"Pepeljuga" postaje princeza, ili mjesto biologije u hijerarhiji znanosti

“Pepeljuga” postaje princeza, ili mjesto biologije u hijerarhiji znanosti

Alexander Alexandrovich Yarilin,
Medicinski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, voditeljica Odjela za stanične imunologije Državnog znanstvenog centra Ruske Federacije – Zavod za imunologiju Savezne medicinske i biološke agencije Ruske Federacije
"Ekologija i život" № 12, 2008

U posljednjih nekoliko desetljeća, biologija, koja je prethodno smatrana gotovo autsajderom prirodnih znanosti, postala je lider, privlačeći sve više pažnje javnosti, materijalnih i ljudskih resursa. Najimpresivniji je brzina ove transformacije. Postavlja se pitanje, naravno, o njegovim uzrocima. Članak navodi neke misli o tome.

Biološke značajke

Biologija – znanost o životu i živim predmetima – tradicionalno pripada kompleksu prirodnih znanosti i obično se smatra najvažnijim od njih – fizikom i kemijom. No, čak i uz najupadljiviju usporedbu ove trijade, neke značajke biologije privlače pozornost na sebe, razlikujući ih od brojnih prirodoznanstvenih disciplina.

Home – nevjerojatna složenost predmeta studija – živa priroda – u usporedbi s prirodom inertnih, proučavanih drugim prirodnim znanostima.Štoviše, razumijevanje prirode života sugerira kao prešutni, ali očigledan uvjet preliminarno razumijevanje prirode nežive materije. Naravno, ovu izjavu ne treba shvatiti u smislu da zakoni nežive materije moraju prvo biti potpuno otkriveni, a onda se možete obratiti proučavanju života. Umjesto toga, odgovarajuća je analogija s lijekom. Doista, intervencija u živom organizmu radi liječenja bolesti uključuje razumijevanje zakona koji su temelj vitalne aktivnosti, kao i poznavanje prirode bolesti. Ali, ako se to načelo provede doslovno, medicina kao vrsta aktivnosti ne bi se do sada pojavila. Zapravo, baš kao što medicina prati poštujuću distancu za razvoj biologije, biologija se razvija s određenim intervalom nakon fizike i kemije. Ova "sekundarna priroda" biologije u odnosu na fiziku i kemiju očituje se ne samo u sferi znanja i razumijevanja zakona žive prirode, temeljena na općenitijim zakonima materije (ali ne i automatski ih slijedi). Metodološka osnova biologije, alati ove znanosti dolaze iz tehnologije, koja je potomstvo fizike i kemije.Dovoljno je podsjetiti da je biologija dala stvaranje mikroskopa, razvoj metoda analitičke kemije itd.

Druga značajna značajka biologije jest da njezini subjekti (biolozi), budući da žive bića, istovremeno postaju njezini objekti. To bi biologija dodatna atrakcija u usporedbi s drugim prirodnim znanostima i služi kao jamstvo javnog interesa u njemu u svakom trenutku.

Osim toga, biologija je temelj medicine koji je primijenjena grana biologije i važan poticaj za financiranje, značajno utječe na strukturu biološkog istraživanja, prvenstveno za razvoj prvenstveno onih područja koja su najviše povezana s medicinom.

Dakle, može se tvrditi da je zbog nevjerojatne složenosti predmeta studija, biologija u njenom napretku slijedi fiziku i kemiju, temeljenu na metodama i sadržaju tih znanosti. Istodobno, za životni objekt – čovjek-biologija ima posebnu atraktivnost ne samo kao izvor znanja o sebi nego i kao osnovi medicine i drugih primijenjenih grana biologije, dnevno zauzimajući sve važniju ulogu u našem svakodnevnom životu.

Biološki dualizam

Dvojnost tradicionalne biologije najočitije se manifestira u suživotu "korpuskularno-genetskog" i "fiziološkog i metaboličkog" njezinih smjera.

Smatra se da razvoj bilo koje prirodne znanosti započinje promatranjem i akumulacijom činjenica, nakon čega slijedi teorijsko razumijevanje i eksperimentalna analiza tih činjenica i međusobni odnosi među njima. Na primjer, fizika je rano razdvojila proučavanje određenih predmeta (Svemir, Zemlja, itd.) Od proučavanja općih zakona postojanja materije, što je dovelo do samostalnih, iako više privatnih znanosti – astronomije, kozmologije, geologije itd. U biologiji sve Bilo je drukčije. Do sada je, uz opću biologiju, u svojoj dubini postojala botanika, zoologija, mikrobiologija, kompleks humanih znanosti (uključujući primijenjene discipline, uključujući medicinu). Štoviše, opća biologija koja se tek prije pola stoljeća ustanovila kao nezavisno, jednako polje biologije. U tom je smislu vrijedno sjetiti se da uopće nisu postojali školski udžbenici o biologiji, umjesto njih bili su udžbenici na svojim privatnim odjelima – botanički, zoologijski, anatomski i ljudski fiziologija te zloglasne "Osnove darvinizma" kao zajedničke biološke poduke.Sve se to može, s jedne strane, promatrati kao manifestacija posebne složenosti i raznolikosti objekata proučavanja biologije, as druge strane, kao znaka nezrelosti ove znanosti.

Povijest obilaska

Pokušajmo ukratko pregledati povijest biologije kako bismo otkrili najopćenitije tendencije u njemu (što je potrebno za daljnju raspravu).

Očigledno, prva sustavna privlačnost znanstvenom istraživanju živih bića bila je ljudska anatomija, koja je očito primijenjena medicinska orijentacija. Uspjeh postignut u antici, srednjem vijeku i renesansi gotovo je iscrpio ovo područje istraživanja. U renesansi u spisima prvih fiziologa (koji su proučavali cirkulacijski sustav), ljudsko bi tijelo "radilo". Kako bi bolje razumjeli kako funkcionira ljudsko tijelo, bilo je potrebno dublje kemijsko znanje, au 19. stoljeću biokemija i teorija metabolizma rađali su se na temelju njih. Odstupanje samo u mikroskopskoj stanici počelo se smatrati osnovom živog organizma. Naglasak iz makroskopskog promatranja organa pomaknut je na mikroskopsku analizu strukture tkiva.Krajem 19. stoljeća nastaju ideje o regulaciji fizioloških funkcija, homeostaza i nastaje doktrina središnjeg živčanog sustava, koja je postala krunom fiziologije.

Budući da je, kao što je već rečeno, bio usmjeren tim smjerom u biologiji i oslonio se prvenstveno na medicinu, a mogućnosti fiziološkog istraživanja na ljude bile su vrlo ograničene, kako bi se proučavali procesi koji se javljaju u ljudskom tijelu, morale su se uključiti eksperimentalne životinje. Kao rezultat toga, stečena znanja stekla su ne samo usku medicinsku, već i opću biologiju (proširenu na predstavnike različitih vrsta) tumačenja. Na temelju sličnih zadataka i sličnih znanstvenih instalacija, fiziologija i biokemija biljaka razvijena je na sličan način. Ova grana biologije može se odrediti kao fiziološka i metabolička.

Od samog početka, drugi smjer biologije usmjeren je na proučavanje općih bioloških zakona. Polazna točka ovdje je bio isti deskriptivni pristup. Prve temeljne generalizacije na tom putu povezane su s komparativnom anatomijom. Na temelju toga, stvorena je ideja o jedinstvu žive prirode i srodstva između organizama, koji su činili osnovu biološke taksonomije u 17. stoljeću.

Sljedeći korak bio je stvoriti evolucijsku teoriju koja je uvelike olakšana praktičnim aktivnostima umjetnog uzgoja životinja i biljaka u poljoprivrednoj praksi. Gotovo istodobno s razvojem Charlesa Darwina iz teorije prirodne selekcije kao osnove evolucijskog procesa, G. Mendel je utvrdio korpuskularnu prirodu nasljeđivanja. Zahvaljujući pripremljenoj citološkoj (celularnoj) osnovi, slijedilo je brz razvoj genetike (kromosomska teorija nasljeđa, proučavanje mutacija kao izvora biološke raznolikosti, opskrba materijala za selekciju itd.). Genetika prve polovice 20. stoljeća nazivana je formalno, bez razloga: za razumijevanje suštine genetičkih i evolucijskih procesa, biokemijska priroda jedinica nasljednosti i objekti selekcije nisu bili značajni u toj fazi. Označavamo tu granu biologije kao korpusku-genetiku.

Dvije biologije?

Lako je vidjeti da su pristupi koji se nalaze na temeljima dviju grana znatno razlikovali. Isprva, to je bilo zbog razlika u početnim interesima, zadaćama i konceptima, no zatim se proširila na metodološke pristupe, tako da je u konačnici oblikovala dva stila znanstvenog razmišljanja.Razlike u stajalištima pristaša ovih "dvije biologije" bile su toliko ozbiljne da su drugačije odgovorile na kardinalno pitanje – što je temelj života.

Pozicija sljedbenika korpuskularno-genetskog trenda bila je ukratko (iako nije previše jasna neiniciiranoj) koju je formulirao N.V. Timofeev-Resovskiy: "Temelj života je kontingentna redukcija." Redovnim redoslijedom, shvaćao je udvostručenje bioloških objekata (konačno, kromosomi, geni, DNA) s mogućim odstupanjima od početnog stanja.

Sljedbenici fiziološkog i metaboličkog trenda smatraju osnovu života metabolizam, prestanak koji je nepovratan i znači smrt.

Ne može se samo složiti da su oba razumijevanja prirode života pravedna, ali su smještena, kako bilo, na različitim razinama. Korpusno-genetsko razumijevanje prvenstveno se bavi nasljeđivanjem – procesom samo-reprodukcije i uzrocima raznolikosti živih objekata, dok se fiziološko i metaboličko razumijevanje temelji na registraciji fenotipskih manifestacija nasljednih osobina.

Ova biološka biologija nastavila se do sredine 20. stoljeća, kada su se dogodili događaji koji su rezultirali sintezom razmatranih područja.Upravo ta sinteza poslužila je kao osnova za dosad neviđeni napredak biologije, što ga je dovelo do vodećih položaja u prirodnim znanostima.

Sinteza "dvije biologije" i rođenja molekularne biologije

Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu 1962. dodijeljena je J. Watsonu, F. Creeku i M. Wilkinsu za dešifriranje strukture DNK (objavljenog 1953. godine). Zapravo, nagradu su dobili dva različita djela. M. Wilkins i R. Franklin podvrgnuti su rendgenskoj strukturnoj analizi DNA kristala (primjer primjer sinteze znanosti: metode i principi fizike koji se koriste za proučavanje kemijskih struktura – makromolekule koje su ključne za biologiju). J. Watson i F. Crick napravili su teorijsku generalizaciju u pogledu strukture DNK, koja je omogućila objašnjenje osnovnih svojstava ove molekule kao nositelja nasljeđa. Ranije, biokemičar E. Chargaff (koji je kasnije postao žarki protivnik "nove biologije" sa stilistikom i ideologijom) utvrdio je da je sadržaj dušične baze u DNA adeninu (A) jednak sadržaju timinske (T), a sadržaj guanina (G) je citozin C); Na taj način, te baze tvore parove A-T i C-G (Chargaffova vladavina), što je bila ključna činjenica za izgradnju DNA modela Watsona i Crick.Bit ovog modela bila je da je DNK dvostruka spirala, a niti koje ga formiraju međusobno komplementarni (drugim riječima, komplementarni jedni s drugima) zbog vodikovih veza između određenih nukleotida – upravo onih koje, prema Chargaffovom pravilu, međusobno odgovaraju. Model je jasno ukazao na ulogu DNK-a kao nositelja nasljeđivanja koja je kodirana slijedom nukleotida (ideja koda ubrzo je formulirala G. Gamow).

Ova generalizacija (koja je ubrzo postala općenito prepoznata) pratila je intenzivna istraživanja koja su razvila te koncepte i "ugradili" ih u kontekst tradicionalnih biokemijskih koncepata. Važni prekretnici bili su: proučavanje usmjerenog prijenosa bioloških informacija od DNA do RNA (i od nje do proteina); dekodiranje koda pri prijenosu podataka od nukleinskih kiselina do proteina; otkriće enzima koji kataliziraju sintezu DNA, RNA i proteina, kao i subcelularne strukture u kojima se odvijaju ti procesi. Cijeli niz događaja od replikacije DNA do sinteze proteina mogao je reproducirati izvan stanice.

Danas je jasnoda je to otkriće dvostruke spiralne strukture DNK koja je uzrokovala vrlo brzo rastuću lavinu najvažnijih rezultata općeg znanstvenog značaja, što je neizbježno dovelo do ništa drugo nego sintezu prethodno odijeljenih i nespojivih grana biologije. Geni su stekli "biokemijsko meso", njihov rad sada može biti zastupljen u obliku biokemijskih procesa. U principu, biokemijska osnova genetičkih procesa postala je jasna, a fiziološke su obrasce potkrijepljene na molekularnoj razini. Molekularni preispitivanje, koji je u početku utjecao na teoriju nasljeđivanja, brzo se proširio na analizu temelja stanične fiziologije, a potom i organizma. Sada svako istraživanje koje traži heurističko i konceptualno značenje trebalo bi uključivati ​​molekularno, po mogućnosti molekularno genetsko, pojačanje.

Stoga je rođena nova znanost, molekularna biologija, a pod njegovom je pokroviteljstvom došlo do sinteze korpuskularno-genetičkih i fizioloških-metaboličkih smjerova biologije.

Plodovi biološke revolucije

Pored revolucije u razumijevanju žive prirode, ti su rezultati doveli do stvaranja nove metodologije koja je uvelike obogatila mogućnosti eksperimentalne biologije.Jedan od učinkovitih metodoloških pristupa bio je kloniranje bioloških objekata na razini gena i stanica (prerano je govoriti o kloniranju organizama za znanstvenu analizu). U usporedbi s prethodno postojećim metodama odvajanja molekula i stanica, kloniranje je davalo ogromne prednosti u vezi s smanjenjem napornosti, vremenom i materijalnim troškovima, kao i primjetnim povećanjem učinkovitosti. Postupci sekvenciranja su značajno poboljšani – određivanje sekvence monomera u sastavu makromolekula, što se pokazalo osobito uspješnim za proučavanje nukleinskih kiselina. Na temelju novog znanja iz područja molekularne i stanične biologije razvijene su metode biosinteze matričnih proteina koje su neusporedive u brzini i učinkovitosti uz tradicionalnu kemijsku sintezu. Konačno, bilo je moguće razviti metode za manipulaciju genima – naučeno ih je rezati i ugraditi u stanice, selektivno kontrolirati njihovu aktivnost itd. Svi ti pristupi, iznenađujuće brzo razvijeni u okviru molekularne biologije, služili su kao osnova za genetsko inženjerstvo Godine 20. stoljeća, samo četvrt stoljeća nakon dešifriranja strukture DNA – otkrića dvostruke spirale.Tehnike genetskog i šireg molekularnog inženjerstva postale su intenzivno korištene u znanstvenim istraživanjima, što je znatno povećalo svoju dokaznu snagu. Oni su čak uvedeni u rutinsku laboratorijsku praksu (na primjer, lančana reakcija polimeraze) 1 Od 1980-ih je široko korišten u medicinskoj dijagnostici za određivanje kompatibilnosti tkiva itd.). Ovi su metodološki pristupi pretežno revolucionirali biotehnologiju.

Točna znanost

Za razliku od fizike i kemije, koje su bile izvorno egzaktne znanosti, biologija samo nekoliko njegovih odjeljaka (na primjer, genetika) tvrdila je točnost. To je bilo zbog činjenice da su, obično (osobito u fiziološkom i metaboličkom smjeru), istraživači bili zadovoljni mješavinom molekula i stanica, koje su analizirali pomoću metoda koje omogućuju različita tumačenja rezultata. Korištenje molekularnih metoda analize učinilo je biologiji egzaktnu znanost jer je dopušteno da se koristi za proučavanje čistih bioloških tvari (molekule, stanice) i primjenjuju metode koje daju nedvosmislene rezultate. U tom smislu, dokazna snaga biološkog istraživanja provedena primjenom nove metodologije značajno se povećala.Rezultat tih promjena bio je oštar ubrzanje napretka biologije: količina znanja stečena u posljednjim desetljećima usporediva je s količinom akumuliranom u području biologije tijekom nekoliko stoljeća svog postojanja.

Svjetski ciljevi – globalni projekti

Potrebno je ne spomenuti takve značajke razvoja suvremene biologije kao usmjerenost ka postizanju univerzalnih i temeljnih rezultata u okviru globalnih projekata. Primjer je projekt "Ljudski genom", koji ima za cilj potpunu dekodiranje ljudskog genoma. Na prvi pogled takvo se znanje čini suvišnima, slično formalnom katalogiziranju. Međutim, po bližoj inspekciji nije teško potvrditi da to nije slučaj. Na primjer, proučavanje funkcioniranja stanica, istraživači sada, u pravilu, određuju izraz svih gena uključenih u njihov rad. Bez njihove specifikacije, dekodiranje dobivenih rezultata bilo bi nemoguće i stoga bi bilo nemoguće procijeniti funkcije ćelije. Do danas, ne samo da je ljudski genom u potpunosti dekodiran, nego i miš, voćne muhe, crv Cenorabditis elegans, koji su omiljeni modeli genetičkih i molekularnih bioloških studija. Sada u okviru proteomike 2 provodi se slična katalogizacija ljudskih i životinjskih bjelančevina, koja je već povezana s realizacijom fizioloških funkcija tijela i može postati najpotpuniji izraz sinteze korpuskularno-genetičkih i fizioloških-metaboličkih smjerova biologije.

Promjena ideja o biologiji i njezinoj ulozi

Široki prodor molekularne biologije u sve biološke discipline doveo je do pojma da tradicionalne biološke znanosti (citologija, biokemija, fiziologija), pa čak i njihove pojedinačne sekcije (u medicini, na primjer, onkologija, hematologija, imunologija) gube svoju individualnost i pretvaraju se u dijelove jednog molekularnog biologija. Ovo gledište odražava maksimalizam adepta molekularnog pristupa u biologiji. Međutim, slične epizode bile su zabilježene ne samo u povijesti biologije i obično su završile obnavljanjem suvereniteta znanstvenih disciplina koje imaju svoje specifične zadatke, predmete i metode istraživanja. Na primjeru bilo kojem stupnju prodiranja molekularnih pristupa u staničnu biologiju, ćelija će uvijek ostati neovisni biološki objekt, a ne reducirati na zbroj molekula koje ga formiraju i stvarajući posebne zadatke i metodološke pristupe. Do još većeg stupnja, granice korištenja molekularnih pristupa vidljive su u prijelazu s molekulsko-genetičke i ontogenetskih razina organizacije života na stanovništvo i biosferu. Ipak, očito je da je ideološko i metodološko jedinstvo biologije znatno ojačano zahvaljujući uvođenju načela i metoda molekularnih pristupa.

Kao što je već rečeno, prijelaz biologije na molekularnu razinu stvorio je novu biotehnologiju. Njegova je suština industrijska upotreba suvremenih bioloških metoda (posebno genetskog inženjeringa) za proizvodnju mnogih praktički značajnih bioloških proizvoda: novih lijekova i dijagnostičkih proizvoda, prehrambenih proizvoda, reagensa za znanstveno istraživanje itd. Najtipičniji proizvod takve proizvodnje je rekombinantan ( umjetno stvorene i posjeduju nova svojstva) proteina, čija sinteza upravlja novim genima uvedenim u stanice.Profitabilnost biotehnološke proizvodnje dugo je premašila tradicionalnu industriju – jedino se računalna tehnologija može natjecati s njom. U tom pogledu, utjecaj biologije na naš život značajno je porastao, što je zauzvrat pridonijelo rastu pažnje javnosti na njega.

Nove značajke – novi izazovi

Povećanje tehničkih mogućnosti i dramatično širenje utjecaja biologije na živote ljudi već su doveli do novih problema. Svatko zna raspravu o prihvatljivosti genetski modificirane hrane. Visoka profitabilnost biotehnološke industrije stvara tendenciju nesvjesnog i implicitnog nametanja svojih proizvoda (uključujući lijekove i hranu) s posljedicama koje je teško predvidjeti. Iznimno brz i naizgled nekontroliran napredak znanosti sama je za neko vrijeme nadahnuo strah da će biologija prodrijeti u zabranjena područja ljudskog postojanja i utjecati na one aspekte kao što su, na primjer, ljudska individualnost, zakoni i granice ljudskog postojanja itd. uspjeh psihologije stvara nove strahove.Moratorija s vremena na vrijeme za istraživanje na određenim područjima biologije uvijek su privremeni i ne mogu zaustaviti razvoj biologije u svim njegovim oblicima i manifestacijama dostupnim ljudskim sposobnostima. Ipak, sam pojava problema i strahova ove vrste siguran je svjedok uspjeha biologije (oni su se bojali zračenja i kemijskog onečišćenja, a sada su proizvodi biotehnologije).

Praktične primjene

Opći argumenti o ovoj temi jasno ilustriraju konkretne primjere.

U 1970-ima je otkriven fenomen koji se zove apoptoza. 3čije se značenje može figurativno prenijeti kao samoubojstvo stanica u interesu višestaničnog organizma.

U smislu fundamentalnosti i značaja, ova se pojava može usporediti s podjelom i diferencijacijom stanica. Njegovo otkriće provedeno je tradicionalnim metodama koje su prve dvadeset godina korištene za njegovu studiju, što se pokazalo vrlo neučinkovitim. No, kasnije (kada biolozi shvatili značaj otkrića) primijenili su molekularne genetske pristupe na analizu, odabirajući kao predmet gore spomenutog crva C. elegans – zbog visoke stabilnosti broja stanica u ovom organizmu i pogodnosti rada s njim. Nakon toga je brzo uspostavljen popis gena povezanih s apoptozom, otkriveni su njihovi homologi (geni s istom strukturom) kod sisavaca, uspostavljena je njihova uloga u tom procesu, tako da su mehanizmi apoptoze bili široko definirani.

Već nekoliko godina rada, primjenom načela i metoda molekularne biologije, riješen je problem koji već desetljećima nije mogao biti proučavan tradicionalnim metodama.

Iako problemi liječničke dijagnostike (a posebno prevencije i liječenja raka) se tiču ​​svih, oni još uvijek nisu temeljito riješeni, pa se čini da je onkologija najprikladnija oplodnja za razvoj novih pristupa praktične važnosti. Jedan od njih odnosi se na pretragu i proizvodnju tumorskih antigena, tj. Tvari koje su karakteristične za tumorske stanice, ali stranu zdravom organizmu (najmanje odraslu osobu) i uzrokuju stvaranje odgovarajućih protutijela. Tumorske antigene mogu biti osnova antitumorskih cjepiva.

Prvi tumorski antigen otkrio je G. I. Abelev početkom 1960-ih.Tada su u njih sudjelovali mnogi istraživači, ali njihova identifikacija i izolacija i dalje su bili teški problemi. Molekularna biologija dopustila je razvoj relativno jednostavnog i djelotvornog pristupa stvaranju onkogovačina. Čak i ako nije bilo moguće stvoriti dovoljno učinkovita cjepiva, vjerojatno je nepotpuno poznavanje mehanizama antitumorskog imuniteta, a ne posljedica nesavršenosti tehnologije.

Jedan od najočiglednijih primjera uporabe suvremene stanične i molekularne biologije kao osnove biotehnološke proizvodnje može biti industrija monoklonskog antitijela. 4 bez kojih danas suvremena znanost i medicina nezamislivi.

Takva protutijela su vrlo osjetljivi alat za analizu bioloških makromolekula. Upotrebljavaju se u imunokemijskoj analizi za identifikaciju i izolaciju tvari, mjerenje njihove koncentracije, te u medicini – za dijagnozu. Tradicionalno, oni su dobiveni imunizacijom životinja, tj. Injektiranjem s supstancom protiv koje su željeli dobiti protutijela. Međutim, to je proizvelo mješavinu protutijela koja su proizvela različiti klonovi stanica odgovornih za imuni odgovor.Stoga nije bilo moguće dobiti standardne pripravke za proizvodnju protutijela sa potrebnom specifičnosti (selektivnosti).

To je moguće učiniti uz pomoć hibridoma – novu tehnologiju koja se temelji na fuziji stanica imuniziranih životinja (obično miševa) s tumorskim stanicama. Hibridne stanice su gotovo besmrtne i imaju visoku sposobnost reprodukcije.

Koristeći metode kloniranja stanica, kao i niz drugih tehnika koje olakšavaju odabir hibrida, znanstvenici izoliraju klon točno onih stanica koje proizvode potrebna antitijela. Rezultirajuće stanice (ovo je hibridom) ujedinjuju sposobnost proizvodnje specifičnih protutijela s besmrtnošću. Takve se stanice mogu razmnožavati u bilo kojoj količini i održavati za proizvoljno dugo vrijeme. Antitijela koja tvore su homogena, a za ostale osobine zadovoljavaju zahtjeve za najčišćim kemijskim reagensima.

Hibridomi su prouzročili revoluciju ne samo u imunologiji, već iu medicini i biologiji općenito. Uz pomoć monoklonskih antitijela, molekule i stanice već su uspješno identificirane, dijagnosticirane bolesti, koriste se za liječenje malignih tumora i drugih patologija.Međutim, mišja protutijela su strana ljudskom tijelu, što zauzvrat proizvodi protutijela na ta protutijela, neutralizirajući ih. Ali ovaj je problem riješen zahvaljujući genetskom inženjerstvu: svi dijelovi molekule antitijela, osim malog područja koji određuju njegovu specifičnost, zamjenjuju se ljudskim analogima. Kao rezultat toga, protutijela, uz održavanje specifičnosti, prestaju biti stranim ljudima.

Broj varijanti proizvedenih monoklonskih antitijela već je stotinama tisuća, a njihova proizvodnja ostaje jedan od rekorda u pogledu prinosa.

***

Čini se da se sada možemo vratiti u potragu za odgovorom na pitanje postavljeno na početku članka: zašto biologija, koja se već stoljećima nalazila u prijelazu prirodnih znanosti, zauzima jednaku poziciju pored fizike i kemije, a čak ih nadmašuje u razvojnim stopama i opsegu financiranja. Predloženi odgovor je da se sredinom 20. stoljeća spajaju dva različita pristupa istraživanju života – korpuskularno-genetički i fiziološko-metabolički smjer biologije. Ova sinteza, koja je rezultirala rođenjem nove znanosti – molekularne biologije,omogućilo je snažan porast sposobnosti biologije u svim aspektima, što je dovelo do brzog akumuliranja točnih spoznaja i stvorilo osnovu za razvoj novih tehnologija, čiji se utjecaj proteže daleko iznad znanosti i prodire dublje u dubinu i dublje u naš život, izazivajući snažan javni interes.


1 Lančana reakcija polimeraze (PCR) je metoda molekularne biologije koja omogućuje značajno povećanje niskih koncentracija pojedinačnih DNA fragmenata u biološkom materijalu (uzorak). Osim jednostavne reprodukcije DNA kopija (amplifikacija), PCR omogućuje mnoge druge manipulacije genetskim materijalom (uvođenje mutacija, spajanje DNA fragmenata itd.) I široko se koristi u biologiji i medicini (na primjer, za dijagnosticiranje nasljednih ili zaraznih bolesti, uspostavljanje srodstva , izolacija i kloniranje gena, itd.).

2 Proteomika je znanost o proteinima i njihovoj interakciji (osobito u ljudskom tijelu). Među procesima koji ga proučavaju su sinteza proteina, njihova modifikacija, razgradnja i zamjena unutar tijela. Prije toga, proučavanje proteina bio je sadržaj jednog od biokemijskih dijelova.

3 Apoptoza – programirana stanična smrt,praćena skupom karakterističnih svojstava koja su različita u jednostaničnim i višestaničnim organizmima: na primjer, stlačivanje stanica, kondenzacija i fragmentacija kromatina, punjenje kromosoma, zbijanje staničnih membrana (stoga, tijekom apoptoze, sadržaj stanica ne ulazi u okoliš).

4 Monoklonska protutijela proizvode imunosne stanice koje pripadaju istom staničnom klonu (tj., Dobivaju se iz jedne stanice prekursora). Mogu se proizvesti na gotovo bilo kojoj supstanciji s kojom se antitijelo specifično veže, što im omogućuje da se široko koriste u biokemiji, molekularnoj biologiji i medicini za otkrivanje određene tvari ili njegovog pročišćavanja.


Like this post? Please share to your friends:

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