ولادة علم الأحياء الجزيئي

في البداية كان هناك علم الأحياء فقط - علم الكائنات الحية. لقد نشأت منذ وقت طويل جدًا ، ولا تُحسب تجربتها بالسنوات ولا حتى القرون - آلاف السنين. بمرور الوقت ، كبرت ، لكنها لم تصبح قديمة: العديد من الأسئلة التي طُلب من علم الأحياء حلها لا تزال دون إجابة.

تم تقسيم علم الأحياء ، مثل خلايا الكائن الحي. تم تشكيل العشرات من العلوم البيولوجية من العلم الموحد ذات يوم. تم نشر أكثر من 7 آلاف مجلة بيولوجية في العالم الآن.

ذهب التطور في الاتساع والعمق. جنبا إلى جنب مع كائنات البحث الجديدة ، ظهرت مراحل جديدة من الإدراك. من الطبقات إلى الكائنات الحية الفردية ؛ منهم - إلى الأعضاء الفردية ، وهكذا ، من الكبير إلى الصغير ، جاءت البيولوجيا أولاً إلى الخلية ، ثم إلى أجزائها الفردية. هنا ، في الخلايا ، وهي الوحدات الهيكلية التي تتكون منها جميع أشكال الحياة على الأرض ، يجب على المرء أن يبحث عن مفتاح حل شفرة تخليق البروتين.

ولم يكن الأمر سهلاً.

المجهر الذي اكتشف بيولوجيا الخلية ، بمرور الوقت ، استنفد قدراتها البصرية. قاد طريق البحث إلى أعماق الزنازين ، لكن دقة البصريات العادية وقفت في طريق عقبة لا يمكن التغلب عليها. مزق شعاع من الضوء الهياكل الفردية الكبيرة من ظلام المجهول ، لكنه لم يلاحظ ذلك ، فهو ببساطة لا يستطيع أن يلاحظ جسديًا تلك "الأشياء الصغيرة" التي جعلت في النهاية حقبة في علم الأحياء. في أحسن الأحوال ، كان على المرء أن يخمن عنها.

لكن التخمين لا يعني الرؤية.

ما لم يستطع شعاع الضوء فعله ، فعل شعاع الإلكترونات. الإلكترونية الناشئة مجهر دفع حدود غير المرئي: لأول مرة ، تمكن العلماء من فحص هيكل الخلية بالتفصيل.

لكن الرؤية لم تعرف بعد.

أعطى المجهر الإلكتروني صورة تقريبًا بعد الوفاة: أثناء التحضير ، ماتت الخلايا. ومن أجل معرفة الخلية ، كان من الضروري معرفة كيف تعيش ، لفهم الآليات التي تحكم حياتها. بعد كل شيء ، في النهاية ، الخلية مبنية من جزيئات ، وعملها هو عمل الجزيئات. كان هنا أن ظهر روبيكون ، الذي وقف علماء الأحياء أمامه في حيرة من أمرهم لسنوات عديدة.

الجزيئات هي مجال الكيمياء. لذلك يجب التحدث معهم بلغتهم - مادة كيميائية. لم تكن طرق دراسة الأشياء البيولوجية البحتة مناسبة للمشكلات الجديدة ؛ كان لابد من إنشاء مشاكل جديدة. ولهذا ، بدوره ، كان من الضروري شرطين على الأقل: أن تقرر "النزول" إلى المستوى الجزيئي وأن تعرف الكيمياء.

ومع ذلك ، في بداية قرننا ، تم عبور روبيكون ، وإن لم يكن في قفص بعد. كانت العمليات البيولوجية الأولى التي تم تفسيرها من وجهة نظر جزيئية من أهم الأفعال الحيوية: التمثيل الضوئي والتنفس. هاتان العمليتان ، في التعبير المجازي للأكاديمي V.A.Engelgardt ، تقفان على طرفي نقيض لسلسلة طويلة للغاية من التحولات الكيميائية ، والتي يتشكل منها في النهاية وجود العالم الحي. يربط التمثيل الضوئي الذي تقوم به جزيئات الكلوروفيل الطاقة الشمسية مع جزيئات الكربون والهيدروجين ، مما يمنح الكائنات الحية ليس فقط الطاقة اللازمة لأنشطتها ، ولكن أيضًا المواد الخام. يحرر التنفس (الذي تشارك فيه جزيئات الهيموجلوبين بفاعلية) ما تم تخزينه أثناء عملية التمثيل الضوئي: نضح الطاقة؟ للحفاظ على الحياة ، ويعود الهيدروجين والأكسجين إلى عالم الطبيعة غير الحية.

كانت هذه أولى علامات البيولوجيا الجزيئية. وسرعان ما تم توضيح الطبيعة الكيميائية لأهم وظيفة حيوية أخرى ، وهي نقل النبضات العصبية: هنا أيضًا ، كانت العناصر الفاعلة الرئيسية هي جزيئات المواد الكيميائية - أستيل كولين وكولينستراز.

أخيرًا ، تم الكشف عن الأساس الجزيئي للحركة - وهو أحد المظاهر الرئيسية للحياة.كان تقلص العضلات نتيجة تفاعل جزيئين - بروتين الأكتوميوسين وحمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك ، والذي سيتم مناقشته لاحقًا.

بالتتابع ، سقطت حجاب الغموض واحدًا تلو الآخر من عمليات الحياة الأولية ، وانكشف جوهر الظاهرة ؛ وفي كل مرة كانت الحقيقة أقرب إلينا من خلال نهج جديد للمشكلة - تم اعتبار الأحداث البيولوجية نتيجة للتفاعلات الكيميائية.

أصبح هذا النهج تقليدًا تدريجيًا.

ومع ذلك ، لا يزال الكثير غير واضح. وقبل كل شيء آلية انتقال الوراثة. ستولد شجرة تفاح فقط من شجرة تفاح ؛ بدلا من خلايا الكبد ، لا تتشكل خلايا المخ أبدا. كل جيل جديد من الخلايا يشبه أسلافه ، فهو يرث سماتها وخصائصها. وبما أن الحياة هي شكل من أشكال وجود أجسام بروتينية ، فإن تنوعها يرتبط في المقام الأول بتنوع البروتينات.

وبالتالي ، فإن مشكلة الوراثة ، على المستوى الجزيئي ، تكمن في تخليق بروتينات معينة مسؤولة عن خصائص معينة للكائن الحي.

وعلى الرغم من أن هذا الجانب من الحياة الخلوية ظهر لأول مرة قبل علم الأحياء كمشكلة مستقلة منذ أكثر من 100 عام ، وأن العلماء اتخذوا أولى الخطوات الخجولة على طول طريق الفرضيات في الخمسينيات من القرن التاسع عشر ، صرخوا "يوريكا!" كانوا قادرين فقط في النصف الثاني من العشرين. علم الأحياء الحديث هو مفترق طرق حيث تتعارض اهتمامات وأساليب علماء الأحياء والفيزيائيين والكيميائيين والرياضيين أنفسهم. فقط جهودهم المشتركة يمكن أن تحقق النتائج المرجوة. هناك حاجة الناس لهذا. هذا يتطلب أفكار. هذا يتطلب تقنية. أخيرًا ، يستغرق الأمر وقتًا.

لقد تركه التاريخ يرحل - وربما كان ذلك كرمًا أكثر مما ينبغي. لقد انتظرنا النتيجة لفترة طويلة. لكننا انتظرناها.

هناك سر واحد أقل في العالم. سر واحد أقل في القفص. دخل العلماء قلعة تسمى تخليق البروتين. كان لابد من اقتحام القلعة. أولاً ، تم إرسال "حصان طروادة" إليها - فرضية في التعليمات البرمجية. مع مرور الوقت ، أكدت ذلك العديد من التجارب ، أن الفرضية أحدثت أكثر من خرق للقلعة. اندفعت الأفكار الجديدة إليها على الفور. عززوا ما تم تحقيقه ، وطوروا الهجوم ، وفتحوا حدودًا جديدة.

وأخيرًا ، جاء اليوم ، أو بالأحرى العام ، الذي تحقق فيه المتوقع. إن الميل في علم الأحياء الجزيئي إلى النظر إلى الظواهر البيولوجية كنتيجة لها ، وتفاعل الجزيئات كسبب لها ، قد أثمر مرة أخرى. وهذه المرة هم كرماء بشكل خاص.

Azernikov V.Z. - الكود الذي تم حله

منشورات مماثلة

كيف "نبني" جزيء؟

الجذور الحرة هي سبب السمنة

أطياف أسترو في المختبر