ความสำคัญประยุกต์ของอณูชีววิทยา อาชีพนักชีววิทยาระดับโมเลกุล

31.2

เพื่อเพื่อน!

อ้างอิง

อณูชีววิทยาเกิดขึ้นจากชีวเคมีในเดือนเมษายน พ.ศ. 2496 ลักษณะที่ปรากฏมีความเกี่ยวข้องกับชื่อของเจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ผู้ค้นพบโครงสร้างของโมเลกุลดีเอ็นเอ การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้จากการวิจัยเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ แบคทีเรีย และชีวเคมีของไวรัส อาชีพนักชีววิทยาระดับโมเลกุลยังไม่แพร่หลาย แต่ในปัจจุบันมีบทบาทใน สังคมสมัยใหม่ใหญ่มาก โรคจำนวนมาก รวมถึงโรคที่แสดงออกในระดับพันธุกรรม จำเป็นต้องให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาวิธีแก้ไขปัญหานี้

คำอธิบายของกิจกรรม

ไวรัสและแบคทีเรียกลายพันธุ์อยู่ตลอดเวลา ซึ่งหมายความว่ายาไม่สามารถช่วยเหลือบุคคลได้อีกต่อไป และโรคต่างๆ ก็กลายเป็นเรื่องยากที่จะรักษา งาน อณูชีววิทยา- ก้าวไปข้างหน้าของกระบวนการนี้และพัฒนาวิธีการรักษาโรคแบบใหม่ นักวิทยาศาสตร์ทำงานตามโครงการที่เป็นที่ยอมรับ: ปิดกั้นสาเหตุของโรค ขจัดกลไกการถ่ายทอดทางพันธุกรรม และด้วยเหตุนี้จึงช่วยบรรเทาอาการของผู้ป่วย มีศูนย์ คลินิก และโรงพยาบาลหลายแห่งทั่วโลกที่นักชีววิทยาระดับโมเลกุลกำลังพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ๆ เพื่อช่วยเหลือผู้ป่วย

ความรับผิดชอบในงาน

ความรับผิดชอบของนักชีววิทยาระดับโมเลกุลรวมถึงการศึกษากระบวนการภายในเซลล์ (เช่น การเปลี่ยนแปลงของ DNA ในระหว่างการพัฒนาของเนื้องอก) ผู้เชี่ยวชาญยังศึกษาคุณลักษณะของ DNA ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและแต่ละเซลล์ด้วย การศึกษาดังกล่าวดำเนินการบนพื้นฐานของ PCR (ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส) ซึ่งทำให้สามารถวิเคราะห์ร่างกายสำหรับการติดเชื้อโรคทางพันธุกรรมและกำหนดเครือญาติทางชีวภาพ

คุณสมบัติของการเติบโตของอาชีพ

อาชีพของนักชีววิทยาระดับโมเลกุลค่อนข้างมีแนวโน้มในสาขาของตนและกำลังเป็นที่หนึ่งในการจัดอันดับวิชาชีพแพทย์ในอนาคต อย่างไรก็ตาม นักชีววิทยาระดับโมเลกุลไม่จำเป็นต้องอยู่ในสาขานี้ตลอดเวลา หากมีความปรารถนาที่จะเปลี่ยนอาชีพ เขาสามารถฝึกใหม่เป็นผู้จัดการฝ่ายขายอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ เริ่มพัฒนาเครื่องมือสำหรับการศึกษาต่างๆ หรือเปิดธุรกิจของตนเองได้

(อณูชีววิทยา/-ชีววิทยา)

• พิมพ์

  อาชีพหลังประกาศนียบัตร

• เงินเดือน

  3667-5623 € ต่อเดือน

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลศึกษากระบวนการระดับโมเลกุลเป็นพื้นฐานของกระบวนการชีวิตทั้งหมด จากผลลัพธ์ที่ได้ พวกเขาพัฒนาแนวคิดสำหรับการใช้กระบวนการทางชีวเคมี เช่น ในการวิจัยทางการแพทย์และการวินิจฉัย หรือในเทคโนโลยีชีวภาพ นอกจากนี้ พวกเขาอาจเกี่ยวข้องกับการผลิตยา การพัฒนาผลิตภัณฑ์ การประกันคุณภาพ หรือการให้คำปรึกษาด้านเภสัชกรรม

ความรับผิดชอบของนักชีววิทยาระดับโมเลกุล

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลสามารถทำงานในสาขาต่างๆได้ ตัวอย่างเช่น เกี่ยวข้องกับการใช้ผลการวิจัยเพื่อการผลิตในด้านต่างๆ เช่น พันธุวิศวกรรม เคมีโปรตีน หรือเภสัชวิทยา (การค้นคว้ายา) ในอุตสาหกรรมเคมีและยา พวกเขาอำนวยความสะดวกในการแปลผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่ตั้งแต่การวิจัยไปจนถึงการผลิต การตลาดผลิตภัณฑ์ และการให้คำปรึกษาผู้ใช้

ในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ นักชีววิทยาระดับโมเลกุลจะศึกษาคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ สารประกอบอินทรีย์และยัง กระบวนการทางเคมี(ในด้านการเผาผลาญของเซลล์) ในสิ่งมีชีวิตและเผยแพร่ผลงานวิจัย ในระดับสูง สถาบันการศึกษาพวกเขาสอนนักเรียน เตรียมความพร้อมสำหรับการบรรยายและสัมมนา ให้คะแนนงานเขียน และจัดการสอบ เป็นอิสระ กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์สามารถทำได้หลังจากได้รับปริญญาโทและปริญญาเอกเท่านั้น

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลทำงานที่ไหน?

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลหางานทำเช่น

• ในสถาบันวิจัย เช่น สาขาวิทยาศาสตร์และการแพทย์
• ในสถาบันอุดมศึกษา
• ในอุตสาหกรรมเคมีและยา
• ในแผนกสิ่งแวดล้อม

เงินเดือนนักชีววิทยาระดับโมเลกุล

ระดับเงินเดือนที่นักชีววิทยาระดับโมเลกุลได้รับในประเทศเยอรมนีคือ

• จาก 3667€ ถึง 5623€ ต่อเดือน

(ตามสำนักงานสถิติและบริการจัดหางานต่างๆ ในเยอรมนี)

ภารกิจและความรับผิดชอบของนักชีววิทยาระดับโมเลกุลโดยละเอียด

สาระสำคัญของอาชีพนักชีววิทยาโมเลกุลคืออะไร?

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลศึกษากระบวนการระดับโมเลกุลเป็นพื้นฐานของกระบวนการชีวิตทั้งหมด จากผลลัพธ์ที่ได้ พวกเขาพัฒนาแนวคิดสำหรับการใช้กระบวนการทางชีวเคมี เช่น ในการวิจัยทางการแพทย์และการวินิจฉัย หรือในเทคโนโลยีชีวภาพ นอกจากนี้ พวกเขาอาจมีส่วนร่วมในการผลิตยา การพัฒนาผลิตภัณฑ์ การประกันคุณภาพ หรือการให้คำปรึกษาด้านเภสัชกรรม

อาชีพ อณูชีววิทยา

อณูชีววิทยาหรืออณูพันธุศาสตร์เกี่ยวข้องกับการศึกษาโครงสร้างและการสังเคราะห์ทางชีวภาพของกรดนิวคลีอิกและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนและการนำข้อมูลนี้ไปใช้ในรูปของโปรตีน ทำให้สามารถเข้าใจความผิดปกติอันเจ็บปวดของการทำงานเหล่านี้ และอาจรักษาโดยใช้ยีนบำบัดได้ มีอินเทอร์เฟซสำหรับเทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรมอยู่ด้วย สิ่งมีชีวิตที่เรียบง่ายเช่น แบคทีเรียและยีสต์ เพื่อสร้างสารที่เป็นประโยชน์ทางเภสัชวิทยาหรือเชิงพาณิชย์ในระดับอุตสาหกรรมผ่านการกลายพันธุ์แบบกำหนดเป้าหมาย

ทฤษฎีและการปฏิบัติทางอณูชีววิทยา

อุตสาหกรรมเคมี-ยามีการจ้างงานหลายสาขาสำหรับนักชีววิทยาระดับโมเลกุล ในการตั้งค่าอุตสาหกรรม พวกเขาวิเคราะห์กระบวนการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพหรือพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการสำหรับการผลิตทางจุลชีววิทยาของส่วนผสมออกฤทธิ์และตัวกลางทางเภสัชกรรม นอกจากนี้พวกเขายังมีส่วนร่วมในการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่จากการวิจัยไปสู่การผลิตอีกด้วย การปฏิบัติงานตรวจสอบช่วยให้มั่นใจได้ว่าสิ่งอำนวยความสะดวกการผลิต อุปกรณ์ วิธีการวิเคราะห์ และทุกขั้นตอนของการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อน เช่น เภสัชภัณฑ์ ตรงตามมาตรฐานคุณภาพที่กำหนดเสมอ นอกจากนี้ นักชีววิทยาระดับโมเลกุลยังแนะนำผู้ใช้เกี่ยวกับการใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่อีกด้วย

ตำแหน่งผู้บริหารมักต้องมีหลักสูตรปริญญาโท

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลในการวิจัยและการศึกษา

ในสาขาวิทยาศาสตร์และการวิจัย นักชีววิทยาระดับโมเลกุลจะจัดการกับหัวข้อต่างๆ เช่น การจดจำ การขนส่ง การพับ และการประมวลผลของโปรตีนในเซลล์ ผลการวิจัยที่เป็นพื้นฐานสำหรับการ การประยุกต์ใช้จริงในด้านต่างๆ เผยแพร่ และเผยแพร่แก่นักวิทยาศาสตร์และนักศึกษาคนอื่นๆ ในการประชุมและการประชุม พวกเขาหารือและนำเสนอผลลัพธ์ของกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ นักชีววิทยาระดับโมเลกุลดำเนินการบรรยายและสัมมนาเป็นผู้นำ งานทางวิทยาศาสตร์และทำข้อสอบ

กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์อิสระต้องสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาโทและปริญญาเอก

อณูชีววิทยาวิทยาศาสตร์ที่มุ่งทำความเข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์สิ่งมีชีวิตโดยการศึกษาวัตถุและระบบทางชีวภาพในระดับที่ใกล้ถึงระดับโมเลกุล และในบางกรณีก็ถึงขีดจำกัดนี้ เป้าหมายสูงสุดคือการค้นหาว่าลักษณะที่ปรากฏของชีวิต เช่น กรรมพันธุ์ การสืบพันธุ์ชนิดของตัวเอง การสังเคราะห์โปรตีน ความตื่นเต้นง่าย การเติบโตและการพัฒนา การจัดเก็บและการถ่ายทอดข้อมูล การเปลี่ยนแปลงพลังงาน การเคลื่อนไหว เป็นต้น เป็นอย่างไรและมากน้อยเพียงใด ถูกกำหนดโดยโครงสร้างคุณสมบัติและปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลของสารที่มีความสำคัญทางชีวภาพ โดยหลัก ๆ แล้วมีสองประเภทหลักของพอลิเมอร์ชีวภาพโมเลกุลสูง - โปรตีนและกรดนิวคลีอิก คุณสมบัติที่โดดเด่นของ M.b. - การศึกษาปรากฏการณ์ชีวิตบนวัตถุที่ไม่มีชีวิตหรือสิ่งที่มีลักษณะเป็นอาการดึกดำบรรพ์ที่สุดของชีวิต เหล่านี้คือ การก่อตัวทางชีวภาพจากระดับเซลล์และต่ำกว่า: ออร์แกเนลล์ใต้เซลล์ เช่น นิวเคลียสของเซลล์แยก ไมโตคอนเดรีย ไรโบโซม โครโมโซม เยื่อหุ้มเซลล์- เพิ่มเติม - ระบบที่ยืนอยู่บนขอบเขตระหว่างสิ่งมีชีวิตและ ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต, - ไวรัสรวมถึงแบคทีเรียและลงท้ายด้วยโมเลกุลของส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต - กรดนิวคลีอิกและโปรตีน

รากฐานที่ M. b. พัฒนาขึ้นนั้นถูกวางโดยวิทยาศาสตร์เช่นพันธุศาสตร์, ชีวเคมี, สรีรวิทยาของกระบวนการเบื้องต้น ฯลฯ ตามต้นกำเนิดของการพัฒนา M. b. มีความเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับอณูพันธุศาสตร์ซึ่งยังคงเป็นส่วนสำคัญต่อไป

คุณสมบัติที่โดดเด่นม.ข. คือความเป็นสามมิติของมัน สาระสำคัญของเอ็มบี M. Perutz เห็นเพื่อตีความหน้าที่ทางชีววิทยาในแง่ของโครงสร้างโมเลกุล ม.ข. มีจุดมุ่งหมายเพื่อรับคำตอบสำหรับคำถาม "อย่างไร" โดยได้เรียนรู้สาระสำคัญของบทบาทและการมีส่วนร่วมของโครงสร้างทั้งหมดของโมเลกุลและสำหรับคำถาม "ทำไม" และ "เพื่ออะไร" เมื่อค้นพบในอีกด้านหนึ่ง การเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติของโมเลกุล (อีกครั้ง โดยหลักๆ คือโปรตีนและกรดนิวคลีอิก) กับหน้าที่ของมัน และในทางกลับกัน บทบาทของแต่ละหน้าที่ดังกล่าวในความซับซ้อนโดยรวมของการสำแดงของชีวิต

ความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของอณูชีววิทยายังห่างไกลจากรายการความสำเร็จทั้งหมด: การค้นพบโครงสร้างและกลไกการทำงานทางชีววิทยาของ DNA, RNA และไรโบโซมทุกประเภท, การค้นพบ รหัสพันธุกรรม- การค้นพบการถอดรหัสแบบย้อนกลับ เช่น การสังเคราะห์ DNA บนเทมเพลต RNA ศึกษากลไกการทำงานของเม็ดสีทางเดินหายใจ การค้นพบโครงสร้างสามมิติและบทบาทเชิงหน้าที่ของมันในการออกฤทธิ์ของเอนไซม์ หลักการของการสังเคราะห์เมทริกซ์และกลไกของการสังเคราะห์โปรตีน การเปิดเผยโครงสร้างของไวรัสและกลไกของการจำลองแบบโครงสร้างเชิงพื้นที่ของแอนติบอดีปฐมภูมิและบางส่วน การแยกยีนแต่ละตัว การสังเคราะห์ทางเคมีและทางชีววิทยา (เอนไซม์) ของยีน รวมถึงยีนของมนุษย์ นอกเซลล์ (ในหลอดทดลอง) การถ่ายโอนยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง รวมถึงเซลล์ของมนุษย์ การถอดเสียงที่รวดเร็ว โครงสร้างทางเคมีจำนวนโปรตีนที่เพิ่มขึ้นซึ่งส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์รวมถึงกรดนิวคลีอิก การตรวจหาปรากฏการณ์ "การประกอบตัวเอง" ของวัตถุทางชีวภาพบางชนิดที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้น เริ่มตั้งแต่โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกไปจนถึงเอนไซม์ที่มีหลายองค์ประกอบ ไวรัส ไรโบโซม ฯลฯ การอธิบายหลักการควบคุมแบบอัลโลสเตอริกและหลักการพื้นฐานอื่นๆ ฟังก์ชั่นทางชีวภาพและกระบวนการต่างๆ

ปัญหาทางอณูชีววิทยาพร้อมกับงานสำคัญที่ระบุของ M.b. (ความรู้รูปแบบ “การรับรู้” การประกอบตนเองและการบูรณาการ) ทิศทางปัจจุบัน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์อนาคตอันใกล้นี้คือการพัฒนาวิธีการที่ทำให้สามารถถอดรหัสโครงสร้างได้และการจัดระเบียบเชิงพื้นที่สามมิติของกรดนิวคลีอิกโมเลกุลสูง ทั้งหมด วิธีการที่สำคัญที่สุดการใช้สิ่งที่รับประกันการเกิดขึ้นและความสำเร็จของจุลชีววิทยาได้รับการเสนอและพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ (ultracentrifugation, การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์, กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน, เรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ เป็นต้น) วิธีการทดลองทางกายภาพใหม่ๆ เกือบทั้งหมด (เช่น การใช้คอมพิวเตอร์ การแผ่รังสีซินโครตรอนหรือเบรมสตราลุง เทคโนโลยีเลเซอร์ ฯลฯ) เปิดโอกาสใหม่ให้กับ การศึกษาเชิงลึกปัญหา ม.ข. ในบรรดาปัญหาในทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดคำตอบที่คาดหวังจาก M. b. ในตอนแรกคือปัญหาของพื้นฐานระดับโมเลกุลของการเจริญเติบโตของมะเร็งจากนั้น - วิธีป้องกันและอาจเอาชนะโรคทางพันธุกรรม - "โรคทางโมเลกุล ". คุ้มค่ามากจะมีการอธิบายพื้นฐานระดับโมเลกุลของการเร่งปฏิกิริยาทางชีววิทยา เช่น การออกฤทธิ์ของเอนไซม์ ท่ามกลางแนวโน้มสมัยใหม่ที่สำคัญที่สุดใน M. b. ควรรวมถึงความปรารถนาที่จะถอดรหัสกลไกระดับโมเลกุลของการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน สารพิษ และสารยา ตลอดจนค้นหารายละเอียด โครงสร้างโมเลกุลและการทำงานของสิ่งนั้น โครงสร้างเซลล์, ยังไง เยื่อหุ้มชีวภาพมีส่วนร่วมในการควบคุมกระบวนการแทรกซึมและการขนส่งสาร เป้าหมายที่ห่างไกลมากขึ้นของ M.b. - ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของกระบวนการประสาท กลไกความจำ ฯลฯ หนึ่งในส่วนสำคัญที่เกิดขึ้นใหม่ของ M.b. - ที่เรียกว่า พันธุวิศวกรรมซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้งานเครื่องมือทางพันธุกรรม (จีโนม) ของสิ่งมีชีวิตอย่างมีจุดมุ่งหมาย ตั้งแต่จุลินทรีย์และสิ่งมีชีวิตเซลล์ล่าง (เซลล์เดียว) ไปจนถึงมนุษย์ (ในกรณีหลังนี้ มีจุดประสงค์หลักเพื่อการรักษาที่รุนแรงของโรคทางพันธุกรรมและการแก้ไขพันธุกรรม ข้อบกพร่อง)

พื้นที่ที่สำคัญที่สุดของ MB:

– อณูพันธุศาสตร์ – ศึกษาโครงสร้างและการทำงานของเครื่องมือทางพันธุกรรมของเซลล์และกลไกการดำเนินการ ข้อมูลทางพันธุกรรม

– ไวรัสวิทยาระดับโมเลกุล – ศึกษากลไกระดับโมเลกุลของการโต้ตอบของไวรัสกับเซลล์

– ภูมิคุ้มกันวิทยาระดับโมเลกุล – การศึกษารูปแบบของปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันของร่างกาย

– อณูชีววิทยาของพัฒนาการ – ​​ศึกษาลักษณะที่ปรากฏของเซลล์คุณภาพต่างๆ ในระหว่างนั้น การพัฒนาส่วนบุคคลสิ่งมีชีวิตและความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านของเซลล์

วัตถุประสงค์หลักของการวิจัย: ไวรัส (รวมถึงแบคทีริโอฟาจ) เซลล์และโครงสร้างย่อยเซลล์ โมเลกุลขนาดใหญ่ สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

นักชีววิทยาระดับโมเลกุลเป็นนักวิจัยทางการแพทย์ที่มีภารกิจไม่น้อยไปกว่าการกอบกู้มนุษยชาติจากโรคร้าย ในบรรดาโรคดังกล่าวเช่นเนื้องอกวิทยาซึ่งปัจจุบันได้กลายเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียชีวิตในโลกซึ่งด้อยกว่าผู้นำเพียงเล็กน้อยเท่านั้นนั่นคือโรคหลอดเลือดหัวใจ วิธีการใหม่ในการวินิจฉัยโรคมะเร็งตั้งแต่เนิ่นๆ การป้องกันและการรักษาโรคมะเร็งถือเป็นภารกิจสำคัญของการแพทย์แผนปัจจุบัน นักชีววิทยาระดับโมเลกุลในด้านเนื้องอกวิทยาพัฒนาแอนติบอดีและโปรตีนรีคอมบิแนนท์ (ดัดแปลงพันธุกรรม) สำหรับการวินิจฉัยตั้งแต่เนิ่นๆ หรือการส่งยาแบบกำหนดเป้าหมายในร่างกาย ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ใช้มากที่สุด ความสำเร็จที่ทันสมัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่และ สารอินทรีย์เพื่อประโยชน์ในการวิจัยและกิจกรรมทางคลินิกต่อไป วิธีการที่นักชีววิทยาระดับโมเลกุลใช้ ได้แก่ การโคลน การเปลี่ยนถ่าย การติดเชื้อ ปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรส การจัดลำดับยีน และอื่นๆ หนึ่งในบริษัทที่สนใจนักชีววิทยาระดับโมเลกุลในรัสเซียคือ PrimeBioMed LLC องค์กรมีส่วนร่วมในการผลิตรีเอเจนต์แอนติบอดีสำหรับการวินิจฉัยโรคมะเร็ง แอนติบอดีดังกล่าวส่วนใหญ่จะใช้เพื่อระบุชนิดของเนื้องอก ต้นกำเนิดและความร้ายกาจของมัน นั่นคือความสามารถในการแพร่กระจายไปยังส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย) แอนติบอดีจะถูกนำไปใช้กับเนื้อเยื่อบางส่วนที่กำลังตรวจ หลังจากนั้นแอนติบอดีจะจับกับโปรตีนบางชนิดในเซลล์ ซึ่งเป็นเครื่องหมายที่มีอยู่ในเซลล์เนื้องอก แต่ไม่มีในเซลล์ที่มีสุขภาพดีและในทางกลับกัน กำหนดการรักษาต่อไปทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผลการศึกษา ลูกค้าของ PrimeBioMed ไม่เพียงแต่เป็นสถาบันทางการแพทย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสถาบันทางวิทยาศาสตร์ด้วย เนื่องจากแอนติบอดีสามารถใช้เพื่อแก้ปัญหาการวิจัยได้ ในกรณีดังกล่าว สามารถผลิตแอนติบอดีที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งสามารถจับกับโปรตีนที่สนใจได้ภายใต้ งานเฉพาะตามคำสั่งพิเศษ การวิจัยที่น่าหวังอีกประการหนึ่งของบริษัทคือการกำหนดเป้าหมายการส่งยาเข้าสู่ร่างกาย ในกรณีนี้จะใช้แอนติบอดีเป็นการขนส่ง: ด้วยความช่วยเหลือยาจะถูกส่งไปยังอวัยวะที่ได้รับผลกระทบโดยตรง ดังนั้นการรักษาจึงมีประสิทธิภาพมากขึ้นและส่งผลเสียต่อร่างกายน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น เคมีบำบัด ซึ่งไม่เพียงส่งผลต่อเซลล์มะเร็งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์อื่นๆ ด้วย อาชีพของนักชีววิทยาระดับโมเลกุลคาดว่าจะเป็นที่ต้องการมากขึ้นในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า เมื่ออายุขัยเฉลี่ยของมนุษย์เพิ่มขึ้น จำนวนโรคมะเร็งก็จะเพิ่มขึ้น การวินิจฉัยเนื้องอกตั้งแต่เนิ่นๆ และวิธีการรักษาที่เป็นนวัตกรรมใหม่โดยใช้สารที่ได้รับจากนักชีววิทยาระดับโมเลกุลจะช่วยรักษาชีวิตและปรับปรุงคุณภาพสำหรับคนจำนวนมาก

อณูชีววิทยา

วิทยาศาสตร์ที่มุ่งทำความเข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์สิ่งมีชีวิตโดยการศึกษาวัตถุและระบบทางชีวภาพในระดับที่ใกล้ถึงระดับโมเลกุล และในบางกรณีก็ถึงขีดจำกัดนี้ เป้าหมายสูงสุดคือการค้นหาว่าลักษณะที่ปรากฏของชีวิต เช่น กรรมพันธุ์ การสืบพันธุ์ชนิดของตัวเอง การสังเคราะห์โปรตีน ความตื่นเต้นง่าย การเติบโตและการพัฒนา การจัดเก็บและการถ่ายทอดข้อมูล การเปลี่ยนแปลงพลังงาน การเคลื่อนไหว เป็นต้น เป็นอย่างไรและมากน้อยเพียงใด ถูกกำหนดโดยโครงสร้าง คุณสมบัติ และอันตรกิริยาของโมเลกุลของสารที่มีความสำคัญทางชีวภาพ โดยหลักๆ แล้วจะเป็นไบโอโพลีเมอร์โมเลกุลสูงสองประเภทหลัก (ดูไบโอโพลีเมอร์) - โปรตีนและกรดนิวคลีอิก คุณสมบัติที่โดดเด่นของ M.b. - การศึกษาปรากฏการณ์ชีวิตบนวัตถุที่ไม่มีชีวิตหรือสิ่งที่มีลักษณะเป็นอาการดึกดำบรรพ์ที่สุดของชีวิต สิ่งเหล่านี้คือการก่อตัวทางชีวภาพจากระดับเซลล์และต่ำกว่า: ออร์แกเนลล์ใต้เซลล์ เช่น นิวเคลียสของเซลล์ที่แยกได้, ไมโตคอนเดรีย, ไรโบโซม, โครโมโซม, เยื่อหุ้มเซลล์; นอกจากนี้ - ระบบที่ตั้งอยู่บนขอบเขตของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต - ไวรัส รวมถึงแบคทีริโอฟาจ และลงท้ายด้วยโมเลกุลของส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต - กรดนิวคลีอิก (ดูกรดนิวคลีอิก) และโปรตีน (ดูโปรตีน)

ม.ข. - สาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสาขาใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสาขาการวิจัยที่มีมายาวนาน ซึ่งครอบคลุมโดยชีวเคมี (ดูชีวเคมี) ชีวฟิสิกส์ (ดูชีวฟิสิกส์) และเคมีชีวอินทรีย์ (ดูเคมีชีวภาพ)

ความแตกต่างนี้เป็นไปได้เฉพาะโดยคำนึงถึงวิธีการที่ใช้และลักษณะพื้นฐานของแนวทางที่ใช้เท่านั้น , รากฐานที่ M. b. พัฒนาขึ้นนั้นถูกวางโดยวิทยาศาสตร์เช่นพันธุศาสตร์, ชีวเคมี, สรีรวิทยาของกระบวนการเบื้องต้น ฯลฯ ตามต้นกำเนิดของการพัฒนา M. b. เชื่อมโยงกับอณูพันธุศาสตร์อย่างแยกไม่ออก (ดูอณูพันธุศาสตร์) ซึ่งยังคงเป็นส่วนสำคัญของคณิตศาสตร์ แม้ว่าส่วนใหญ่จะกลายเป็นวินัยอิสระไปแล้วก็ตาม การแยก M.b. จากชีวเคมีถูกกำหนดโดยการพิจารณาดังต่อไปนี้ งานของชีวเคมีส่วนใหญ่จำกัดอยู่ที่การสร้างการมีส่วนร่วมของบางงานสารเคมี สำหรับการทำงานและกระบวนการทางชีววิทยาบางอย่างและชี้แจงลักษณะของการเปลี่ยนแปลง ความสำคัญชั้นนำคือข้อมูลเกี่ยวกับปฏิกิริยาและคุณสมบัติหลักโครงสร้างทางเคมี แสดงออกตามปกติสูตรเคมี - ดังนั้น โดยพื้นฐานแล้ว ความสนใจจึงมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงที่ส่งผลต่อความจุหลัก- ในขณะเดียวกัน ตามที่ L. Pauling เน้นย้ำ , ในระบบทางชีววิทยาและการสำแดงของชีวิตไม่ควรให้ความสำคัญหลักกับพันธะเวเลนซ์หลักที่ทำหน้าที่ภายในโมเลกุลเดียว แต่สำหรับพันธะประเภทต่าง ๆ ที่กำหนดปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล (ไฟฟ้าสถิต, แวนเดอร์วาลส์, พันธะไฮโดรเจน ฯลฯ )

ผลลัพธ์สุดท้าย การวิจัยทางชีวเคมีสามารถนำเสนอในรูปแบบของระบบใดระบบหนึ่งได้ สมการทางเคมีซึ่งมักจะหมดสิ้นไปกับภาพบนเครื่องบิน เช่น ในสองมิติ คุณสมบัติที่โดดเด่นของ M.b. คือความเป็นสามมิติของมัน สาระสำคัญของเอ็มบี M. Peruts เห็นในการตีความหน้าที่ทางชีววิทยาในแง่ของโครงสร้างโมเลกุล เราสามารถพูดได้ว่าหากก่อนหน้านี้เมื่อศึกษาวัตถุทางชีววิทยาจำเป็นต้องตอบคำถาม "อะไร" นั่นคือมีสารใดบ้างและคำถาม "ที่ไหน" ซึ่งเนื้อเยื่อและอวัยวะใดจากนั้น M. b. มีจุดมุ่งหมายเพื่อรับคำตอบสำหรับคำถาม "อย่างไร" โดยได้เรียนรู้สาระสำคัญของบทบาทและการมีส่วนร่วมของโครงสร้างทั้งหมดของโมเลกุลและสำหรับคำถาม "ทำไม" และ "เพื่ออะไร" เมื่อค้นพบในอีกด้านหนึ่ง การเชื่อมโยงระหว่างคุณสมบัติของโมเลกุล (อีกครั้ง โดยหลักๆ คือโปรตีนและกรดนิวคลีอิก) กับหน้าที่ของมัน และในทางกลับกัน บทบาทของแต่ละหน้าที่ดังกล่าวในความซับซ้อนโดยรวมของการสำแดงของชีวิต

ได้รับบทบาทชี้ขาด ตำแหน่งสัมพัทธ์อะตอมและกลุ่มของพวกมันในโครงสร้างทั่วไปของโมเลกุลขนาดใหญ่ ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ สิ่งนี้ใช้ได้กับทั้งส่วนประกอบแต่ละส่วนและโครงสร้างโดยรวมของโมเลกุลโดยรวม เป็นผลมาจากการเกิดขึ้นของโครงสร้างปริมาตรที่กำหนดอย่างเคร่งครัด โมเลกุลของโพลีเมอร์ชีวภาพได้รับคุณสมบัติเหล่านั้น เนื่องจากสามารถทำหน้าที่เป็นพื้นฐานวัสดุของการทำงานทางชีวภาพได้ หลักการของแนวทางการศึกษาสิ่งมีชีวิตนี้เป็นลักษณะเฉพาะและลักษณะเฉพาะที่สุดของ M. b

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์ความสำคัญมหาศาลของการวิจัยปัญหาทางชีววิทยา ระดับโมเลกุลคาดการณ์โดย I. P. Pavlov , ผู้พูดถึงขั้นตอนสุดท้ายของวิทยาศาสตร์แห่งชีวิต - สรีรวิทยาของโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต คำว่า "ม. ข." ภาษาอังกฤษถูกใช้ครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ W. Astbury ในการประยุกต์ใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับการชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างโมเลกุลและทางกายภาพและ คุณสมบัติทางชีวภาพโปรตีนไฟบริลลาร์ (เส้นใย) เช่น คอลลาเจน ไฟบรินในเลือด หรือโปรตีนที่หดตัวของกล้ามเนื้อ ใช้คำว่า “ม. ข." เหล็กตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 50 ศตวรรษที่ 20

การเกิดขึ้นของ M.b. ในฐานะที่เป็นวิทยาศาสตร์สำหรับผู้ใหญ่ เป็นเรื่องปกติที่จะย้อนกลับไปในปี 1953 เมื่อ J. Watson และ F. Crick ในเคมบริดจ์ (บริเตนใหญ่) ค้นพบโครงสร้างสามมิติของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) สิ่งนี้ทำให้สามารถพูดคุยเกี่ยวกับวิธีที่รายละเอียดของโครงสร้างนี้กำหนดหน้าที่ทางชีววิทยาของ DNA ในฐานะผู้ขนส่งวัสดุของข้อมูลทางพันธุกรรม โดยหลักการแล้ว บทบาทของ DNA นี้เป็นที่รู้จักค่อนข้างเร็ว (พ.ศ. 2487) อันเป็นผลมาจากงานของนักพันธุศาสตร์ชาวอเมริกัน โอ. ที. เอเวอรี่ และเพื่อนร่วมงานของเขา (ดูอณูพันธุศาสตร์) แต่ไม่ทราบว่ามีขอบเขตเพียงใด ฟังก์ชั่นนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของดีเอ็นเอ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีการพัฒนาหลักการใหม่ของการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ในห้องปฏิบัติการของ W. L. Bragg (ดูเงื่อนไขของ Bragg - Wulf), J. Bernal และคนอื่นๆ ซึ่งรับรองว่าจะใช้วิธีนี้เพื่อทราบรายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างเชิงพื้นที่ของ โมเลกุลขนาดใหญ่ของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก

ระดับของการจัดระเบียบระดับโมเลกุลในปี พ.ศ. 2500 เจ. เคนดรูว์ได้สร้างโครงสร้างสามมิติของไมโอโกลบิน เอ , และในปีต่อๆ มา M. Perutz ก็ทำสิ่งนี้เกี่ยวกับเฮโมโกลบินเอ มีการกำหนดแนวคิดเกี่ยวกับการจัดระเบียบเชิงพื้นที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่ในระดับต่างๆ โครงสร้างหลักคือลำดับของแต่ละหน่วย (โมโนเมอร์) ในสายโซ่ของโมเลกุลโพลีเมอร์ที่เกิดขึ้น สำหรับโปรตีน โมโนเมอร์คือกรดอะมิโน , สำหรับกรดนิวคลีอิก - นิวคลีโอไทด์ โมเลกุลคล้ายเกลียวเชิงเส้นของโพลีเมอร์ชีวภาพซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดพันธะไฮโดรเจนมีความสามารถในการพอดีกับอวกาศในลักษณะใดลักษณะหนึ่งเช่นในกรณีของโปรตีนดังที่ L. Pauling แสดงให้เห็น บนรูปทรงเกลียว สิ่งนี้เรียกว่าโครงสร้างรอง โครงสร้างระดับตติยภูมิถูกพูดถึงเมื่อโมเลกุลที่มีโครงสร้างรองพับต่อไปไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง เติมเต็มช่องว่างสามมิติ สุดท้าย โมเลกุลที่มีโครงสร้างสามมิติสามารถโต้ตอบกันได้ โดยธรรมชาติอยู่ในอวกาศโดยสัมพันธ์กัน และก่อตัวเป็นโครงสร้างที่เรียกว่าควอเทอร์นารี ส่วนประกอบแต่ละส่วนมักเรียกว่าหน่วยย่อย

ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของวิธีที่โครงสร้างโมเลกุลสามมิติกำหนดการทำงานทางชีววิทยาของโมเลกุลคือ DNA มันมีโครงสร้างของเกลียวคู่: เส้นสองเส้นที่วิ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกัน (ขนานกัน) ถูกบิดไปมารอบ ๆ กันก่อตัวเป็นเกลียวคู่ที่มีการจัดเรียงฐานที่เสริมซึ่งกันและกันนั่นคือ ดังนั้นตรงข้ามกับฐานหนึ่งของห่วงโซ่เดียวจึงมี เหมือนกันเสมอในห่วงโซ่อื่น ๆ ฐานที่รับประกันการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนได้ดีที่สุด: อะดีนีน (A) จับคู่กับไทมีน (T), กัวนีน (G) กับไซโตซีน (C) โครงสร้างนี้สร้างสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงานทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุดของ DNA: การคูณเชิงปริมาณของข้อมูลทางพันธุกรรมในระหว่างกระบวนการแบ่งเซลล์ ในขณะเดียวกันก็รักษาความแปรปรวนเชิงคุณภาพของการไหลนี้ไว้ ข้อมูลทางพันธุกรรม- เมื่อเซลล์แบ่งตัว สายของเกลียวคู่ DNA ซึ่งทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์หรือแม่แบบ จะคลายตัว และแต่ละสายจะสังเคราะห์สายใหม่ที่เสริมกันขึ้นภายใต้การทำงานของเอนไซม์ ด้วยเหตุนี้จึงได้รับโมเลกุลลูกสาวที่เหมือนกันทั้งหมดจากโมเลกุล DNA แม่หนึ่งโมเลกุล (ดูเซลล์, ไมโทซีส)

นอกจากนี้ ในกรณีของเฮโมโกลบิน ปรากฎว่าการทำงานทางชีวภาพของมัน - ความสามารถในการเพิ่มออกซิเจนในปอดแบบย้อนกลับแล้วส่งไปยังเนื้อเยื่อ - มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติของโครงสร้างสามมิติของเฮโมโกลบินและการเปลี่ยนแปลงใน กระบวนการบรรลุบทบาททางสรีรวิทยาโดยธรรมชาติ เมื่อ O2 เกาะกันและแยกออกจากกัน การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ในโครงสร้างของโมเลกุลฮีโมโกลบินจะเกิดขึ้น นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ของอะตอมเหล็กที่บรรจุอยู่ในออกซิเจน การเปลี่ยนแปลงขนาดของโมเลกุลฮีโมโกลบินซึ่งชวนให้นึกถึงการเปลี่ยนแปลงปริมาตร หน้าอกในระหว่างการหายใจอนุญาตให้เรียกฮีโมโกลบินว่า "ปอดโมเลกุล"

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตคือความสามารถในการควบคุมการแสดงออกของกิจกรรมชีวิตทั้งหมดอย่างละเอียด การสนับสนุนที่สำคัญโดย M.b. วี การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นการค้นพบกลไกการกำกับดูแลใหม่ที่ไม่รู้จักมาก่อนซึ่งเรียกว่าผลอัลโลสเตอริก มันอยู่ที่ความสามารถของสารที่จะต่ำ น้ำหนักโมเลกุล- ที่เรียกว่า แกนด์ - ปรับเปลี่ยนการทำงานทางชีววิทยาจำเพาะของโมเลกุลขนาดใหญ่โดยส่วนใหญ่เป็นโปรตีนที่ออกฤทธิ์เร่งปฏิกิริยา - เอนไซม์, เฮโมโกลบิน, โปรตีนตัวรับที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเยื่อหุ้มชีวภาพ (ดูเยื่อหุ้มชีวภาพ) ในการส่งสัญญาณซินแนปติก (ดูไซแนปส์) เป็นต้น

กระแสชีวภาพสามแห่งในแง่ของความคิดของเอ็มข. จำนวนทั้งสิ้นของปรากฏการณ์ชีวิตถือได้ว่าเป็นผลลัพธ์ของการรวมกันของสามกระแส: การไหลของสสารซึ่งพบการแสดงออกในปรากฏการณ์ของการเผาผลาญเช่น การดูดซึมและการสลายตัว การไหลเวียนของพลังงานซึ่งเป็นพลังขับเคลื่อนทุกสรรพสิ่งแห่งชีวิต และการไหลของข้อมูลที่แทรกซึมไม่เพียงแต่ความหลากหลายทั้งหมดของกระบวนการพัฒนาและการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงชุดต่อเนื่องของรุ่นต่อ ๆ ไปอีกด้วย มันเป็นความคิดเกี่ยวกับการไหลของข้อมูลที่นำเข้าสู่หลักคำสอนของโลกสิ่งมีชีวิตโดยการพัฒนาวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ทิ้งรอยประทับเฉพาะเจาะจงไว้

ความสำเร็จที่สำคัญที่สุดของอณูชีววิทยาความเร็ว ขอบเขต และความลึกของอิทธิพลของ M.b. ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจปัญหาพื้นฐานของการศึกษาธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตนั้นถูกเปรียบเทียบอย่างถูกต้องกับอิทธิพลของทฤษฎีควอนตัมที่มีต่อการพัฒนาฟิสิกส์อะตอม เงื่อนไขที่เกี่ยวข้องภายในสองประการกำหนดผลกระทบเชิงปฏิวัตินี้ ในอีกด้านหนึ่งมีบทบาทชี้ขาดในการค้นพบความเป็นไปได้ในการศึกษาอาการที่สำคัญที่สุดของกิจกรรมชีวิตในสภาวะที่ง่ายที่สุดโดยเข้าใกล้ประเภทของการทดลองทางเคมีและกายภาพ ในทางกลับกัน จากเหตุการณ์นี้ จึงมีการรวมตัวแทนของวิทยาศาสตร์ที่แน่นอนจำนวนมากอย่างรวดเร็ว - นักฟิสิกส์ นักเคมี นักผลึกศาสตร์ และนักคณิตศาสตร์ - ในการพัฒนาปัญหาทางชีววิทยา เมื่อนำมารวมกัน สถานการณ์เหล่านี้เป็นตัวกำหนดพัฒนาการที่รวดเร็วผิดปกติของวิทยาศาสตร์การแพทย์ รวมถึงจำนวนและความสำคัญของความสำเร็จที่ประสบความสำเร็จในเวลาเพียงสองทศวรรษ ยังห่างไกลจากความสำเร็จทั้งหมด: การค้นพบโครงสร้างและกลไกการทำงานทางชีววิทยาของ DNA, RNA และไรโบโซมทุกประเภท (ดูไรโบโซม) , การเปิดเผยรหัสพันธุกรรม (ดูรหัสพันธุกรรม) ; การค้นพบการถอดความแบบย้อนกลับ (ดูการถอดความ) , เช่น การสังเคราะห์ DNA บนเทมเพลต RNA ศึกษากลไกการทำงานของเม็ดสีทางเดินหายใจ การค้นพบโครงสร้างสามมิติและบทบาทหน้าที่ในการออกฤทธิ์ของเอนไซม์ (ดูเอนไซม์) , หลักการของการสังเคราะห์เมทริกซ์และกลไกของการสังเคราะห์โปรตีน การเปิดเผยโครงสร้างของไวรัส (ดูไวรัส) และกลไกของการจำลองแบบโครงสร้างแอนติบอดีปฐมภูมิและบางส่วน การแยกยีนแต่ละตัว , การสังเคราะห์ทางเคมีและทางชีววิทยา (เอนไซม์) ของยีน รวมถึงยีนของมนุษย์ นอกเซลล์ (ในหลอดทดลอง) การถ่ายโอนยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง รวมถึงเซลล์ของมนุษย์ การถอดรหัสโครงสร้างทางเคมีที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของโปรตีนแต่ละชนิดที่เพิ่มขึ้นซึ่งส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์และกรดนิวคลีอิก การตรวจหาปรากฏการณ์ "การประกอบตัวเอง" ของวัตถุทางชีวภาพบางชนิดที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้น เริ่มตั้งแต่โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกไปจนถึงเอนไซม์ที่มีหลายองค์ประกอบ ไวรัส ไรโบโซม ฯลฯ การอธิบายหลักการอัลโลสเตอริกและหลักการพื้นฐานอื่นๆ ในการควบคุมการทำงานและกระบวนการทางชีววิทยา

การลดขนาดและการบูรณาการม.ข. เป็นขั้นตอนสุดท้ายของทิศทางนั้นในการศึกษาวัตถุสิ่งมีชีวิตซึ่งถูกกำหนดให้เป็น "การลดขนาด" คือความปรารถนาที่จะลดการทำงานของชีวิตที่ซับซ้อนลงสู่ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลจึงสามารถศึกษาได้โดยวิธีทางฟิสิกส์และ เคมี. สำเร็จ M.b. ความสำเร็จบ่งบอกถึงความมีประสิทธิผลของแนวทางนี้ ในเวลาเดียวกันมีความจำเป็นต้องคำนึงว่าภายใต้สภาพธรรมชาติในเซลล์เนื้อเยื่ออวัยวะและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเรากำลังเผชิญกับระบบที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้น ระบบดังกล่าวเกิดขึ้นจากส่วนประกอบต่างๆ มากขึ้น ระดับต่ำผ่านการบูรณาการตามธรรมชาติสู่ความซื่อสัตย์ การได้มาซึ่งโครงสร้างและโครงสร้างการทำงาน และครอบครองคุณสมบัติใหม่ ดังนั้นเมื่อความรู้เกี่ยวกับรูปแบบที่เปิดเผยได้ในระดับโมเลกุลและระดับใกล้เคียงจะมีรายละเอียดมากขึ้น ก่อน M.b. งานทำความเข้าใจกลไกของการบูรณาการเกิดขึ้นเป็นแนวการพัฒนาเพิ่มเติมในการศึกษาปรากฏการณ์ชีวิต จุดเริ่มต้นที่นี่คือการศึกษาแรงของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล - พันธะไฮโดรเจน, แวนเดอร์วาลส์, แรงไฟฟ้าสถิต ฯลฯ เมื่อพิจารณาจากผลรวมและการจัดเรียงเชิงพื้นที่ สิ่งเหล่านี้ก่อให้เกิดสิ่งที่สามารถกำหนดให้เป็น "ข้อมูลเชิงบูรณาการ" ได้ ควรถือว่าเป็นหนึ่งในส่วนหลักของการไหลของข้อมูลที่กล่าวไปแล้ว ในพื้นที่ม. ตัวอย่างของการบูรณาการ ได้แก่ ปรากฏการณ์การประกอบตัวเองของการก่อตัวที่ซับซ้อนจากส่วนผสมของส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งรวมถึงตัวอย่างเช่นการก่อตัวของโปรตีนหลายองค์ประกอบจากหน่วยย่อยการก่อตัวของไวรัสจากส่วนประกอบ - โปรตีนและกรดนิวคลีอิกการฟื้นฟูโครงสร้างดั้งเดิมของไรโบโซมหลังจากแยกโปรตีนและส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิกเป็นต้น การศึกษา ของปรากฏการณ์เหล่านี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์พื้นฐาน "การรับรู้" ของโมเลกุลไบโอโพลีเมอร์ ประเด็นคือการค้นหาว่าการรวมกันของกรดอะมิโนในโมเลกุลของโปรตีนหรือนิวคลีโอไทด์ในกรดนิวคลีอิกมีปฏิกิริยาซึ่งกันและกันในระหว่างกระบวนการเชื่อมโยงของโมเลกุลแต่ละตัวกับการก่อตัวของเชิงซ้อนขององค์ประกอบและโครงสร้างที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยเฉพาะอย่างเคร่งครัด ซึ่งรวมถึงกระบวนการสร้างโปรตีนเชิงซ้อนจากหน่วยย่อย นอกจากนี้ การเลือกอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก เช่น การขนส่งและเมทริกซ์ (ในกรณีนี้ การเปิดเผยรหัสพันธุกรรมขยายข้อมูลของเราอย่างมีนัยสำคัญ) ในที่สุดก็เป็นการก่อตัวของโครงสร้างหลายประเภท (เช่น ไรโบโซม ไวรัส โครโมโซม) ซึ่งมีทั้งโปรตีนและกรดนิวคลีอิกเข้ามาเกี่ยวข้อง การค้นพบรูปแบบที่สอดคล้องกัน หรือความรู้เกี่ยวกับ "ภาษา" ที่เป็นรากฐานของการโต้ตอบเหล่านี้ ถือเป็นหนึ่งในสาขาที่สำคัญที่สุดของชีววิทยาทางคณิตศาสตร์ ซึ่งยังคงรอการพัฒนาอยู่ พื้นที่นี้ถือเป็นของหมายเลข ปัญหาพื้นฐานสำหรับชีวมณฑลทั้งหมด

ปัญหาทางอณูชีววิทยาพร้อมกับงานสำคัญที่ระบุของ M.b. (ความรู้เกี่ยวกับกฎแห่ง "การรับรู้" การประกอบตัวเองและการบูรณาการ) ทิศทางเร่งด่วนของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในอนาคตอันใกล้นี้คือการพัฒนาวิธีการที่ทำให้สามารถถอดรหัสโครงสร้างได้และจากนั้นก็การจัดองค์กรเชิงพื้นที่สามมิติของ กรดนิวคลีอิกที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ซึ่งขณะนี้ได้รับความสำเร็จในความสัมพันธ์กับ แผนทั่วไปโครงสร้างสามมิติของ DNA (เกลียวคู่) แต่ไม่มีความรู้ที่แม่นยำเกี่ยวกับโครงสร้างหลัก ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการพัฒนา วิธีการวิเคราะห์ช่วยให้เราคาดหวังความสำเร็จของเป้าหมายเหล่านี้ได้อย่างมั่นใจในช่วงหลายปีข้างหน้า แน่นอนว่าการมีส่วนร่วมหลักมาจากตัวแทนของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะฟิสิกส์และเคมี วิธีการที่สำคัญที่สุดทั้งหมดซึ่งใช้เพื่อให้แน่ใจว่าการเกิดขึ้นและความสำเร็จของอณูชีววิทยาได้รับการเสนอและพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ (การหมุนเหวี่ยงด้วยความเข้มข้นสูง, การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์, กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน, การสั่นพ้องของสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ ฯลฯ ) วิธีการทดลองทางกายภาพใหม่ๆ เกือบทั้งหมด (เช่น การใช้คอมพิวเตอร์ ซินโครตรอนหรือเบรมสตราลุง การแผ่รังสี เทคโนโลยีเลเซอร์ ฯลฯ) เปิดโอกาสใหม่สำหรับการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับปัญหาของอณูชีววิทยา ในบรรดาปัญหาในทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดคำตอบที่คาดหวังจาก M. b. ในตอนแรกคือปัญหาของพื้นฐานระดับโมเลกุลของการเจริญเติบโตของมะเร็งจากนั้น - วิธีป้องกันและอาจเอาชนะโรคทางพันธุกรรม - "โรคทางโมเลกุล ” (ดูโรคทางโมเลกุล) การชี้แจงพื้นฐานระดับโมเลกุลของการเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ เช่น การกระทำของเอนไซม์จะมีความสำคัญอย่างยิ่ง ท่ามกลางแนวโน้มสมัยใหม่ที่สำคัญที่สุดใน M. b. ควรรวมถึงความปรารถนาที่จะถอดรหัสกลไกระดับโมเลกุลของการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน (ดูฮอร์โมน) , สารพิษและยา ตลอดจนค้นหารายละเอียดของโครงสร้างโมเลกุลและการทำงานของโครงสร้างเซลล์เช่นเยื่อหุ้มชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมกระบวนการแทรกซึมและการขนส่งสาร เป้าหมายที่ห่างไกลมากขึ้นของ M.b. - ความรู้เกี่ยวกับธรรมชาติของกระบวนการทางประสาท กลไกความจำ (ดูความทรงจำ) ฯลฯ หนึ่งในส่วนสำคัญที่เกิดขึ้นใหม่ของการท่องจำ - ที่เรียกว่า พันธุวิศวกรรมซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้งานเครื่องมือทางพันธุกรรม (จีโนม) ของสิ่งมีชีวิตอย่างมีจุดมุ่งหมาย ตั้งแต่จุลินทรีย์และเซลล์เดียว (เซลล์เดียว) ไปจนถึงมนุษย์ (ในกรณีหลังนี้ มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อการรักษาที่รุนแรงของโรคทางพันธุกรรม (ดูโรคทางพันธุกรรม) และการแก้ไขความบกพร่องทางพันธุกรรม) การแทรกแซงที่ครอบคลุมมากขึ้นในพื้นฐานทางพันธุกรรมของมนุษย์สามารถพูดคุยได้ในอนาคตอันใกล้ไม่มากก็น้อยเท่านั้น เนื่องจากสิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับอุปสรรคร้ายแรงทั้งในลักษณะทางเทคนิคและพื้นฐาน เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ พืช และผลผลิตทางการเกษตร สำหรับสัตว์ โอกาสดังกล่าวเป็นกำลังใจอย่างมาก (เช่น การได้รับพันธุ์พืชที่ปลูกซึ่งมีอุปกรณ์สำหรับตรึงไนโตรเจนจากอากาศและไม่ต้องใช้ปุ๋ย) ขึ้นอยู่กับความสำเร็จที่บรรลุแล้ว: การแยกและการสังเคราะห์ยีน การถ่ายโอนยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง การใช้งาน วัฒนธรรมสมัยนิยมเซลล์ในฐานะผู้ผลิตสารทางเศรษฐกิจหรือสารสำคัญทางการแพทย์

องค์กรวิจัยทางอณูชีววิทยาการพัฒนาอย่างรวดเร็วของ M.b. นำไปสู่การเกิดขึ้นของศูนย์วิจัยเฉพาะทางจำนวนมาก จำนวนของพวกเขาเติบโตอย่างรวดเร็ว ใหญ่ที่สุด: ในสหราชอาณาจักร - ห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลในเคมบริดจ์, สถาบันหลวงในลอนดอน; ในฝรั่งเศส - สถาบันชีววิทยาระดับโมเลกุลในปารีส, มาร์เซย์, สตราสบูร์ก, สถาบันปาสเตอร์; ในสหรัฐอเมริกา - แผนกของ M. b. ที่มหาวิทยาลัยและสถาบันในบอสตัน (มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด, สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์), ซานฟรานซิสโก (เบิร์กลีย์), ลอสแองเจลิส (สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย), นิวยอร์ก (มหาวิทยาลัยร็อคกี้เฟลเลอร์), สถาบันสุขภาพในเบเธสดา ฯลฯ ; ในประเทศเยอรมนี - สถาบัน Max Planck, มหาวิทยาลัยในGöttingen และมิวนิก; ในสวีเดน - Karolinska Institutet ในสตอกโฮล์ม; ใน GDR - สถาบันกลางอณูชีววิทยาในเบอร์ลิน สถาบันในเยนาและฮัลเลอ ในฮังการี - ศูนย์ชีววิทยาในเซเกด ในสหภาพโซเวียตเป็นสถาบันการแพทย์เฉพาะทางแห่งแรก ถูกสร้างขึ้นในกรุงมอสโกในปี พ.ศ. 2500 ในระบบของ USSR Academy of Sciences (ดู. ); จากนั้นสิ่งต่อไปนี้ได้ถูกสร้างขึ้น: สถาบันเคมีชีวภาพของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียตในมอสโก, สถาบันโปรตีนในพุชชิโน, แผนกชีววิทยาของสถาบัน พลังงานปรมาณู(มอสโก) แผนกของ M.b. ที่สถาบันสาขาไซบีเรียของ Academy of Sciences ในโนโวซีบีสค์, ห้องปฏิบัติการระหว่างคณะเคมีชีวภาพของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก, ภาค (จากนั้นคือสถาบัน) ของอณูชีววิทยาและพันธุศาสตร์ของ Academy of Sciences ของยูเครน SSR ใน Kyiv; งานที่สำคัญตาม M.b. ดำเนินการที่สถาบันสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ในเลนินกราดในแผนกและห้องปฏิบัติการหลายแห่งของ USSR Academy of Sciences และแผนกอื่น ๆ

นอกจากศูนย์วิจัยแต่ละแห่งแล้ว องค์กรขนาดใหญ่ก็ถือกำเนิดขึ้น ใน ยุโรปตะวันตกองค์กรยุโรปสำหรับ M.b. เกิดขึ้น (EMBO) ซึ่งมีกว่า 10 ประเทศเข้าร่วม ในสหภาพโซเวียตที่สถาบันชีววิทยาโมเลกุลมีการจัดตั้งสภาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับอณูชีววิทยาขึ้นในปี พ.ศ. 2509 ซึ่งเป็นศูนย์ประสานงานและจัดระเบียบในสาขาความรู้นี้ เขาได้ตีพิมพ์ชุดเอกสารที่ครอบคลุมในส่วนที่สำคัญที่สุดของคณิตศาสตร์ จัด "โรงเรียนฤดูหนาว" เกี่ยวกับคณิตศาสตร์เป็นประจำ และจัดการประชุมและสัมมนาวิชาการเกี่ยวกับ ปัญหาในปัจจุบันม.ข. ในอนาคตคำแนะนำทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับ M.b. ถูกสร้างขึ้นที่สถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ของสหภาพโซเวียตและสถาบันวิทยาศาสตร์ของพรรครีพับลิกันหลายแห่ง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2509 เป็นต้นมา วารสาร Molecular Biology ได้รับการตีพิมพ์ (6 ฉบับต่อปี)

ในช่วงเวลาอันสั้น นักวิจัยกลุ่มสำคัญในสาขาจุลชีววิทยาได้เติบโตขึ้นในสหภาพโซเวียต เหล่านี้เป็นนักวิทยาศาสตร์รุ่นเก่าที่เปลี่ยนความสนใจจากด้านอื่นบางส่วน ส่วนใหญ่เป็นนักวิจัยรุ่นเยาว์จำนวนมาก ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่มีส่วนร่วมในการสร้างและพัฒนา M.b. ในสหภาพโซเวียตสามารถตั้งชื่อได้เช่น A. A. Baev, A. N. Belozersky, A. E. Braunstein, Yu. A. Ovchinnikov, A. S. Spirin, M. M. Shemyakin, V. A. Engelhardt ความสำเร็จใหม่ของ M.b. และอณูพันธุศาสตร์จะได้รับการส่งเสริมโดยมติของคณะกรรมการกลางของ CPSU และคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียต (พฤษภาคม 2517) "เกี่ยวกับมาตรการเพื่อเร่งการพัฒนาอณูชีววิทยาและอณูพันธุศาสตร์และการใช้ความสำเร็จในระดับชาติ เศรษฐกิจ."

ความหมาย: Wagner R., Mitchell G., พันธุศาสตร์และเมแทบอลิซึม, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2501; Szent-Gyorgy และ A. , พลังงานชีวภาพ, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2503; อันฟินเซ่น เค. พื้นฐานระดับโมเลกุลวิวัฒนาการ, ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2505; Stanley W., Valens E., ไวรัสและธรรมชาติของชีวิต, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2506; อณูพันธุศาสตร์ ทรานส์ กับ. อังกฤษตอนที่ 1 ม. 2507; Volkenshtein M.V. โมเลกุลและชีวิต ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับชีวฟิสิกส์ระดับโมเลกุล, M. , 1965; Gaurowitz F. เคมีและหน้าที่ของโปรตีน ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2508; Bresler S.E., ชีววิทยาโมเลกุลเบื้องต้น, ฉบับที่ 3, M. - L. , 1973; Ingram V. การสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่ ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2509; Engelhardt V. A. ชีววิทยาระดับโมเลกุลในหนังสือ: การพัฒนาชีววิทยาในสหภาพโซเวียต M. , 1967; ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอณูชีววิทยา ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2510; วัตสัน เจ. อณูชีววิทยาของยีน, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2510; Finean J., โครงสร้างพิเศษทางชีวภาพ, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2513; Bendall J. กล้ามเนื้อ โมเลกุลและการเคลื่อนไหว ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2513; Ichas M., รหัสชีวภาพ, ทรานส์. จากภาษาอังกฤษ ม. 2514; อณูชีววิทยาของไวรัส, M. , 1971; พื้นฐานระดับโมเลกุลของการสังเคราะห์โปรตีน, M. , 1971; Bernhard S. โครงสร้างและหน้าที่ของเอนไซม์ ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2514; Spirin A. S. , Gavrilova L. P. , Ribosome, 2nd ed., M. , 1971; Frenkel-Konrath H. เคมีและชีววิทยาของไวรัส ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2515; Smith K., Hanewalt F., ชีววิทยาเชิงโมเลกุล กระบวนการปิดใช้งานและการกู้คืน ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2515; Harris G. พื้นฐานของพันธุศาสตร์ทางชีวเคมีของมนุษย์ ทรานส์ จากภาษาอังกฤษ ม. 2516

วี. เอ. เองเกลฮาร์ด

ใหญ่ สารานุกรมโซเวียต- - ม.: สารานุกรมโซเวียต. 1969-1978 .