялық жағынан аса маңызды макромолеулалардың кеңістіктегі құрылымын анықтауға қолдануға тырысты.

Екінші бағыттағы зерттеушілер генетикалық процестердің молекулалық механизмін бактериялар мен вирустарды зерттеу нәтижелеріне сүйене отырып анықтаған. Бұл "фагтық мектеп" деп аталатын топ Дельбрюк және Лурияның атымен байланысты. Мұнда зор табыстардың бірі О.Т. Эйвери, К. Мак-Леод, М. Мак-Картидің генетикалық ақпараттың иесі белок емес ДНҚ екенін дәлелдеулері еді.

Ал осы биологиялық мәселерді әртүрлі екі тәсілдерді біріктіру арқылы шешу физик Ф.Крик мен биолог Д.Уотсонға ДНҚ-ның қос шиыршығын 1953 жылы ашуға мүмкінді берді.

ХХ ғасырдың 50 жылдарының басында биохимияда ақуыздар мен нуклеин қышқылдарының қарапайым құрылымы туралы мәліметтер ашылды, ДНҚ мен РНҚ молекуласындағы нулеотидтердің саны, құрылымы және орналасу заңдылығы анықталды. ДНҚ-ң қос шиыршықты моделінің жасалуы және комплементарлық принципінің ашылуы қазіргі заманғы биологияның маңызды жаңалықтары болды. Бұл жаңалықтар тірі жүйелер әрекетінің негізгі принциптерін ашты және қазіргі заманғы биологияның одан ары қарайғы зерттеулерін анықтады.

Қазіргі жаратылыстану ғылымдарының молекулалық биологияның алдында қарыздар болуының себебі, молекулалық биологияда ХХ ғасырдың 50 жылдарының ортасынан 70 жылдардың ортасына дейінгі кезеңдерде гентикалық ақпараттардың тұқым қуалауы және олардың ұрпақтан ұрпаққа берілуінің негізгі жолдары мен табиғатының ақылға сыймастай жылдамдықпен анықталуы болып есептеледі.