МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ, изучает основные свойства и проявления жизни на молекулярном уровне. Важнейшими направлениями в молекулярной биологии являются исследования структурно-функциональной организации генетического аппарата клеток и механизма реализации наследственной информации (молекулярная генетика), исследование молекулярных механизмов взаимодействия вирусов с клетками (молекулярная вирусология), изучение закономерностей иммунных реакций организма (молекулярная иммунология), исследование появления разнокачественности клеток в ходе индивидуального развития организмов и специализации клеток (молекулярная биология развития) и т. д. Молекулярная биология выделилась из биохимии и сформировалась как самостоятельная наука в 50-х годах 20 века. Рождение молекулярной биологии часто относят к 1953 году, когда была опубликована работа Дж. Уотсона и Ф. Крика о пространственной структуре молекулы ДНК (т. н. двойной спирали), причём биологическая функция этой молекулы была увязана с её химическим строением (ещё в 1944 году О. Эйвери с сотрудниками установил, что ДНК является носителем наследственной информации). В становлении молекулярной биологии сыграли большую роль идеи и методы классической генетики, микробиологии, вирусологии, использование достижений точных наук — физики, химии, математики, кристаллографии, особенно рентгеноструктурный анализ. Основными объектами исследования в молекулярной биологии являются вирусы, в том числе бактериофаги, клетки и субклеточные структуры (ядра, митохондрии, рибосомы, хромосомы, клеточные мембраны), а также макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты).

Наиболее крупные достижения молекулярной биологии — расшифровка структуры некоторых белков и установление связи между их структурой и функцией (М. Перуц, Дж. Кендрю, Ф. Сенгер, К. Анфинсен и др.), определение структуры и механизма биологической функции нуклеиновых кислот и рибосом (Дж. Уотсон, Ф. Крик, Р. Холли и др.), расшифровка генетического кода (М. Ниренберг, С. Очоа), открытие обратной транскрипции (X. Темин, Д. Балтимор), механизма основных этапов биосинтеза белковой молекулы (Ф. Крик, Ф. Жакоб, Ж. Моно) и нуклеиновых кислот (А. Корнберг, С. Очоа), установление структуры вирусов и механизмов их репликации, разработка методов генетической инженерии (П. Берг, В. Арбер, Г. О. Смит, Д. Натане), синтез гена (X. Корана) и др.

Советским учёным принадлежит формулирование принципа матричного синтеза биополимеров (Н. К. Кольцов), формирование основ современной биоэнергетики и механохимии (В. А. Энгельгардт), доказательство существования ДНК у высших растений (Н. А. Белозерский), создание вирусогенетической теории возникновения рака (Л. А. Зильбер), установление последовательности нуклеотидов в транспортной РНК (А. А. Баев), открытие и изучение информосом (А. С. Спирин) и др.

Молекулярная биология имеет важное практическое значение в развитии сельского хозяйства (направленное и контролируемое изменение наследственного аппарата животных и растений для получения высокопродуктивных пород и сортов), микробиологической промышленности (бактериальный синтез биологически активных полипептидов и белков, аминокислот и др.) и как теоретическая основа различных разделов медицины (вирусология, иммунология и др.). Перед молекулярной биологией стоят задачи решения проблем молекулярных основ злокачественного роста, предупреждения наследственных заболеваний, выяснения молекулярных основ катализа, действия гормонов, токсических и лекарственных веществ, познания механизмов памяти, природы нервных процессов. Большое значение приобретает развитие генной инженерии, позволяющей целенаправленно оперировать генетическим аппаратом животных организмов. Молекулярная биология вместе с биохимией, биофизикой, биоорганической химией часто объединяют в одно общее направление — физико-химическую биологию.