आणविक जीव विज्ञान और जैविक रसायन विज्ञान का अध्ययन किया जाता है। आणविक जीव विज्ञान का विषय, कार्य और लक्ष्य

आणविक जीव विज्ञान / एम मैंɛ प्रतिजेʊ मैंr / जीव विज्ञान की एक शाखा है जो विभिन्न कोशिका प्रणालियों में जैव-अणुओं के बीच जैविक गतिविधि के आणविक आधार से संबंधित है, जिसमें डीएनए, आरएनए, प्रोटीन और उनके जैवसंश्लेषण के साथ-साथ इन इंटरैक्शन के विनियमन के बीच बातचीत शामिल है। में रिकॉर्डिंग प्रकृति 1961 में, एस्टबरी ने आणविक जीव विज्ञान का वर्णन किया:

एक दृष्टिकोण के रूप में इतनी तकनीक नहीं, तथाकथित के दृष्टिकोण से एक दृष्टिकोण बुनियादी विज्ञानसंबंधित आणविक योजना के लिए शास्त्रीय जीव विज्ञान के बड़े पैमाने पर अभिव्यक्तियों की खोज के प्रमुख विचार के साथ। यह संबंधित है, विशेष रूप से, के साथ फार्मजैविक अणु और [...] मुख्य रूप से त्रि-आयामी और संरचनात्मक - जिसका अर्थ यह नहीं है कि यह केवल आकारिकी का परिशोधन है। उसे एक ही समय में उत्पत्ति और कार्य का पता लगाना चाहिए।

अन्य जैविक विज्ञानों से संबंध

आणविक जीव विज्ञान के क्षेत्र में शोधकर्ता आणविक जीव विज्ञान के विशिष्ट तरीकों का उपयोग करते हैं, लेकिन अधिक से अधिक उन्हें आनुवंशिकी और जैव रसायन से विधियों और विचारों के साथ जोड़ते हैं। इन विषयों के बीच कोई निश्चित रेखा नहीं है। यह निम्नलिखित आरेख में दिखाया गया है, जो क्षेत्रों के बीच एक संभावित प्रकार के संबंध को दर्शाता है:

• जीव रसायन जीवों में होने वाली रसायनों और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं का अध्ययन है। बायोकेमिस्ट्स को बायोमोलेक्यूल्स की भूमिका, कार्य और संरचना पर ध्यान केंद्रित करना मुश्किल लगता है। जैविक प्रक्रियाओं के पीछे रसायन विज्ञान का अध्ययन और जैविक रूप से सक्रिय अणुओं का संश्लेषण जैव रसायन के उदाहरण हैं।
• आनुवंशिकी जीवों में आनुवंशिक अंतर के प्रभाव का अध्ययन है। यह अक्सर एक सामान्य घटक (जैसे एक जीन) की अनुपस्थिति से अनुमान लगाया जा सकता है। "म्यूटेंट" का अध्ययन - ऐसे जीव जिनमें तथाकथित "जंगली प्रकार" या सामान्य फेनोटाइप के संबंध में एक या अधिक कार्यात्मक घटक होते हैं। जेनेटिक इंटरैक्शन (एपिस्टेसिस) अक्सर ऐसे "नॉकआउट" अध्ययनों की सरल व्याख्याओं को भ्रमित करते हैं।
• आणविक जीव विज्ञान प्रतिकृति, प्रतिलेखन, अनुवाद और सेल फ़ंक्शन की प्रक्रियाओं के आणविक आधार का अध्ययन है। आणविक जीव विज्ञान की केंद्रीय हठधर्मिता, जहां आनुवंशिक सामग्री को आरएनए में स्थानांतरित किया जाता है और फिर प्रोटीन में अनुवाद किया जाता है, इसके अतिसरलीकरण के बावजूद, अभी भी अच्छा प्रदान करता है प्रस्थान बिंदूक्षेत्र को समझने के लिए। आरएनए के लिए उभरती नई भूमिकाओं के आलोक में तस्वीर को फिर से परिभाषित किया गया है।

आणविक जीव विज्ञान के तरीके

आणविक क्लोनिंग

प्रोटीन कार्य का अध्ययन करने के लिए सबसे बुनियादी आणविक जीव विज्ञान तकनीकों में से एक आणविक क्लोनिंग है। इस तकनीक में, रुचि के प्रोटीन को एन्कोडिंग करने वाले डीएनए को पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) और / या प्रतिबंध एंजाइमों द्वारा एक प्लास्मिड (अभिव्यक्ति वेक्टर) में क्लोन किया जाता है। वेक्टर में 3 . है विशिष्ट सुविधाएं: प्रतिकृति की उत्पत्ति, एक बहु क्लोनिंग साइट (एमसीएस), और चयन योग्य मार्कर, आमतौर पर एंटीबायोटिक प्रतिरोधी। अपस्ट्रीम मल्टीपल क्लोनिंग साइट प्रमोटर क्षेत्र और ट्रांसक्रिप्शन दीक्षा साइट हैं जो क्लोन जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करते हैं। इस प्लास्मिड को बैक्टीरिया या पशु कोशिकाओं में डाला जा सकता है। जीवाणु कोशिकाओं में डीएनए की शुरूआत नग्न डीएनए अपटेक का उपयोग करके, सेल-सेल संपर्कों का उपयोग करके संयुग्मन, या वायरल वेक्टर का उपयोग करके ट्रांसडक्शन द्वारा की जा सकती है। यूकेरियोटिक कोशिकाओं में डीएनए की शुरूआत, जैसे कि पशु कोशिकाओं, भौतिक या रासायनिक तरीकों से, अभिकर्मक कहा जाता है। कई अलग-अलग ट्रांसफेक्शन विधियां उपलब्ध हैं, जैसे कैल्शियम फॉस्फेट ट्रांसफेक्शन, इलेक्ट्रोपोरेशन, माइक्रोइंजेक्शन और लिपोसोमल ट्रांसफेक्शन। प्लास्मिड को जीनोम में एकीकृत किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप स्थिर अभिकर्मक होता है, या यह जीनोम से स्वतंत्र रह सकता है, जिसे क्षणिक अभिकर्मक कहा जाता है।

रुचि के डीएनए एन्कोडिंग प्रोटीन अब कोशिका के अंदर हैं, और प्रोटीन अब व्यक्त किए जा सकते हैं। विविध प्रणालियाँ जैसे कि इंड्यूसिबल प्रमोटर और विशिष्ट सेलुलर सिग्नलिंग कारक जो प्रोटीन की रुचि को व्यक्त करने में मदद करते हैं ऊंची स्तरों... फिर बैक्टीरिया या यूकेरियोटिक कोशिका से बड़ी मात्रा में प्रोटीन प्राप्त किया जा सकता है। विभिन्न स्थितियों में एंजाइमी गतिविधि के लिए एक प्रोटीन का परीक्षण किया जा सकता है, एक प्रोटीन को क्रिस्टलीकृत किया जा सकता है ताकि इसकी तृतीयक संरचना का अध्ययन किया जा सके, या, दवा उद्योग में, प्रोटीन के खिलाफ नई दवाओं की गतिविधि का अध्ययन किया जा सके।

पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया

मैक्रोमोलेक्यूल ब्लॉटिंग एंड रिसर्च

मामले उत्तरी , पश्चिमतथा ओरिएंटलब्लॉटिंग मूल रूप से एक आणविक जीव विज्ञान मजाक था जो इस शब्द पर खेला जाता था सदर्ननेटब्लॉटेड डीएनए संकरण के लिए एडविन सदर्न द्वारा वर्णित प्रक्रिया का पालन करते हुए। पेट्रीसिया थॉमस, आरएनए ब्लॉटिंग के विकासकर्ता, जिसे तब . के रूप में जाना जाने लगा उत्तर - सोख्ता, वास्तव में उस शब्द का प्रयोग न करें।

दक्षिणी सोख्ता

इसके आविष्कारक, जीवविज्ञानी एडविन साउथ के नाम पर, दक्षिणी धब्बा एक डीएनए नमूने में एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम की उपस्थिति की जांच करने की एक विधि है। प्रतिबंध एंजाइम (प्रतिबंध एंजाइम) पाचन से पहले या बाद में डीएनए नमूनों को जेल वैद्युतकणसंचलन द्वारा अलग किया गया और फिर केशिका क्रिया का उपयोग करके धब्बा द्वारा झिल्ली में स्थानांतरित कर दिया गया। झिल्ली को तब एक लेबल डीएनए जांच के संपर्क में लाया जाता है जिसका आधार अनुक्रम ब्याज के डीएनए पर पूरक होता है। डीएनए नमूनों से विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों का पता लगाने के लिए पीसीआर जैसी अन्य विधियों की क्षमता के कारण वैज्ञानिक प्रयोगशाला में दक्षिणी सोख्ता का कम व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन धब्बों का उपयोग अभी भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, हालांकि, जैसे ट्रांसजेनिक चूहों में एक ट्रांसजीन प्रतिलिपि संख्या को मापना या नॉकआउट भ्रूण स्टेम सेल लाइनों की जीन इंजीनियरिंग में।

उत्तरी सोख्ता

उत्तरी धब्बा चार्ट

पूर्व सोख्ता

आणविक जीव विज्ञान से उत्पन्न होने वाले नैदानिक ​​अनुसंधान और चिकित्सा उपचार आंशिक रूप से जीन थेरेपी द्वारा कवर किए जाते हैं। चिकित्सा के लिए आणविक जीव विज्ञान या आणविक कोशिका जीव विज्ञान के दृष्टिकोण को अब आणविक चिकित्सा कहा जाता है। आणविक जीव विज्ञान भी शिक्षा, क्रियाओं और नियमों को समझने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है विभिन्न भागनई दवाओं को प्रभावी ढंग से लक्षित करने, रोग का निदान करने और कोशिका शरीर क्रिया विज्ञान को समझने के लिए उपयोग की जा सकने वाली कोशिकाएं

अग्रिम पठन

• कोहेन, एसएन, चांग, ​​एनकेडी, बॉयर, एच. एंड हेलिंग, आरबी जैविक रूप से कार्यात्मक जीवाणु प्लास्मिड का निर्माण कृत्रिम परिवेशीय .

एक आणविक जीवविज्ञानी एक चिकित्सा शोधकर्ता है जिसका मिशन खतरनाक बीमारियों से मानवता को बचाने के लिए कम नहीं है। ऐसे रोगों में, उदाहरण के लिए, ऑन्कोलॉजी, जो आज दुनिया में मृत्यु के मुख्य कारणों में से एक बन गया है, नेता से थोड़ा ही पीछे है - हृदय रोग... ऑन्कोलॉजी के शीघ्र निदान के नए तरीके, कैंसर की रोकथाम और उपचार आधुनिक चिकित्सा का प्राथमिक कार्य है। ऑन्कोलॉजी के क्षेत्र में आणविक जीवविज्ञानी शरीर में शीघ्र निदान या लक्षित दवा वितरण के लिए एंटीबॉडी और पुनः संयोजक (आनुवंशिक रूप से इंजीनियर) प्रोटीन विकसित करते हैं। इस क्षेत्र के विशेषज्ञ सबसे अधिक उपयोग करते हैं आधुनिक उपलब्धियांअनुसंधान और नैदानिक ​​गतिविधियों में उनके आगे उपयोग के उद्देश्य से नए जीवों और कार्बनिक पदार्थों के निर्माण के लिए विज्ञान और प्रौद्योगिकी। आणविक जीवविज्ञानी द्वारा उपयोग की जाने वाली विधियों में क्लोनिंग, ट्रांसफेक्शन, संक्रमण, पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन, जीन अनुक्रमण और अन्य शामिल हैं। रूस में आणविक जीवविज्ञानी में रुचि रखने वाली कंपनियों में से एक प्राइमबायोमेड एलएलसी है। संगठन कैंसर के निदान के लिए एंटीबॉडी अभिकर्मकों के उत्पादन में लगा हुआ है। इस तरह के एंटीबॉडी का उपयोग मुख्य रूप से ट्यूमर के प्रकार, इसकी उत्पत्ति और घातकता, यानी मेटास्टेसाइज करने की क्षमता (शरीर के अन्य भागों में फैलने) को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। एंटीबॉडी को जांचे गए ऊतक के पतले वर्गों पर लगाया जाता है, जिसके बाद वे कोशिकाओं में बंधते हैं कुछ प्रोटीन- मार्कर जो ट्यूमर कोशिकाओं में मौजूद होते हैं, लेकिन स्वस्थ कोशिकाओं में अनुपस्थित होते हैं और इसके विपरीत। अध्ययन के परिणामों के आधार पर आगे का उपचार निर्धारित किया गया है। प्राइमबायोमेड के ग्राहकों में न केवल चिकित्सा, बल्कि वैज्ञानिक संस्थान भी हैं, क्योंकि एंटीबॉडी का उपयोग अनुसंधान समस्याओं को हल करने के लिए भी किया जा सकता है। ऐसे मामलों में, विशिष्ट एंटीबॉडी का उत्पादन किया जा सकता है जो एक विशेष आदेश पर एक विशिष्ट कार्य के लिए अध्ययन के तहत प्रोटीन को बांध सकता है। कंपनी के शोध का एक और आशाजनक क्षेत्र शरीर में दवाओं का लक्षित (लक्षित) वितरण है। इस मामले में, एंटीबॉडी का उपयोग परिवहन के रूप में किया जाता है: उनकी मदद से, दवाओं को सीधे प्रभावित अंगों तक पहुंचाया जाता है। इस प्रकार, उपचार अधिक प्रभावी हो जाता है और शरीर के लिए कम नकारात्मक परिणाम होते हैं, उदाहरण के लिए, कीमोथेरेपी, जो न केवल कैंसर कोशिकाओं को प्रभावित करती है, बल्कि अन्य कोशिकाओं को भी प्रभावित करती है। आने वाले दशकों में आणविक जीवविज्ञानी के पेशे की मांग अधिक से अधिक होने की उम्मीद है: किसी व्यक्ति की औसत जीवन प्रत्याशा में वृद्धि के साथ, ऑन्कोलॉजिकल रोगों की संख्या में वृद्धि होगी। प्रारंभिक निदानआणविक जीवविज्ञानी द्वारा प्राप्त पदार्थों का उपयोग करके ट्यूमर और उपचार के नवीन तरीके बड़ी संख्या में लोगों के जीवन को बचाएंगे और इसकी गुणवत्ता में सुधार करेंगे।

1। परिचय।

आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी के विषय, कार्य और तरीके। आणविक जीव विज्ञान के विकास में सूक्ष्मजीवों के "शास्त्रीय" आनुवंशिकी और आनुवंशिकी का महत्व जनन विज्ञानं अभियांत्रिकी... "शास्त्रीय" और आणविक आनुवंशिकी में एक जीन की अवधारणा, इसका विकास। आणविक आनुवंशिकी के विकास में आनुवंशिक इंजीनियरिंग पद्धति का योगदान। जैव प्रौद्योगिकी के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग का अनुप्रयुक्त मूल्य।

2. आनुवंशिकता का आण्विक आधार।

एक सेल की अवधारणा, इसकी मैक्रोमोलेक्यूलर संरचना। आनुवंशिक सामग्री की प्रकृति। डीएनए के आनुवंशिक कार्य के प्रमाण का इतिहास।

2.1. विभिन्न प्रकार के न्यूक्लिक एसिड।न्यूक्लिक एसिड के जैविक कार्य। रासायनिक संरचना, स्थानिक संरचना और न्यूक्लिक एसिड के भौतिक गुण। प्रो - और यूकेरियोट्स की आनुवंशिक सामग्री की संरचना की विशेषताएं। पूरक वाटसन-क्रिक आधार जोड़े। जेनेटिक कोड। आनुवंशिक कोड को डिकोड करने का इतिहास। कोड के मुख्य गुण: त्रिगुणता, अल्पविराम के बिना कोड, अध: पतन। कोड डिक्शनरी की विशेषताएं, कोडन के परिवार, सिमेंटिक और "बकवास" कोडन। परिपत्र डीएनए अणु और डीएनए सुपरकोलिंग की अवधारणा। डीएनए टोपोइज़ोमर्स और उनके प्रकार। टोपोइज़ोमेरेज़ की क्रिया के तंत्र। बैक्टीरिया का डीएनए गाइरेज़।

2.2. डीएनए प्रतिलेखन।प्रोकैरियोट्स के आरएनए पोलीमरेज़, इसकी सबयूनिट और त्रि-आयामी संरचनाएं। सिग्मा कारकों की विविधता। प्रोकैरियोटिक जीन प्रमोटर, इसके संरचनात्मक तत्व। ट्रांसक्रिप्शनल चक्र के चरण। दीक्षा, एक "खुले परिसर" का गठन, बढ़ाव और प्रतिलेखन की समाप्ति। प्रतिलेखन का क्षीणन। ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन की अभिव्यक्ति का विनियमन। "रिबो स्विच"। प्रतिलेखन समाप्ति तंत्र। प्रतिलेखन का नकारात्मक और सकारात्मक विनियमन। लैक्टोज ऑपेरॉन। लैम्ब्डा फेज के विकास में प्रतिलेखन का विनियमन। नियामक प्रोटीन (सीएपी प्रोटीन और लैम्ब्डा फेज रेप्रेसर) द्वारा डीएनए मान्यता के सिद्धांत। यूकेरियोट्स में प्रतिलेखन की विशेषताएं। यूकेरियोट्स में आरएनए प्रसंस्करण। टेप का कैपिंग, स्प्लिसिंग और पॉलीडेनाइलेशन। स्प्लिसिंग तंत्र। छोटे परमाणु आरएनए और प्रोटीन कारकों की भूमिका। वैकल्पिक splicing, उदाहरण।

२.३. प्रसारण, इसके चरण, राइबोसोम का कार्य। कोशिका में राइबोसोम का स्थानीयकरण। प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक प्रकार के राइबोसोम; 70S और 80S राइबोसोम। राइबोसोम की आकृति विज्ञान। उप-इकाइयों (उप-इकाइयों) में उपखंड। बढ़ाव चक्र में अमीनोसिल-टीआरएनए का कोडन-निर्भर बंधन। कोडन-एंटिकोडन इंटरैक्शन। राइबोसोम के लिए एमिनोएसिल-टीआरएनए के बंधन में बढ़ाव कारक ईएफ 1 (ईएफ-टीयू) की भागीदारी। बढ़ाव कारक EF1B (EF-Ts), इसका कार्य, इसकी भागीदारी के साथ प्रतिक्रियाओं का क्रम। राइबोसोम के लिए अमीनोसिल-टीआरएनए के कोडन-निर्भर बंधन के चरण को प्रभावित करने वाले एंटीबायोटिक्स। एमिनोग्लाइकोसाइड एंटीबायोटिक्स (स्ट्रेप्टोमाइसिन, नियोमाइसिन, केनामाइसिन, जेंटामाइसिन, आदि), उनकी क्रिया का तंत्र। टेट्रासाइक्लिन राइबोसोम के लिए एमिनोएसिल-टीआरएनए के बंधन के अवरोधक के रूप में। प्रसारण दीक्षा। दीक्षा प्रक्रिया के मुख्य चरण। प्रोकैरियोट्स में अनुवाद की शुरुआत: दीक्षा कारक, दीक्षा कोडन, छोटे राइबोसोमल सबयूनिट के आरएनए के 3 ¢-अंत, और एमआरएनए में शाइन-डलगार्नो अनुक्रम। यूकेरियोट्स में अनुवाद की शुरुआत: दीक्षा कारक, दीक्षा कोडन, 5 अनट्रांसलेटेड क्षेत्र, और कैप-निर्भर "टर्मिनल" दीक्षा। यूकेरियोट्स में "आंतरिक" कैप-स्वतंत्र दीक्षा। ट्रांसपेप्टिडेशन। ट्रांसपेप्टिडेशन इनहिबिटर: क्लोरैम्फेनिकॉल, लिनकोमाइसिन, एमीसेटिन, स्ट्रेप्टोग्रामिन, एनिसोमाइसिन। स्थानान्तरण। बढ़ाव कारक EF2 (EF-G) और GTP का समावेश। ट्रांसलोकेशन इनहिबिटर: फ्यूसिडिक एसिड, वायोमाइसिन, उनकी क्रिया का तंत्र। प्रसारण समाप्ति। समाप्ति कोडन। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के लिए प्रोटीन समाप्ति कारक; समाप्ति कारकों के दो वर्ग और उनकी क्रिया के तंत्र। प्रोकैरियोट्स में अनुवाद का विनियमन।

२.४. डी एन ए की नकलऔर इसका आनुवंशिक नियंत्रण। प्रतिकृति में शामिल पोलीमरेज़, उनकी एंजाइमेटिक गतिविधियों की विशेषताएं। डीएनए प्रजनन की सटीकता। प्रतिकृति के दौरान डीएनए बेस पेयर के बीच स्टेरिक इंटरैक्शन की भूमिका। ई. कोलाई पोलीमरेज़ I, II और III। पोलीमरेज़ III सबयूनिट्स। प्रतिकृति में प्रतिकृति कांटा, मास्टर और अंतराल धागे। ओकाज़ाकी के टुकड़े। प्रतिकृति कांटे में प्रोटीन का एक परिसर। ई. कोलाई में प्रतिकृति दीक्षा का विनियमन। बैक्टीरिया में प्रतिकृति की समाप्ति। प्लास्मिड प्रतिकृति के नियमन की विशेषताएं। द्वि-दिशात्मक और रोलिंग रिंग प्रतिकृति।

२.५. पुनर्संयोजन, इसके प्रकार और मॉडल। सामान्य या सजातीय पुनर्संयोजन। डबल-स्ट्रैंड डीएनए पुनर्संयोजन की शुरुआत करता है। डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की प्रतिकृति के बाद की मरम्मत में पुनर्संयोजन की भूमिका। पुनर्संयोजन मॉडल में अवकाश संरचना। ई. कोलाई में सामान्य पुनर्संयोजन का एन्जाइमोलॉजी। आरईबीसीडी कॉम्प्लेक्स। रेका प्रोटीन। प्रतिकृति को बाधित करने वाले डीएनए क्षति के मामले में डीएनए संश्लेषण सुनिश्चित करने में पुनर्संयोजन की भूमिका। यूकेरियोट्स में पुनर्संयोजन। यूकेरियोट्स में पुनर्संयोजन एंजाइम। साइट-विशिष्ट पुनर्संयोजन। सामान्य और साइट-विशिष्ट पुनर्संयोजन के आणविक तंत्र में अंतर। पुनः संयोजक वर्गीकरण। साइट-विशिष्ट पुनर्संयोजन के दौरान किए गए गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था के प्रकार। बैक्टीरिया में साइट-विशिष्ट पुनर्संयोजन की नियामक भूमिका। साइट-विशिष्ट फेज पुनर्संयोजन प्रणाली का उपयोग करके बहुकोशिकीय यूकेरियोट्स के गुणसूत्रों का निर्माण।

2.6. डीएनए की मरम्मत।मरम्मत के प्रकारों का वर्गीकरण। थाइमिन डिमर और मिथाइलेटेड ग्वानिन की सीधी मरम्मत। आधारों को काटना। ग्लाइकोसिलेज। अयुग्मित न्यूक्लियोटाइड की मरम्मत का तंत्र (बेमेल मरम्मत)। मरम्मत के लिए डीएनए स्ट्रैंड का चयन। एसओएस मरम्मत। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स में एसओएस मरम्मत में शामिल डीएनए पोलीमरेज़ के गुण। बैक्टीरिया में "अनुकूली उत्परिवर्तन" की अवधारणा। डबल-स्ट्रैंड ब्रेक की मरम्मत: डीएनए अणु के गैर-होमोलॉगस सिरों का समरूप पोस्ट-रेप्लिकेटिव पुनर्संयोजन और संलयन। प्रतिकृति, पुनर्संयोजन और मरम्मत की प्रक्रियाओं के बीच संबंध।

3. पारस्परिक प्रक्रिया।

एक जीन - एक एंजाइम सिद्धांत बनाने में जैव रासायनिक म्यूटेंट की भूमिका। उत्परिवर्तन का वर्गीकरण। बिंदु उत्परिवर्तन और गुणसूत्र पुनर्व्यवस्था, उनके गठन का तंत्र। सहज और प्रेरित उत्परिवर्तजन। उत्परिवर्तजनों का वर्गीकरण। उत्परिवर्तन का आणविक तंत्र। उत्परिवर्तजन और मरम्मत के बीच संबंध। म्यूटेंट की पहचान और चयन। दमन: इंट्रेजेनिक, इंटरजेनिक और फेनोटाइपिक।

4. एक्स्ट्राक्रोमोसोमल आनुवंशिक तत्व।

प्लास्मिड, उनकी संरचना और वर्गीकरण। यौन कारक एफ, इसकी संरचना और जीवन चक्र। क्रोमोसोमल ट्रांसफर को जुटाने में फैक्टर एफ की भूमिका। एचएफआर और एफ जैसे दाताओं का गठन। संयुग्मन का तंत्र। बैक्टीरियोफेज, उनकी संरचना और जीवन चक्र। विषाणुजनित और मध्यम बैक्टीरियोफेज। लाइसोजेनी और ट्रांसडक्शन। सामान्य और विशिष्ट पारगमन। आनुवंशिक तत्वों को स्थानांतरित करना: ट्रांसपोज़न और आईएस-अनुक्रम, आनुवंशिक विनिमय में उनकी भूमिका प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स के जीनोम में डीएनए-ट्रांसपोज़न बैक्टीरिया के आईएस-सीक्वेंस, उनकी संरचना आईएस-सीक्वेंस बैक्टीरिया के एफ-फैक्टर के एक घटक के रूप में, जो संयुग्मन के दौरान आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित करने की क्षमता निर्धारित करता है बैक्टीरिया और यूकेरियोटिक जीवों के ट्रांसपोज़न प्रत्यक्ष ट्रांसपोज़िशन के गैर-प्रतिकृति और प्रतिकृति तंत्र ट्रांसपोज़न के क्षैतिज हस्तांतरण की अवधारणा और संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था (एक्टोपिक पुनर्संयोजन) और जीनोम विकास में उनकी भूमिका।

5. जीन की संरचना और कार्य का अध्ययन।

अवयव आनुवंशिक विश्लेषण... सीआईएस-ट्रांस पूरकता परीक्षण। संयुग्मन, पारगमन और परिवर्तन का उपयोग करके आनुवंशिक मानचित्रण। आनुवंशिक मानचित्र बनाना। सूक्ष्म आनुवंशिक मानचित्रण। जीन की संरचना का भौतिक विश्लेषण। हेटेरोडुप्लेक्स विश्लेषण। प्रतिबंध विश्लेषण। अनुक्रमण के तरीके। पोलीमरेज श्रृंखला अभिक्रिया। जीन फ़ंक्शन की पहचान करना।

6. जीन अभिव्यक्ति का विनियमन। ऑपेरॉन और रेगुलॉन अवधारणाएं। प्रतिलेखन दीक्षा के स्तर पर नियंत्रण। प्रमोटर, ऑपरेटर और नियामक प्रोटीन। जीन अभिव्यक्ति का सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रण। प्रतिलेखन समाप्ति के स्तर पर नियंत्रण। कैटाबोलाइट-नियंत्रित ऑपेरॉन: लैक्टोज, गैलेक्टोज, अरेबिनोज और माल्टोज ऑपेरॉन के मॉडल। एटेन्यूएटर-नियंत्रित ऑपेरॉन: ट्रिप्टोफैन ऑपेरॉन का एक मॉडल। जीन अभिव्यक्ति का बहुविकल्पीय विनियमन। विनियमन की वैश्विक प्रणाली। तनाव के लिए नियामक प्रतिक्रिया। पोस्ट-ट्रांसक्रिप्शनल नियंत्रण। सिगल पारगमन। आरएनए की भागीदारी के साथ विनियमन: छोटे आरएनए, संवेदी आरएनए।

7. जेनेटिक इंजीनियरिंग की मूल बातें। प्रतिबंध और संशोधन एंजाइम। जीन का अलगाव और क्लोनिंग। आणविक क्लोनिंग के लिए वैक्टर। पुनः संयोजक डीएनए के निर्माण के सिद्धांत और प्राप्तकर्ता कोशिकाओं में उनका परिचय। जेनेटिक इंजीनियरिंग के अनुप्रयुक्त पहलू।

लेकिन)। मुख्य साहित्य:

1. वाटसन जे।, ऐस जे।, रिकॉम्बिनेंट डीएनए: ए शॉर्ट कोर्स। - एम।: मीर, 1986।

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साक्षात्कार

सर्गेई पिरोगोव 2012 में "हाथी और जिराफ" द्वारा आयोजित जीव विज्ञान में ओलंपियाड की तैयारी के भागीदार हैं।
जीव विज्ञान में अंतर्राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के विजेता
लोमोनोसोव ओलंपियाड के विजेता
क्षेत्रीय मंच विजेता अखिल रूसी ओलंपियाड 2012 में जीव विज्ञान में
मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी में अध्ययन। एम.वी. लोमोनोसोव जीव विज्ञान के संकाय में: आणविक जीव विज्ञान विभाग, 6 वां वर्ष। आण्विक आनुवंशिकी संस्थान में पशु जैव रासायनिक आनुवंशिकी की प्रयोगशाला में काम करता है।

- शेरोज़ा, अगर पाठकों के पास प्रश्न हैं, तो क्या वे आपसे पूछ सकते हैं?

हां, बिल्कुल, आप तुरंत सवाल पूछ सकते हैं। इस क्षेत्र में:

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- चलो स्कूल से शुरू करते हैं, ऐसा लगता है कि आपके पास एक सुपर कूल स्कूल नहीं है?

मैंने मॉस्को के एक बहुत ही कमजोर स्कूल, इतने औसत स्कूल के स्कूल में पढ़ाई की। सच है, हमारे पास एक अद्भुत एमएचसी शिक्षक था, जिसकी बदौलत हमें कई मायनों में स्कूल का नाममात्र का "कला इतिहास" उन्मुखीकरण मिला।

- जीव विज्ञान के बारे में क्या?

हमारे जीव विज्ञान का संचालन एक बहुत बुजुर्ग, बहरी और कठोर महिला द्वारा किया गया था, जिससे हर कोई डरता था। लेकिन उसके विषय के लिए प्यार नहीं जोड़ा। मैं बचपन से ही जीव विज्ञान से आकर्षित रहा हूँ, जब मैं पाँच साल का था। मैंने खुद सब कुछ पढ़ा, मुख्य रूप से शरीर रचना विज्ञान और प्राणीशास्त्र में बहुत रुचि लेता हूं। इसलिए स्कूल के विषय मेरे अपने हितों के समानांतर मौजूद थे। ओलंपियाड ने सब कुछ बदल दिया है।

- इसके बारे में हमें और बताएं।

७वीं कक्षा में, मैंने पहली बार में भाग लिया था नगरपालिका चरण(बेशक, लगभग सभी विषयों में तुरंत, क्योंकि वह एकमात्र छात्र था जिसे शिक्षकों के पास भेजने का कारण था)। और वह जीव विज्ञान में विजेता बने। तब स्कूल ने इस पर एक मजाकिया, लेकिन बहुत दिलचस्प तथ्य के रूप में प्रतिक्रिया नहीं दी।

- क्या इसने आपको स्कूल में मदद की?

मुझे याद है कि मेरी शानदार पढ़ाई के बावजूद, मुझे अक्सर एक जीव विज्ञान के शिक्षक से "बल्ब के कटे हुए चित्र में, जड़ों को भूरे रंग से चित्रित किया जाना चाहिए, भूरे रंग का नहीं होना चाहिए।" यह सब काफी निराशाजनक था। 8वीं कक्षा में, मैं फिर से ओलंपियाड में गया, लेकिन किसी कारण से मुझे जीव विज्ञान में नहीं भेजा गया। लेकिन वे अन्य विषयों में विजेता और पुरस्कार विजेता बने।

- और 9वीं कक्षा में क्या हुआ?

9वीं कक्षा में मैं जिला स्तर पर नहीं गया। यह वहाँ था कि मैंने अप्रत्याशित रूप से एक कमजोर, सीमा रेखा स्कोर बनाया, जो फिर भी क्षेत्रीय स्तर पर एक पासिंग स्कोर बन गया। इसमें एक शक्तिशाली प्रेरक शक्ति थी - यह एहसास कि मैं कितना नहीं जानता और कितने लोग यह सब जानते हैं (राष्ट्रीय स्तर पर ऐसे कितने लोग मैं कल्पना करने से भी डरता था)।

- हमें बताएं कि आपने कैसे तैयारी की।

गहन स्व-अध्ययन, किताबों की दुकान में प्रवेश, और पिछले साल के हजारों असाइनमेंट का उपचार प्रभाव पड़ा है। मुझे सिद्धांत के लिए उच्चतम बिंदुओं में से एक मिला (जो मेरे लिए पूरी तरह से अप्रत्याशित भी था), व्यावहारिक चरण में गया ... और इसमें असफल रहा। उस समय भी मुझे प्रैक्टिकल स्टेज के अस्तित्व के बारे में बिल्कुल भी पता नहीं था।

- क्या ओलंपिक ने आपको प्रभावित किया?

मेरा जीवन मौलिक रूप से बदल गया है। मैंने कई अन्य ओलंपियाड के बारे में सीखा, विशेष रूप से मुझे एसएसएस से प्यार हो गया। इसके बाद, उन्होंने कई पर अच्छे परिणाम दिखाए, कुछ जीते, "लोमोनोसोव्स्काया" के लिए धन्यवाद, उन्हें परीक्षा के बिना प्रवेश करने का अधिकार मिला। उसी समय, मैंने कला के इतिहास में ओलंपियाड जीते, जिसके लिए मैं आज तक असमान रूप से सांस ले रहा हूं। सच है, वह व्यावहारिक दौरों के साथ मैत्रीपूर्ण शर्तों पर नहीं था। ११वीं कक्षा में, मैं अभी भी अंतिम चरण में पहुँच गया था, लेकिन फॉर्च्यून सहायक नहीं था और इस बार मेरे पास सैद्धांतिक चरण के उत्तरों के मैट्रिक्स को भरने का समय नहीं था। लेकिन इससे व्यावहारिक के बारे में ज्यादा चिंता न करना संभव हो गया।

- क्या आप कई ओलंपियाड से मिले हैं?

हां, मुझे अब भी लगता है कि मैं अपने साथियों के सर्कल के साथ बहुत भाग्यशाली था, जिन्होंने मेरे क्षितिज का बहुत विस्तार किया। ओलंपियाड का दूसरा पक्ष, विषय को अधिक सामंजस्यपूर्ण ढंग से अध्ययन करने की प्रेरणा के अलावा, ओलंपियाड के साथ परिचित था। पहले से ही उस समय, मैंने देखा कि क्षैतिज संचार कभी-कभी ऊर्ध्वाधर संचार से अधिक उपयोगी होता है - प्रशिक्षण शिविरों में शिक्षकों के साथ।

- आपने विश्वविद्यालय में प्रवेश कैसे किया? क्या आपने एक संकाय चुना?

11 वीं कक्षा के बाद, मैंने मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के जीव विज्ञान विभाग में प्रवेश किया। उस समय के मेरे अधिकांश साथियों ने एफबीबी के पक्ष में चुनाव किया, लेकिन यहां प्राथमिक भूमिका इस तथ्य से निभाई गई कि मैं अखिल रूसी पदक विजेता नहीं बन पाया। इसलिए मुझे गणित में एक आंतरिक परीक्षा उत्तीर्ण करनी होगी, और इसमें, विशेष रूप से स्कूल में - मैं उच्चतर से बहुत अधिक प्यार करता था - मैं मजबूत नहीं था। और स्कूल बहुत खराब तरीके से तैयार किया गया था (हम लगभग पूरे सी भाग के लिए भी तैयार नहीं थे)। रुचियों के संदर्भ में, तब भी मैंने अनुमान लगाया था कि, अंत में, आप किसी भी परिणाम पर आ सकते हैं, चाहे प्रवेश का स्थान कुछ भी हो। इसके बाद, यह पता चला कि कई एफबीबी स्नातक हैं जो मुख्य रूप से गीले जीव विज्ञान में बदल गए हैं, और इसके विपरीत - कई अच्छे जैव सूचना विज्ञान शौकिया के रूप में शुरू हुए। हालाँकि उस समय मुझे ऐसा लग रहा था कि जीव विज्ञान विभाग की टुकड़ी FBB की तुलना में बहुत कमजोर होगी। इसमें मैं निश्चित रूप से गलत था।

क्या तुम्हें पता था?

दिलचस्प

क्या तुम्हें पता था?

दिलचस्प

हाथी और जिराफ शिविर में, जैव रसायन और आणविक जीव विज्ञान में सत्र होते हैं, जहां स्कूली बच्चे, मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के अनुभवी शिक्षकों के साथ मिलकर प्रयोग करते हैं, और ओलंपियाड की तैयारी भी करते हैं।

© डेनिस रेशेतोव द्वारा साक्षात्कार। तस्वीरें कृपया सर्गेई पिरोगोव द्वारा प्रदान की गईं।

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मित्रों के लिए!

संदर्भ

आणविक जीव विज्ञान अप्रैल 1953 में जैव रसायन से विकसित हुआ। इसकी उपस्थिति जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक के नामों से जुड़ी है, जिन्होंने डीएनए अणु की संरचना की खोज की थी। यह खोज आनुवंशिकी, बैक्टीरिया और वायरस की जैव रसायन के अध्ययन से संभव हुई है। आणविक जीवविज्ञानी का पेशा व्यापक नहीं है, लेकिन आज इसकी भूमिका है आधुनिक समाजबहुत बड़ा। आनुवंशिक स्तर पर प्रकट होने वाली बीमारियों सहित बड़ी संख्या में रोगों के लिए वैज्ञानिकों को इस समस्या का समाधान खोजने की आवश्यकता होती है।

गतिविधियों का विवरण

वायरस और बैक्टीरिया लगातार उत्परिवर्तित होते हैं, जिसका अर्थ है कि दवाएं किसी व्यक्ति की मदद करना बंद कर देती हैं और रोग असाध्य हो जाते हैं। आणविक जीव विज्ञान का कार्य इस प्रक्रिया से आगे निकलना और रोग के लिए एक नया उपाय विकसित करना है। वैज्ञानिक एक अच्छी तरह से स्थापित योजना के अनुसार काम करते हैं: रोग के कारण को अवरुद्ध करना, आनुवंशिकता के तंत्र को समाप्त करना और इस तरह रोगी की स्थिति को कम करना। दुनिया भर में ऐसे कई केंद्र, क्लीनिक और अस्पताल हैं जहां आणविक जीवविज्ञानी रोगियों की मदद के लिए नए उपचार विकसित कर रहे हैं।

श्रम जिम्मेदारियां

एक आणविक जीवविज्ञानी कोशिका के अंदर की प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए जिम्मेदार होता है (उदाहरण के लिए, ट्यूमर के विकास के दौरान डीएनए में परिवर्तन)। इसके अलावा, विशेषज्ञ डीएनए की विशेषताओं, पूरे जीव और एक व्यक्तिगत कोशिका पर उनके प्रभाव का अध्ययन करते हैं। इस तरह के अध्ययन किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, पीसीआर (पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन) के आधार पर, जो आपको संक्रमण, वंशानुगत बीमारियों के लिए शरीर का विश्लेषण करने और जैविक संबंध निर्धारित करने की अनुमति देता है।

करियर ग्रोथ की विशेषताएं

एक आणविक जीवविज्ञानी का पेशा अपने क्षेत्र में काफी आशाजनक है और आज भविष्य के चिकित्सा व्यवसायों की रैंकिंग में पहला होने का दावा करता है। वैसे, एक आणविक जीवविज्ञानी को हर समय इस क्षेत्र में नहीं रहना पड़ता है। यदि अपना व्यवसाय बदलने की इच्छा है, तो वह प्रयोगशाला उपकरणों के लिए बिक्री प्रबंधक के रूप में फिर से प्रशिक्षित हो सकता है, विभिन्न शोध के लिए उपकरण विकसित करना शुरू कर सकता है या अपना खुद का व्यवसाय खोल सकता है।