"Pelenė" tampa princese ar biologijos vieta mokslų hierarchijoje

„Pelenė“ tampa princese ar biologijos vieta mokslų hierarchijoje

Александр Александрович Ярилин,
Medicinos mokslų daktaras, skyriaus vedėjas ląstelių imunologijos Valstybės mokslo centras Rusijos Federacijos – institutas Imunologijos federalinės medicinos ir biologinės agentūros Rusijos Federacijos
"Ekologija ir gyvenimas" № 12, 2008

Pastaraisiais dešimtmečiais biologija, kuri anksčiau buvo laikoma beveik nepakankama gamtos mokslų srityje, tapo lyderiu, pritraukiančiu vis daugiau visuomenės dėmesio, taip pat materialių ir žmogiškųjų išteklių. Labiausiai įspūdingas yra šios transformacijos greitis. Klausimas natūraliai kyla dėl jo priežasčių. Šiame straipsnyje pateikiamos tam tikros minties.

Biologijos ypatumai

Biologija – gyvenimo ir gyvenimo objektų mokslas – tradiciškai priklauso gamtos mokslų komplekse ir paprastai laikomas vienu svarbiausių iš jų – fizika ir chemija. Tačiau net labiausiai paviršutiniškai palyginus šią triadą, kai kurios biologijos savybės atkreipia dėmesį į save, atskiriant jį nuo daugelio gamtos mokslų disciplinų.

Namai – neįtikėtinas tyrimo objekto sudėtingumas – gyvoji gamta – palyginti su inertiškumo pobūdžiu, mokomais kitų gamtos mokslų.Be to, supratimas apie gyvenimo prigimtį rodo kaip netiesioginę, bet akivaizdžią sąlygą išankstinį supratimą apie negyvosios materijos prigimtį. Žinoma, šis teiginys neturėtų būti suprantamas ta prasme, kad pirmiausia turi būti visiškai atskleisti negyvosios materijos įstatymai, o tada jūs galite kreiptis į gyvenimo studijas. Atvirkščiai, analogija su vaistu yra tinkama. Tiesą sakant, įsikišimas į gyvąjį organizmą siekiant išgydyti ligas reiškia suprasti įstatymus, kuriais grindžiama gyvybinė veikla, taip pat žinoti ligos pobūdį. Bet jei šis principas būtų vykdomas pažodžiui, medicina kaip tam tikra veikla nebūtų atsiradusi iki šiol. Tiesą sakant, biologija vystosi su tam tikru laikotarpiu po fizikos ir chemijos taip pat, kaip vaistas gerbia biologijos raidą. Ši biologijos "antrinė prigimtis", susijusi su fizika ir chemija, pasireiškia ne tik gyvosios gamtos įstatymų žinių ir supratimo srityje, paremtoje bendresniais materijos įstatymais (bet ne automatiškai po jų). Biologijos metodologinis pagrindas, šio mokslo įrankiai yra kilę iš technologijos, kuri yra fizikos ir chemijos palikuonis.Pakanka prisiminti, kad biologija sukūrė mikroskopą, analizės chemijos metodų kūrimą ir tt

Kitas svarbus biologijos bruožas yra tas, kad jo subjektai (biologai), kurie yra gyvosios būtybės, pasirodė esąs tuo pat metu objektu. Tai suteikia biologijai papildomą patrauklumą, palyginti su kitais gamtos mokslais, ir visuomenei suteikia viešojo intereso garantiją.

Be to, biologija yra medicinos pagrindas, kuris yra taikoma biologijos kryptis, ir yra svarbi finansavimo paskata, daro didelę įtaką biologinių tyrimų struktūrai, palengvindama visų pirma tų sričių, kurios labiausiai susijusios su medicina, vystymąsi.

Taigi galima teigti, kad dėl neįtikėtinai sudėtingo tyrimo objekto, biologija jo pažangoje seka fiziką ir chemiją, pagrįstą šių mokslo metodais ir turiniu. Tuo pačiu metu gyvas objektas – žmogaus – biologija yra ypatingas patrauklumas ne tik kaip žinių apie save šaltinis, bet ir medicinos pagrindas bei kitos taikomosios biologijos sritys, kasdien užima vis svarbesnį vaidmenį mūsų kasdieniame gyvenime.

Biologinis dualizmas

Tradicinės biologijos dvilypumas akivaizdžiai pasireiškia "korpuskulinės-genetinės" ir "fiziologinės bei metabolinės" jos kryptyse.

Manoma, kad bet kokio gamtos mokslų plėtra prasideda pastabomis ir faktų sukaupimu, po to teorinis šių faktų supratimas ir eksperimentinė analizė bei jų tarpusavio ryšiai. Pavyzdžiui, fizika greičiau atskyrė konkrečių objektų (Visatos, Žemės ir tt) tyrimą iš bendrojo materialiojo egzistavimo įstatymų tyrimo, sukeliantį nepriklausomą, nors ir daugiau privačių mokslų – astronomiją, kosmologiją, geologiją ir tt Biologijoje viskas Tai buvo kitoks. Iki šiol kartu su bendra biologija yra gilumoje botanika, zoologija, mikrobiologija, humanitarinių mokslų kompleksas (įskaitant taikomosios disciplinos, įskaitant mediciną). Be to, bendra biologija tik apie pusę šimtmečio atsidūrė kaip nepriklausoma, vienoda biologijos sritis. Šiuo požiūriu verta prisiminti, kad visai neseniai nebeegzistuoja biologijos mokyklos vadovėliai – vietoj jų buvo privačių skyrių vadovėliai – botanika, zoologija, anatomija ir žmogaus fiziologija bei žinomi "Darvinizmo pagrindai" kaip bendras biologinis mokymas.Visa tai galima vertinti, viena vertus, kaip biologijos tyrimo objektų ypatingo sudėtingumo ir įvairovės pasireiškimą, ir, kita vertus, kaip šio mokslo nebrandumo ženklą.

Istorijos kelionė

Stenkitės trumpai apžvelgti biologijos istoriją, kad atskleistume labiausiai paplitusias tendencijas (kurios reikalingos tolesnėms diskusijoms).

Akivaizdu, kad pirmasis sisteminis kreipimasis į mokslinius gyvenamųjų objektų tyrimus buvo žmogaus anatomija, kuri turėjo akivaizdžiai pritaikytą medicininę orientaciją. Senovės, viduramžių ir renesanso pasiekimai beveik išnaudojo šią mokslinių tyrimų sritį. Renesansas pirmųjų fiziologų (kurie tyrė kraujotaką) raštuose žmogaus kūnas "dirbo". Norint geriau suprasti, kaip veikia žmogaus kūnas, reikėjo gilesnių cheminių žinių, o XIX a. Jų pagrindu gimė biochemija ir metabolizmo teorija. Skirtas tik mikroskopo ląstelėje pradėjo būti laikomas gyvo organizmo pagrindu. Makroskopinių organų stebėjimo akcentas buvo perkeltas į mikroskopinę audinių struktūros analizę.XIX a. Pabaigoje atsirado idėjų apie fiziologinių funkcijų reguliavimą, homeostazę, formavosi centrinės nervų sistemos doktrina, kuri tapo fiziologijos karūnu.

Kadangi, kaip jau minėta, ši kryptis biologijoje buvo orientuota ir daugiausia remiasi medicina, o žmonių fiziologinių tyrimų galimybės buvo labai ribotos, siekiant ištirti žmogaus kūne vykstančius procesus, reikėjo įtraukti eksperimentinius gyvūnus. Kaip rezultatas, įgytos žinios įgyja ne tik siaurą mediciną, bet ir bendrąjį biologinį (išplėstą skirtingų rūšių atstovams) interpretaciją. Remiantis panašiomis užduotimis ir panašiais moksliniais įrenginiais, augalų fiziologija ir biochemija vystosi panašiai. Ši biologijos šaka gali būti laikoma fiziologine ir metaboline.

Nuo pat pradžių biologijos kryptis buvo orientuota į bendrųjų biologinių įstatymų tyrimą. Pradžioje buvo tas pats aprašomojo požiūris. Pirmieji esminiai šio kelio apibendrinimai yra susiję su lyginamąja anatomija. Jos pagrindu sukurta gyvosios gamtos vienovės ir organizmų giminingumo idėja, kuri buvo 17-ojo amžiaus pradžioje įtvirtintos biologinės taksonomijos pagrindas.

Kitas žingsnis buvo sukurti evoliucinę teoriją, kurią labai palengvino praktinė veikla dirbtinių veislinių gyvūnų ir augalų žemės ūkio praktikoje. Beveik tuo pačiu metu, kai Charlesas Darwinas išrado natūralios atrankos teoriją kaip evoliucinio proceso pagrindą, G. Mendelis sukūrė korpusuliarinę paveldimumo prigimtį. Atsižvelgiant į parengtą citologinį (ląstelinį) pagrindą, po to sekė greita genetikos plėtra (chromosominė paveldimumo teorija, mutacijų tyrimas kaip biologinės įvairovės šaltinis, medžiagos tiekimas selekcijai ir kt.). XX a. Pirmosios pusės genetika buvo vadinama formaliu ne be priežasties: suprasti genetinių ir evoliucinių procesų esmę, paveldimumo vienetų biocheminis pobūdis ir atrankos objektai toje stadijoje nebuvo svarbūs. Šią biologijos šaką mes vadiname korpusulkine-genetine.

Du biologija?

Lengva pastebėti, kad dviejų filialų požiūris labai skiriasi. Iš pradžių tai buvo dėl pradinių interesų, užduočių ir sąvokų skirtumų, bet paskui išplito į metodologinius metodus, taigi galiausiai susidarė du mokslinio mąstymo stiliai.Šių "dviejų biologijų" rėmėjų nuomonių skirtumai buvo tokie rimti, kad jie skirtingai atsakė į kardinalius klausimus – kas yra gyvenimo pagrindas.

Korpusulinės-genetinės tendencijos šalininkų padėtis buvo trumpai išdėstyta (nors ir ne per daug aiški nenustatytoms), kurią formuluoja N.V. Timofejevas-Resovskis: "Gyvenimo pagrindas yra sąlyginis redukavimas". Konvertuojančiai redukcijai jis suprato biologinių objektų (galiausiai, chromosomų, genų, DNR) padvigubėjimą ir galimus nukrypimus nuo pradinės būklės.

Fiziologinės ir metabolinės tendencijos pasekėjai laikė metabolizmo pagrindu gyvenimą, kurio nutraukimas yra negrįžtamas ir reiškia mirtį.

Galima nesuprasti, kad abi gyvenimo prigimties supratimas yra teisingas, bet yra skirtinguose lygmenyse. Korpusulinės-genetinis supratimas visų pirma susijęs su paveldima – savirealizacijos procesu ir gyvenimo objektų įvairovės priežastimis, o fiziologinis ir metabolinis supratimas grindžiamas fenotipinių paveldimųjų savybių apraiškų registravimu.

Ši biologijos biologija išliko iki XX a. Vidurio, kai įvyko įvykiai, dėl kurių buvo nagrinėjamų sričių sintezė.Būtent šis sintezė buvo pagrindas precedento neturinčiai biologijos pažangai, dėl kurios ji priėjo prie lyderių gamtos mokslų srityje.

Sintezė "dvi biologijos" ir molekulinės biologijos atsiradimas

1962 m. Nobelio premija fiziologijos ir medicinos srityje buvo įteikta J. Watsonui, F. Creekui ir M. Wilkinsui DNR struktūros iššifravimui (paskelbta 1953 m.). Iš tiesų apdovanojimą laimėjo du skirtingi darbai. M.Vilkinsas ir R.Franklinas patyrė rentgeno struktūros DNR kristalų analizę (pavyzdinis mokslo sintezės pavyzdys: fizikos metodai ir principai, naudojami cheminių struktūrų tyrimams – labai svarbios biologijos makromolekulėms). J. Watson ir F. Crick teoriškai apibendrino DNR struktūrą, kuri leido paaiškinti pagrindines šios molekulės savybes kaip paveldimumo nešiklį. Anksčiau biochemikas E. Chargaffas (kuris vėliau tapo stipriu "naujosios biologijos" priešininku savo stilistine ir ideologine prasme) nustatė, kad azoto bazės kiekis DN adenine (A) yra lygus timino kiekiui (T), o guanino (G) kiekis yra citozinas ( C); taigi šios bazės sudaro A-T ir C-G poras (Chargaff taisyklę), kuri buvo svarbiausias Dots modelio Watson ir Crick'o kūrimo faktas.Šio modelio esmė yra ta, kad DNR yra dviguba spiralė, o jos formuojamos sriegos yra viena kitą papildančios viena kitai (kitaip tariant, vienas kitą papildančios) dėl vandenilinių ryšių tarp tam tikrų nukleotidų – būtent tų, kurie pagal Chargaffo taisyklę atitinka vienas kitą. Šis modelis aiškiai parodė DNR vaidmenį kaip paveldimumo nešiklį, kurį koduoja nukleotidų seka (kodą netrukus suformulavo G. Gamovas).

Šis apibendrinimas (kuris greitai tapo visuotinai pripažintu) buvo po intensyvaus tyrimo, kuris sukūrė šias sąvokas ir "įterpė" juos įprastų biocheminių koncepcijų kontekste. Svarbūs etapai buvo: biologinės informacijos nukreipimo iš DNR į RNR (ir nuo jo į baltymą) tyrimas; kodo dekodavimas, perduodant informaciją iš nukleino rūgščių į baltymus; fermentų, katalizuojančių DNR, RNR ir baltymų sintezę, atradimas, taip pat subcellular struktūras, kuriose vyksta šie procesai. Visa įvykių grandinė nuo DNR replikacijos iki baltymų sintezės sugebėjo dauginti už ląstelės ribų.

Šiandien aiškukad tai buvo DNR dvigubos spiralės struktūros atradimas, kuris sukėlė sparčiai augančią labiausiai svarbių bendrosios mokslinės svarbos rezultatų laviną, dėl kurios neišvengiamai buvo tik kažkieno anksčiau atskirtų ir nesuderinamų biologijos sričių sintezė. Genai įgijo "biocheminį minkštimą", o jų darbą dabar galima pateikti biocheminių procesų forma. Iš esmės genetiškai modifikuotų procesų biocheminis pagrindas tapo aiškus ir molekuliniame lygmenyje buvo patvirtinti fiziologiniai modeliai. Molekulinis permąstymas, iš pradžių paveikęs paveldimumo teoriją, greitai išplito į ląstelių fiziologijos pagrindų, o paskui – ir organizmo analizę. Dabar bet koks tyrimas, reikalaujantis euristikos ir konceptualios reikšmės, turėtų apimti molekulinę, pageidautina molekulinę-genetinę armatūrą.

Taigi atsirado naujas mokslas, molekulinė biologija, ir po jo vyko korpusulinės-genetinės ir fiziologinės-metabolinės biologinės kryptys sintezė.

Biologinės revoliucijos vaisiai

Be gyvosios gamtos supratimo revoliucijos, šie rezultatai sukūrė naują metodiką, kuri labai padidino eksperimentinės biologijos galimybes.Vienas iš veiksmingų metodologinių metodų buvo biologinių objektų klonavimas genų ir ląstelių lygiu (dar anksti kalbėti apie organizmų klonavimą mokslinei analizei). Palyginti su anksčiau egzistuojančiais molekulių ir ląstelių atskyrimo metodais, klonavimas suteikė didelių pranašumų dėl sunkumų, laiko ir medžiagų sąnaudų sumažėjimo, taip pat pastebimai padidėjusio efektyvumo. Sekvenavimo metodai buvo gerokai patobulinti – nustatant makromolekulių sudėtyje esančių monomerų seką, kuri pasirodė esanti ypač sėkminga tiriant nukleino rūgštis. Remiantis naujausiomis žiniomis molekulinės ir ląstelinės biologijos srityje, buvo sukurtos matricos baltymų biosintezės metodai, kurie greičiausiai ir efektyviai nesuderinami su tradicine chemine sinteze. Galiausiai buvo įmanoma kurti genų manipuliavimo metodus – jie išmoko iškirpti ir įterpti į ląsteles, selektyviai kontroliuoti jų veiklą ir tt Visi šie metodai, stebėtinai greitai išvystyti molekulinės biologijos pagrindu, buvo genų inžinerijos pagrindas XX amžiaus, tik ketvirtadalio amžiaus po DNR struktūros iššifriavimo, dvigubos spiralės atradimas.Genetinės ir platesnės molekulinės inžinerijos metodai intensyviai naudojami moksliniams tyrimams, kurie labai padidino jų įrodomąją galią. Jie netgi buvo įtraukti į įprastą laboratorinę praktiką (pavyzdžiui, polimerazės grandininė reakcija 1 Nuo devintojo dešimtmečio ji buvo plačiai naudojama medicinos diagnostikoje, siekiant nustatyti audinių suderinamumą ir tt). Šie metodiniai metodai iš esmės pakeitė biotechnologijas.

Tikslus mokslas

Skirtingai nuo fizikos ir chemijos, kurios iš pradžių buvo tikslieji mokslai, biologija tik keliose jos sekcijose (pvz., Genetikos) teigė, kad tikslumas. Tai buvo dėl to, kad paprastai (ypač fiziologinės ir metabolinės kryptys) mokslininkai buvo patenkinti molekulių ir ląstelių mišiniais, kuriuos jie analizavo taikydami metodus, kurie leidžia skirtingai interpretuoti rezultatus. Molekulinių analizės metodų naudojimas padarė biologiją tiksliu mokslu, nes tai leido jį naudoti grynų biologinių medžiagų (molekulių, ląstelių) tyrimui ir taikyti metodus, kurie duoda vienareikšmius rezultatus. Šiuo požiūriu žymiai padidėjo biologinių tyrimų, kurie buvo atlikti naudojant naują metodiką, įrodomoji galia.Šių pokyčių rezultatas, savo ruožtu, buvo labai pagreitinti biologijos pažangą: pastarųjų dešimtmečių sukauptų žinių kiekis yra panašus į biologijos srityje sukauptą sumą per keletą amžių jos egzistavimo.

Pasaulio vizijos tikslai – visuotiniai projektai

Būtina nekalbėti apie tokias šiuolaikinės biologijos plėtros bruožas kaip orientacija į globalių projektų visuotinių ir esminių rezultatų gavimą. Pavyzdys yra projektas "Žmogaus genomo", kurio tikslas – visiškai išardyti žmogaus genomą. Iš pirmo žvilgsnio tokios žinios atrodo nereikalingos, panašios į oficialią katalogavimą. Tačiau, atidžiau patikrinus, nėra sunku patikrinti, ar taip nėra. Pavyzdžiui, tyrinėdami ląstelių funkcionavimą, dabar mokslininkai paprastai nustato visų jų darbe dalyvaujančių genų išraišką. Be jų specifikacijos, gautų rezultatų dekodavimas nebūtų įmanomas, todėl būtų neįmanoma spręsti apie ląstelės funkcijas. Iki šiol visiškai iššifruota ne tik žmogaus genomo, bet ir pelė, vaisių muselė, kirminas Cenorabditis elegans, kurie yra mėgstamiausi genetinių ir molekulinių biologinių tyrimų modeliai. Dabar proteomikos srityje 2 atliekama panaši žmogaus ir gyvulinės kilmės baltymų katalogija, kuri jau yra susijusi su kūno fiziologinių funkcijų realizavimu ir gali tapti pačia pilniausia korpuskalarnatinių genetinių ir fiziologinių-metabolinių biologinių krypčių sintezės išraiška.

Keisti idėjas apie biologiją ir jos vaidmenį

Platus molekulinės biologijos įsiskverbimas į visas biologines disciplinas sukėlė prielaidą, kad tradiciniai biologijos mokslai (citologija, biochemija, fiziologija) ir net jų atskiri skyriai (medicinoje, pavyzdžiui, onkologijoje, hematologijoje, imunologijoje) praranda savo individualumą ir tampa vienos molekulinės biologija. Šis požiūris atspindi molekulinio požiūrio adeptų maksimalizmą biologijoje. Tačiau panašūs epizodai buvo pastebėti ne tik biologijos istorijoje ir paprastai baigėsi mokslinės disciplinos, kurioms būdingi specifiniai uždaviniai, objektai ir tyrimo metodai, suverenumą. Pavyzdžiuibet kuriuo laipsniu, kai molekuliniai požiūriai įsiskverbia į ląstelių biologiją, ląstelė visada išliks nepriklausomas biologinis objektas, kurio negalima susilyginti su molekulių, sudarančių jį, sumai ir kuriant specialias užduotis ir metodologinius metodus. Dar daugiau, molekulinių metodų naudojimo ribos pastebimi perėjant nuo molekulinės-genetinės ir ontogenezinės gyvenimo organizavimo lygio iki gyventojų ir biosferos. Nepaisant to, akivaizdu, kad ideologinis ir metodologinis biologijos vienetas buvo labai sustiprintas dėl molekulinių metodų principų ir metodų įvedimo.

Kaip jau minėta, biologijos perėjimas prie molekulinio lygio sukūrė naują biotechnologiją. Jos esmė yra šiuolaikinių biologinių metodų (ypač genų inžinerija) pramonėje naudojimas daugelio praktiškai reikšmingų biologinių produktų gamybai: nauji vaistai ir diagnostikos produktai, maisto produktai, reagentai moksliniams tyrimams ir tt Tipiškiausias tokios produkcijos produktas yra rekombinantinis ( dirbtinai sukurta ir turinti naujas savybes) baltymų, kurių sintezė kontroliuoja naujus genus, įvestus į ląsteles.Biotechnologijos produkcijos pelningumas jau seniai viršijo tradicinę pramonę – su juo gali konkuruoti tik kompiuterinės technologijos. Šiuo atžvilgiu žymiai išaugo biologijos įtaka mūsų gyvenimui, o tai savo ruožtu prisidėjo prie visuomenės dėmesio augimui.

Naujos funkcijos – nauji iššūkiai

Dėl techninių pajėgumų didėjimo ir dramatiškos biologijos įtakos žmonių gyvenimui išplėtimo jau kilo naujų problemų. Visi žino diskusijas apie genetiškai modifikuotų maisto priimtinumą. Didelis biotechnologijų pramonės pelningumas sukuria tendenciją netyčia ir netiesiogiai įvesti savo produktus (įskaitant vaistus ir maisto produktus), kurių sunku nuspėti pasekmes. Labai greita ir panašiomis nekontroliuojamomis mokslo pažanga tam tikrą laiką įkvėpė baimę, kad biologija įsiskverbs į draudžiamas žmonių egzistavimo sritis ir paveikia tokius aspektus kaip, pvz., Žmogaus individualumas, žmogaus egzistavimo taisyklės ir ribos, ir tt Nuoseklios biotechnologijų pažangos derinys psicho-biologijos sėkmė kelia naujas baimes.Bet kuriuo metu nustatyti tam tikrų biologijos sričių moksliniai tyrimai yra laikini ir negali sustabdyti biologijos vystymosi visose jos formose ir apraiškose, kurias galima rasti žmogaus gebėjimams. Vis dėlto tokios problemos ir tokios batikos atsiradimas yra neabejotinas biologijos sėkmės liudijimas (jie bijojo spinduliuotės ir cheminės taršos, dabar jie yra biotechnologijos produktai).

Praktinis pritaikymas

Bendrieji argumentai šioje temoje ryškiai iliustruoja konkrečius pavyzdžius.

1970-aisiais buvo aptiktas reiškinys, vadinamas apoptoze. 3kurio prasmė gali būti figuratiškai perduodama kaip savižudybė ląstelių daugelio elementų organizmo labui.

Kalbant apie fundamentalumą ir reikšmingumą, šis reiškinys yra panašus į ląstelių susiskirstymą ir diferenciaciją. Jo atradimas buvo atliktas tradiciniais metodais, kurių pirmasis dvidešimt metų buvo naudojamas jo tyrimui, kuris pasirodė esąs labai neveiksmingas. Bet vėliau (kai biologai suvokė atradimo reikšmę), jie taikė molekulinius genetinius požiūrius į analizę, pasirinkdami kaip pirmiau minėto kirmino objektą C. elegans – dėl didelio ląstelių skaičiaus stabilumo šiame organizme ir patogumo dirbti su juo. Po to buvo greitai nustatytas genų, susijusių su apoptoze, sąrašas, nustatyti jų homologai (tokios pat struktūros genai) žinduoliams, jų vaidmuo šiame procese buvo nustatytas, todėl apoptozės mechanizmai buvo plačiai apibrėžti.

Per keletą metų darbo, naudojant molekulinės biologijos principus ir metodus, buvo išspręsta problema, kuri dešimtmečiais negalėjo būti tiriama tradiciniais metodais.

Nors medicininės diagnostikos (ir ypač vėžio prevencijos ir gydymo) problemos yra susijusios su visais, vis dar nėra iš esmės išspręstos, todėl onkologija, atrodo, yra tinkamiausias atspirties taškas naujų praktinės svarbos požiūrių kūrimui. Vienas iš jų yra susijęs su navikų antigenų, ty navikų ląstelėms būdingų medžiagų paieškai ir gamybai, bet svetimiems organizmams (bent jau suaugusiesiems) ir susidaro atitinkamų antikūnų. Vaikų antigenai gali būti priešvėžinių vakcinų pagrindu.

Pirmasis naviko antigenas buvo atrastas G. I. Abelevas 1960-ųjų pradžioje.Tada juose dalyvavo daug mokslininkų, tačiau jų identifikacija ir izoliacija išlieka sudėtingomis problemomis. Molekulinė biologija leido sukurti palyginti paprastą ir veiksmingą požiūrį į onkovakcinų kūrimą. Net jei nebūtų įmanoma sukurti pakankamai veiksmingų vakcinų, labiau tikėtina, kad tai yra neužbaigtos žinios apie priešvėžinio imuniteto mechanizmus, o ne dėl technologijos netobulumo pasekmė.

Vienas ryškiausių modernios ląstelės ir molekulinės biologijos, kaip biotechnologinės gamybos pagrindo, naudojimo pavyzdžių gali būti monokloninių antikūnų pramonė. 4 be kurių šiandien šiuolaikinis mokslas ir medicina yra neįsivaizduojami.

Tokie antikūnai yra labai jautri priemonė biologinių makromolekulių analizei. Jie naudojami imunocheminiu tyrimu, siekiant identifikuoti ir izoliuoti medžiagas, išmatuoti jų koncentraciją, o medicinoje – diagnozuoti. Tradiciškai jie buvo gauti imunizuojant gyvūnus, t. Y. Švirkšdami juos medžiaga, prieš kurią jie norėjo gauti antikūnų. Tačiau tai sukėlė antikūnų, gaunamų iš skirtingų ląstelių klonų, kurie buvo atsakingi už imuninį atsaką, mišinį.Todėl nebuvo įmanoma gauti standartinių preparatų antikūnams gaminti su reikiama specifika (selektyvumas).

Tai buvo įmanoma padaryti pasitelkiant hibridomas – naują technologiją, pagrįstą imunizuotų gyvūnų (dažniausiai pelių) ląstelių su naviko ląstelėmis sinteze. Hibridinės ląstelės yra beveik nemirtingos ir turi didelį gebėjimą dauginti.

Naudojant ląstelių klonavimo metodus, taip pat daugybę kitų metodų, kurie palengvina hibridų parinkimą, mokslininkai išskiria tiksliai tų ląstelių klonus, kurie gamina reikiamus antikūnus. Gautos ląstelės (tai yra hibridoma) suvienija gebėjimą gaminti specifinius antikūnus su nemirtingumu. Tokios ląstelės gali būti dauginamos bet kokiu kiekiu ir laikomos savavališkai ilgą laiką. Antikūnai, kuriuos jie sudaro, yra vienodi, o kitoms savybėms jie atitinka puriausių cheminių reagentų reikalavimus.

Hibridomos sukėlė revoliuciją ne tik imunologijoje, bet ir medicinoje bei apskritai biologijoje. Naudojant monokloninius antikūnus, molekulės ir ląstelės jau sėkmingai identifikuotos, ligos yra diagnozuotos, jos yra naudojamos piktybinių navikų ir kitų patologijų gydymui.Tačiau pelės antikūnai yra sveiki žmogaus organizmui, kuris, savo ruožtu, gamina antikūnus prieš šiuos antikūnus, juos neutralizuoja. Bet ši problema buvo išspręsta dėl genetinės inžinerijos: visos antikūno molekulės dalys, išskyrus mažą plotą, kuris lemia jo specifiškumą, yra pakeičiami žmogaus analogais. Dėl to antikūnai, išlaikant specifiškumą, nebesilaiko svetimų žmonių.

Pagamintų monokloninių antikūnų variantų skaičius jau seniai buvo šimtai tūkstančių, o jų gamyba išlieka viena iš derliaus.

***

Atrodo, kad dabar galima grįžti prie atsakymo į klausimą, pateiktą straipsnio pradžioje, ieškoti: kodėl biologija, kuri šimtmečius laikė gamtos mokslus, užėmė lygias pozicijas šalia fizikos ir chemijos ir netgi pranoko jų raidos tempus bei finansavimo mastą. Siūlomas atsakymas yra tas, kad XX a. Viduryje įvyko du skirtingi gyvenimo tyrimo metodai – kūno kultūros-genetinės ir fiziologinės-metabolinės biologijos kryptys. Ši sintezė, dėl kurios atsirado naujas mokslas – molekulinė biologija,dėl to labai padidėjo biologijos galimybės visais aspektais, greitai sukaupta tiksli žinių ir sukurtas pagrindas kuriant naujas technologijas, kurių įtaka plinta ne tik mokslu, bet ir giliau ir giliau įsisavinama į mūsų gyvenimą, o tai kelia didelį visuomenės susidomėjimą.


1 Polimerazės grandininė reakcija (PGR) yra molekulinės biologijos metodas, leidžiantis žymiai padidinti atskirų DNR fragmentų mažą koncentraciją biologinėse medžiagose (mėginyje). Be paprasto DNR kopijų (amplifikacijos) atkūrimo, PCR leidžia daugeliu kitų manipuliacijų su genetine medžiaga (mutacijų įvedimu, DNR fragmentų susiejimu ir kt.) Ir plačiai naudojama biologijoje ir medicinoje (pavyzdžiui, nustatant paveldimus ar infekcines ligas, nustatant giminystę , genų izoliavimas ir klonavimas ir tt).

2 Proteomika yra baltymų mokslas ir jų sąveika (ypač žmogaus organizme). Tarp jo ištirtų procesų yra baltymų sintezė, jų modifikavimas, skilimas ir pakeitimas kūne. Anksčiau baltymų tyrimas buvo vieno iš biochemijos skyrių turinys.

3 Apoptozė – užprogramuota ląstelių mirtis,kartu su charakteristikomis, kurios skiriasi vienelius ir daugiasluoksnius organizmus: pavyzdžiui, ląstelių suspaudimas, kondensavimas ir chromatino užpildymas chromosomu, ląstelių membranų tankinimas (todėl apoptozės metu ląstelių kiekis į aplinką nepateks).

4 Monokloniniai antikūnai gamina imunines ląsteles, priklausančias to paties ląstelių klonui (t.y., gaunami iš vienos pirmtako ląstelės). Jie gali būti pagaminti praktiškai su bet kokia medžiaga, su kuria antikūnas bus konkrečiai susijęs, todėl juos galima plačiai naudoti biochemijoje, molekulinėje biologijoje ir medicinoje tam tikros medžiagos ar jos valymo aptikimui.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: