"Cinderella" menjadi puteri, atau tempat biologi dalam hierarki sains

“Cinderella” menjadi puteri, atau tempat biologi dalam hierarki sains

Alexander Alexandrovich Yarilin,
Doktor Sains Perubatan, Ketua Jabatan Imunologi Sel Pusat Saintifik Negeri Persekutuan Rusia – Institut Imunologi Persekutuan Perubatan dan Biologi Persekutuan Persekutuan Rusia
"Ekologi dan hayat" №12, 2008

Dalam dekad kebelakangan ini, biologi, yang sebelum ini dianggap sebagai orang luar di kalangan sains semula jadi, telah menjadi pemimpin, menarik lebih banyak perhatian orang ramai, serta bahan dan sumber manusia. Yang paling mengesankan adalah kelajuan transformasi ini. Persoalannya secara semulajadi timbul mengenai sebab-sebabnya. Artikel ini memberikan beberapa pemikiran mengenai perkara ini.

Ciri biologi

Biologi – sains benda hidup dan benda hidup – secara tradisi dimiliki oleh kompleks sains semulajadi dan biasanya dianggap antara yang paling penting dari mereka – fizik dan kimia. Tetapi walaupun dengan perbandingan yang paling dangkal triad ini, beberapa ciri biologi menarik perhatian kepada diri mereka sendiri, membezakannya daripada beberapa disiplin sains semula jadi.

Rumah – kompleksitas luar biasa objek kajian – alam hidup – berbanding dengan sifat inert, dikaji oleh sains semula jadi lain.Lebih-lebih lagi, pemahaman tentang sifat kehidupan menunjukkan sebagai suatu keadaan tersirat, tetapi jelas merupakan pemahaman awal tentang sifat benda yang tidak bernyawa. Sudah tentu, pernyataan ini tidak boleh difahami dalam arti bahawa undang-undang perkara yang tidak bernyawa mesti terlebih dahulu diungkapkan, dan kemudian anda boleh beralih ke kajian kehidupan. Sebaliknya, analogi dengan ubat adalah sesuai. Malah, campur tangan dalam organisma hidup untuk mengubati penyakit melibatkan pemahaman undang-undang yang mendasari aktiviti penting, serta pengetahuan mengenai jenis penyakit itu. Tetapi jika prinsip ini dilaksanakan secara harfiah, ubat sebagai sejenis aktiviti tidak akan muncul sehingga kini. Sebenarnya, sama seperti ubat-ubatan berikut pada jarak yang menghormati di belakang perkembangan biologi, biologi berkembang dengan selang tertentu selepas fizik dan kimia. "Sifat sekunder" biologi yang berkaitan dengan fizik dan kimia ini diwujudkan bukan sahaja dalam bidang pengetahuan dan pemahaman undang-undang alam semulajadi, berdasarkan undang-undang yang lebih umum perkara (tetapi tidak secara automatik mengikutnya). Dasar metodologi biologi, alat sains ini berasal dari teknologi, yang merupakan keturunan fizik dan kimia.Cukuplah untuk ingat bahawa biologi memberikan penciptaan mikroskop, perkembangan kaedah analisis kimia, dan sebagainya.

Satu lagi ciri penting biologi ialah subjek (ahli biologi), sebagai makhluk hidup, berubah menjadi objek yang sama pada objeknya. Ini memberi biologi satu tarikan tambahan berbanding sains semula jadi lain dan berfungsi sebagai jaminan kepentingan umum di dalamnya sepanjang masa.

Di samping itu, biologi adalah asas perubatan, yang merupakan cawangan biologi yang diterapkan dan, sebagai insentif penting untuk pembiayaan, memberi kesan ketara kepada struktur penyelidikan biologi, memihak kepada pembangunan terutamanya bidang-bidang yang paling berkaitan dengan ubat-ubatan.

Oleh itu, boleh dikatakan bahawa kerana kerumitan objektif objek kajian, biologi dalam kemajuannya mengikuti fizik dan kimia, berdasarkan kaedah dan kandungan sains ini. Pada masa yang sama, untuk objek hidup – biologi manusia mempunyai daya tarikan khusus bukan sahaja sebagai sumber pengetahuan tentang dirinya sendiri, tetapi juga sebagai asas perubatan dan cawangan biologi yang diterapkan, hari demi hari menduduki peranan yang semakin penting dalam kehidupan seharian kita.

Dualisme biologi

Dualitas biologi tradisional paling jelas ditunjukkan dalam kewujudan "korpuskular-genetik" dan "fisiologi dan metabolik" arahnya.

Ia dianggap sebagai perkembangan mana-mana sains semulajadi bermula dengan pemerhatian dan pengumpulan fakta-fakta, diikuti oleh pemahaman teori dan analisis eksperimen fakta-fakta dan hubungan antara mereka. Sebagai contoh, fizik agak awal memisahkan kajian objek tertentu (Universe, Earth, dan lain-lain) dari kajian undang-undang am tentang kewujudan materi, menimbulkan independen, walaupun lebih banyak sains swasta – astronomi, kosmologi, geologi, dll. Dalam biologi, Ia berbeza. Setakat ini, bersama dengan biologi umum, terdapat botani, zoologi, mikrobiologi, kompleks sains manusia (termasuk disiplin yang diterapkan, termasuk perubatan) di kedalamannya. Selain itu, biologi umum hanya kira-kira setengah abad yang lalu membentuk dirinya sebagai bidang biologi yang sama dan sama. Dalam hal ini, perlu diingat bahawa buku teks mengenai biologi yang baru-baru ini tidak ada sama sekali – dan bukannya terdapat buku teks di bahagian persendirian – botani, zoologi, anatomi dan fisiologi manusia dan "Dasar-dasar Darwinisme" yang terkenal sebagai ajaran biologi yang biasa.Semua ini boleh dilihat, dalam satu tangan, sebagai manifestasi kerumitan dan kepelbagaian objek objektif kajian biologi, dan yang lain, sebagai tanda ketidakmampuan sains ini.

Lawatan sejarah

Marilah kita cuba mengkaji secara ringkas sejarah biologi untuk mendedahkan kecenderungan yang paling umum di dalamnya (yang perlu untuk penalaran selanjutnya).

Ternyata, daya tarikan sistematik pertama untuk kajian saintifik benda hidup adalah anatomi manusia, yang mempunyai orientasi perubatan yang jelas digunakan. Kejayaan yang dicapai pada zaman dahulu, Zaman Pertengahan dan Renaissance hampir habis bidang penyelidikan ini. Dalam Renaissance dalam tulisan ahli fisiologi pertama (yang mempelajari sistem peredaran darah), tubuh manusia "bekerja". Untuk lebih memahami bagaimana fungsi tubuh manusia, pengetahuan kimia yang lebih dalam diperlukan, dan pada abad ke-19, biokimia dan teori metabolisme dilahirkan pada asasnya. Berbeza hanya dalam sel mikroskop mula dianggap sebagai asas dari organisma hidup. Penekanan daripada pemerhatian makroskopik organ telah beralih kepada analisis mikroskopik struktur tisu.Pada akhir kurun ke-19, idea mengenai pengawalan fungsi fisiologi, homeostasis timbul, dan doktrin sistem saraf pusat terbentuk, yang menjadi mahkota fisiologi.

Oleh kerana, seperti yang telah disebutkan, arah ini dalam biologi adalah berorientasi dan bergantung terutamanya kepada ubat-ubatan, dan kemungkinan kajian fisiologi pada manusia sangat terhad, untuk mempelajari proses-proses yang berlaku di dalam tubuh manusia, haiwan eksperimen harus terlibat. Akibatnya, pengetahuan yang diperolehi diperolehi bukan sahaja perubatan yang sempit, tetapi juga biologi umum (diperluaskan kepada wakil spesies yang berbeza) tafsiran. Berdasarkan tugas yang sama dan pemasangan saintifik yang serupa, fisiologi dan biokimia tumbuhan berkembang dengan cara yang sama. Cawangan biologi ini boleh ditakrifkan sebagai fisiologi dan metabolik.

Dari awal lagi, arah lain dalam biologi difokuskan pada kajian undang-undang biologi umum. Titik permulaan di sini adalah pendekatan deskriptif yang sama. Umum generalisasi asas pada laluan ini dikaitkan dengan anatomi komparatif. Atas dasarnya, idea tentang perpaduan sifat hidup dan persaudaraan antara organisma terbentuk, yang membentuk asas taksonomi biologi yang dibentangkan pada abad ke-17.

Langkah seterusnya adalah untuk mencipta teori evolusi, yang sangat difasilitasi oleh aktiviti praktikal dalam pembiakan buatan haiwan dan tumbuhan dalam amalan pertanian. Hampir serentak dengan pembangunan oleh Charles Darwin teori pemilihan semula jadi sebagai asas proses evolusi, G. Mendel menubuhkan sifat korpuskular keturunan. Terima kasih kepada asas sitologi (selular) yang disediakan, ini diikuti dengan perkembangan pesat genetik (teori kromosom keturunan, kajian mutasi sebagai sumber kepelbagaian biologi, membekalkan bahan untuk pemilihan, dll.). Genetik separuh pertama abad ke-20 dipanggil formal bukan tanpa sebab: untuk memahami intipati proses genetik dan evolusi, sifat biokimia unit keturunan dan objek pemilihan tidak penting pada peringkat itu. Kami menunjukkan cabang biologi ini sebagai corpuscular-genetik.

Dua biologi?

Adalah mudah untuk melihat bahawa pendekatan yang mendasari kedua-dua cawangan berbeza dengan ketara. Pada mulanya, ini disebabkan oleh perbezaan minat, tugas, dan konsep awal, tetapi kemudian menyebar ke pendekatan metodologi, sehingga akhirnya membentuk dua gaya pemikiran saintifik.Perbezaan pandangan pandangan penyokong kedua-dua biologi ini sangat serius sehingga mereka menjawab soalan kardinal secara berlainan – apakah asas kehidupan?

Kedudukan penganut kecenderungan genetik korpuskular secara ringkas (walaupun tidak terlalu jelas kepada yang tidak dikenali) yang dirumuskan oleh N.V. Timofeev-Resovskiy: "Asas kehidupan adalah pencantuman kontingen." Dengan reduplikasi konvoi, beliau memahami dua kali ganda objek biologi (pada akhirnya, kromosom, gen, DNA) dengan kemungkinan penyimpangan dari keadaan awal.

Para pengikut trend fisiologi dan metabolik menganggap asas kehidupan metabolisme, pemberhentian yang tidak dapat dipulihkan dan bermakna kematian.

Seseorang tidak boleh tetapi bersetuju bahawa kedua-dua pemahaman tentang sifat kehidupan adalah adil, tetapi terletak, seperti pada tahap yang berbeza. Pemahaman genus Corpuskular terutama berkaitan dengan keturunan – proses pembiakan diri dan penyebab kepelbagaian benda hidup, sedangkan pemahaman fisiologi dan metabolik didasarkan pada pendaftaran manifestasi fenotipik sifat keturunan.

Biologi biologi ini berterusan sehingga pertengahan abad ke-20, apabila peristiwa berlaku yang mengakibatkan sintesis kawasan yang dipertimbangkan.Sintesis ini merupakan asas bagi kemajuan biologi yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang membawanya ke kedudukan utama dalam sains semula jadi.

Sintesis "biologi" dan kelahiran biologi molekul

Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Perubatan pada tahun 1962 dianugerahkan kepada J. Watson, F. Creek dan M. Wilkins untuk menguraikan struktur DNA (diterbitkan pada tahun 1953). Malah, anugerah itu dianugerahkan dua karya yang berbeza. M. Wilkins dan R. Franklin tertakluk kepada analisis struktural sinar-X bagi kristal DNA (contoh contoh sintesis sains: kaedah dan prinsip fizik yang digunakan untuk mengkaji struktur kimia – makromolekul yang penting bagi biologi). J. Watson dan F. Crick membuat pengetesan teori tentang struktur DNA, yang membolehkan menjelaskan sifat asas molekul ini sebagai pembawa keturunan. Terdahulu, ahli biokimia E. Chargaff (yang kemudiannya menjadi lawan "biologi baru" dengan gaya dan ideologinya) mendapati kandungan kandungan nitrogen dalam DNA adenine (A) sama dengan kandungan timin (T) dan kandungan guanine (G) C); Oleh itu, asas ini membentuk pasangan A – T dan C – G (aturan Chargaff), yang merupakan fakta penting untuk pembinaan model Watson dan Crick model DNA.Inti dari model ini ialah DNA adalah heliks ganda, dan benang yang membentuknya saling melengkapi (dengan kata lain, saling melengkapi antara satu sama lain) kerana ikatan hidrogen antara nukleotida tertentu – betul-betul mereka yang, mengikut peraturan Chargaff, bersesuaian antara satu sama lain. Model ini menjelaskan peranan DNA sebagai pembawa keturunan, yang dikodkan oleh turutan nukleotida (gagasan tentang kod tersebut telah dirumuskan oleh G. Gamow).

Penyelarasan ini (yang dengan cepat menjadi umum diiktiraf) diikuti oleh penyelidikan intensif yang membangunkan konsep-konsep ini dan "menanamkan" mereka dalam konteks konsep biokimia tradisional. Pencapaian penting adalah: kajian pemindahan pemindahan maklumat biologi dari DNA kepada RNA (dan daripadanya kepada protein); penyahkodan kod apabila memindahkan maklumat dari asid nukleat ke protein; penemuan enzim yang memangkinkan sintesis DNA, RNA dan protein, serta struktur subselular di mana proses-proses ini berlaku. Seluruh rangkaian peristiwa dari replikasi DNA ke sintesis protein dapat menghasilkan semula di luar sel.

Hari ini jelasbahawa ia adalah penemuan struktur helix ganda DNA yang menyebabkan kebocoran yang sangat cepat hasil penting saintifik saintifik, yang tidak dapat dielakkan membawa kepada apa-apa selain daripada sintesis cawangan biologi yang dipisahkan dan tidak serasi sebelum ini. Gen-gen telah memperoleh "daging biokimia", kerja mereka kini boleh diwakili dalam bentuk proses biokimia. Pada dasarnya, asas biokimia proses genetik telah menjadi jelas, dan pola fisiologi telah dibuktikan pada tahap molekul. Pemikiran semula molekul, pada awalnya mempengaruhi teori keturunan, dengan cepat menyebar ke analisis dasar fisiologi sel, dan kemudian organisme. Sekarang apa-apa penyelidikan yang menuntut kepentingan heuristik dan konseptual harus termasuk molekul, lebih baik molekul genetik, tetulang.

Oleh itu, satu sains baru, biologi molekul, dilahirkan, dan di bawah naungannya sintesis arah biologi korpuskular-genetik dan fisiologi-metabolik berlaku.

Buah revolusi biologi

Sebagai tambahan kepada revolusi dalam pemahaman alam semulajadi, hasil ini membawa kepada penciptaan metodologi baru yang sangat memperkaya kemungkinan biologi eksperimen.Salah satu pendekatan metodologi yang berkesan ialah pengklonan objek biologi pada tahap gen dan sel (ia terlalu awal untuk membincangkan pengklonan organisma untuk analisis saintifik). Berbanding kaedah pemisahan molekul dan sel sebelumnya, pengklonan telah memberikan kelebihan yang sangat besar berkaitan dengan pengurangan kos labuan, masa dan bahan, serta peningkatan kecekapan yang ketara. Kaedah penjujukan telah ditingkatkan dengan ketara – menentukan urutan monomer dalam komposisi makromolekul, yang ternyata amat berjaya untuk mengkaji asid nukleik. Berdasarkan pengetahuan baru dalam bidang biologi molekular dan selular, kaedah biosintesis protein matriks telah dikembangkan yang tidak dapat dibandingkan dengan kelajuan dan kecekapan dengan sintesis kimia tradisional. Akhirnya, adalah mungkin untuk membangunkan kaedah-kaedah untuk memanipulasi gen – mereka belajar untuk memotong dan menanamkan ke dalam sel, secara selektif mengawal aktiviti mereka, dan lain-lain. Semua pendekatan ini, dengan cepat berkembang maju dalam rangka biologi molekul, berfungsi sebagai asas untuk kejuruteraan genetik Tahun-abad ke-20, hanya seperempat abad selepas menafsirkan struktur DNA – penemuan helix ganda.Teknik-teknik kejuruteraan molekul genetik dan luas telah digunakan secara intensif dalam penyelidikan saintifik, yang meningkatkan kekuatan keterangan mereka. Mereka juga telah diperkenalkan ke dalam amalan makmal rutin (contohnya tindak balas rantai polimerase 1 Sejak 1980-an, ia telah digunakan secara meluas dalam diagnostik perubatan untuk menentukan keserasian tisu, dsb.). Pendekatan metodologi ini secara asasnya merevolusikan bioteknologi.

Sains yang tepat

Tidak seperti fizik dan kimia, yang pada asalnya sains sebenar, biologi hanya beberapa bahagiannya (contohnya, genetik) menuntut ketepatan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa, biasanya (terutamanya dalam arah fisiologi dan metabolik), penyelidik berpuas hati dengan campuran molekul dan sel-sel, yang mereka dianalisis dengan menggunakan kaedah yang membolehkan interpretasi yang berbeza mengenai hasilnya. Penggunaan kaedah analisis molekul membuat biologi sains yang tepat, kerana ia membolehkan ia digunakan dalam kajian bahan biologi tulen (molekul, sel) dan menggunakan kaedah yang memberi keputusan yang tidak jelas. Dalam hal ini, kuasa penyelidikan biologi yang dijalankan menggunakan kaedah baru telah meningkat dengan ketara.Hasil dari perubahan ini pula adalah percepatan tajam kemajuan biologi: jumlah pengetahuan yang diperoleh sepanjang dekad yang lalu adalah setanding dengan jumlah yang terkumpul dalam bidang biologi selama beberapa abad kewujudannya.

Matlamat Worldview – Projek Global

Ia perlu untuk tidak menyebutkan ciri-ciri seperti pembangunan biologi moden sebagai orientasi ke arah mendapatkan hasil universal dan asas dalam rangka projek global. Satu contoh adalah projek "Genom Manusia", yang bertujuan untuk penyahkodan lengkap genom manusia. Pada pandangan pertama, pengetahuan semacam itu kelihatan berlebihan, sama seperti pengkatalogan formal. Walau bagaimanapun, apabila pemeriksaan yang lebih dekat tidak sukar untuk mengesahkan bahawa ini tidak berlaku. Sebagai contoh, mengkaji fungsi sel, penyelidik sekarang, sebagai peraturan, menentukan ungkapan semua gen yang terlibat dalam kerja mereka. Tanpa spesifikasi mereka, pengekodan hasil yang diperoleh tidak mungkin dan, oleh itu, adalah mustahil untuk menilai fungsi sel. Setakat ini, bukan sahaja genom manusia telah diuraikan sepenuhnya, tetapi juga tetikus, lalat buah, cacing Cenorabditis elegans, yang merupakan model kegemaran kajian genetik dan molekul biologi. Sekarang dalam rangka proteomik 2 pengkatalogan sejenis protein manusia dan haiwan telah dijalankan, yang telah pun dikaitkan dengan kesedaran fungsi fisiologi badan dan boleh menjadi ungkapan yang paling lengkap sintesis mengenai biologi korpuskular-genetik dan fisiologi-metabolik.

Menukar idea tentang biologi dan peranannya

Penembusan luas biologi molekul ke dalam semua disiplin biologi telah menimbulkan tanggapan bahawa sains biologi tradisional (sitologi, biokimia, fisiologi) dan juga bahagian masing-masing (dalam bidang perubatan, sebagai contoh, onkologi, hematologi, imunologi) kehilangan keperibadian mereka dan berubah menjadi satu bahagian molekul tunggal biologi. Pandangan ini mencerminkan maksimalisme para ahli dari pendekatan molekul dalam biologi. Walau bagaimanapun, episod yang sama telah diperhatikan bukan sahaja dalam sejarah biologi dan biasanya berakhir dengan pemulihan kedaulatan saintifik sains, yang mempunyai tugas, objek dan kaedah penyelidikan khusus mereka sendiri. Contohnyadi mana-mana tahap penembusan pendekatan molekular ke dalam biologi selular, sel akan sentiasa kekal sebagai objek biologi bebas, tidak boleh diturunkan kepada jumlah molekul yang membentuknya dan menghasilkan tugas-tugas khas dan pendekatan metodologi. Kepada tahap yang lebih tinggi, sempadan penggunaan pendekatan molekul dapat dilihat dalam peralihan dari tahap molekul-genetik dan ontogenetik organisasi kehidupan kepada penduduk dan biosfera. Walau bagaimanapun, adalah jelas bahawa perpaduan ideologi dan metodologi biologi telah diperkuat dengan ketara kerana pengenalan prinsip dan kaedah pendekatan molekul.

Seperti yang telah dinyatakan, peralihan biologi ke tahap molekul telah menghasilkan bioteknologi baru. Inti ini terletak pada penggunaan industri kaedah biologi moden (khususnya, kejuruteraan genetik) untuk menghasilkan banyak produk biologi yang amat penting: ubat baru dan produk diagnostik, produk makanan, reagen untuk penyelidikan saintifik, dan lain-lain. Produk yang paling tipikal dalam pengeluaran itu adalah rekombinan ( buatan yang dihasilkan dan mempunyai sifat-sifat baru) protein, sintesis yang mengendalikan gen baru yang dimasukkan ke dalam sel.Pengeluaran bioteknologi telah lama melampaui industri tradisional dari segi keuntungan – hanya teknologi komputer yang boleh bersaing dengannya. Dalam hal ini, pengaruh biologi ke atas kehidupan kita telah meningkat dengan ketara, yang seterusnya menyumbang kepada pertumbuhan perhatian orang ramai terhadapnya.

Ciri-ciri baru – cabaran baru

Peningkatan keupayaan teknikal dan pengembangan dramatik pengaruh biologi terhadap kehidupan rakyat telah menimbulkan masalah baru. Semua orang tahu perbahasan tentang penerimaan makanan genetik yang diubah suai. Keuntungan yang tinggi dalam industri bioteknologi mencetuskan kecenderungan untuk secara tidak sengaja dan secara implisit mengenakan produk mereka (termasuk ubat-ubatan dan makanan) dengan akibat yang sukar untuk diramalkan. Kemajuan sains yang sangat pesat dan seolah-olah tidak terkawal itu sendiri telah selama beberapa waktu mengilhami ketakutan bahawa biologi akan menembusi kawasan terlarang kewujudan manusia dan mempengaruhi aspek seperti sebagai contoh, keperibadian manusia, undang-undang dan batasan kewujudan manusia, dan sebagainya. kejayaan psikologi-biologi mewujudkan ketakutan baru.Moratorium yang ditubuhkan dari semasa ke semasa untuk penyelidikan di bidang tertentu biologi sentiasa sementara dan tidak dapat menghentikan perkembangan biologi dalam semua bentuk dan manifestasi yang tersedia untuk keupayaan manusia. Walau bagaimanapun, kemunculan masalah dan ketakutan seperti ini adalah kesaksian pasti kejayaan biologi (mereka biasanya takut radiasi dan pencemaran kimia, kini mereka produk bioteknologi).

Aplikasi praktikal

Hujah-hujah umum mengenai topik ini dengan jelas menggambarkan contoh konkrit.

Pada tahun 1970-an, satu fenomena yang dipanggil "apoptosis" ditemui. 3yang maknanya dapat secara kiasan disampaikan sebagai bunuh diri sel-sel dalam kepentingan suatu organisme multiselular.

Dari segi fundamentality dan significance, fenomena ini dapat dibandingkan dengan pembahagian sel dan pembezaan. Penemuannya dilakukan oleh kaedah tradisional, yang dua puluh tahun pertama digunakan untuk kajiannya, yang ternyata sangat tidak efektif. Tetapi kemudian (apabila ahli biologi menyedari betapa pentingnya penemuan) mereka menggunakan pendekatan genetik molekul untuk analisis, memilih sebagai objek cacing tersebut C. elegans – kerana kestabilan tinggi bilangan sel dalam organisma ini dan kemudahan bekerja dengannya. Selepas itu, senarai gen yang berkaitan dengan apoptosis ditubuhkan dengan cepat, homolog mereka (gen yang mempunyai struktur yang sama) dalam mamalia telah dikenalpasti, peranan mereka dalam proses ini telah ditubuhkan, supaya mekanisme apoptosis ditakrifkan secara meluas.

Selama bertahun-tahun kerja, menggunakan prinsip dan kaedah biologi molekul, masalah itu telah diselesaikan, yang selama beberapa dekad tidak dapat dipelajari oleh kaedah tradisional.

Walaupun masalah diagnostik perubatan (dan terutamanya pencegahan dan rawatan kanser) merangkumi semua orang, mereka masih belum dapat dipecahkan secara asasnya, jadi onkologi nampaknya merupakan batu loncatan yang paling sesuai untuk membangunkan pendekatan baru yang penting. Salah satu daripada mereka menyangkut pencarian dan pengeluaran antigen tumor, iaitu ciri-ciri bahan sel tumor, tetapi asing kepada organisma yang sihat (sekurang-kurangnya dewasa) dan menyebabkan pembentukan antibodi yang sesuai. Antigen tumor boleh menjadi asas vaksin antikanser.

Antigen tumor pertama ditemui oleh G. I. Abelev pada awal tahun 1960-an.Kemudian ramai penyelidik terlibat dalamnya, tetapi pengenalan dan pengasingan mereka tetap menjadi masalah yang sukar. Biologi molekul membenarkan pembangunan pendekatan yang agak mudah dan berkesan untuk mewujudkan oncovaccines. Dan jika tidak mungkin untuk mencipta vaksin yang cukup berkesan, kemungkinan besar adalah masalah pengetahuan yang tidak lengkap mengenai mekanisme kekebalan antitumor daripada akibat ketidaksempurnaan teknologi.

Salah satu contoh yang paling menarik dari penggunaan sel moden dan biologi molekul sebagai asas pengeluaran bioteknologi boleh menjadi industri antibodi monoklonal. 4 tanpa ilmu hari ini sains dan perubatan moden tidak dapat difikirkan.

Antibodi tersebut adalah alat yang sangat sensitif untuk menganalisis makromolekul biologi. Mereka digunakan dalam analisis imunokimia untuk mengenal pasti dan mengasingkan bahan, mengukur kepekatan mereka, dan dalam perubatan – untuk diagnosis. Secara tradisional, mereka diperolehi melalui imunisasi haiwan, iaitu dengan menyuntikkan mereka dengan bahan yang mereka ingin mendapatkan antibodi. Walau bagaimanapun, ini menghasilkan campuran antibodi yang dihasilkan oleh klon sel yang berbeza yang bertanggungjawab terhadap tindak balas imun.Oleh itu, tidak mungkin untuk mendapatkan persediaan standard bagi pengeluaran antibodi dengan kekhususan yang diperlukan (selektiviti).

Adalah mungkin untuk melakukan ini dengan bantuan hybridomas – teknologi baru berdasarkan gabungan sel-sel haiwan imunisasi (biasanya tikus) dengan sel-sel tumor. Sel hibrid adalah hampir tidak abadi dan mempunyai keupayaan tinggi untuk menghasilkan semula.

Menggunakan kaedah pengklonan sel, serta beberapa teknik lain yang memfasilitasi pemilihan kacukan, saintis mengasingkan klon tepat sel-sel yang menghasilkan antibodi yang diperlukan. Sel yang dihasilkan (ini adalah hybridoma) menyatukan kemampuan untuk menghasilkan antibodi spesifik dengan keabadian. Sel-sel tersebut boleh didarab dalam apa-apa jumlah dan dikekalkan selagi dikehendaki. Antibodi yang mereka bentuk adalah homogen, dan untuk kualiti lain mereka memenuhi keperluan untuk reagen kimia paling tulen.

Hybridomas menyebabkan revolusi bukan sahaja dalam imunologi, tetapi juga dalam bidang perubatan dan biologi secara umum. Menggunakan antibodi monoklonal, molekul dan sel telah berjaya dikenalpasti, penyakit didiagnosis, mereka digunakan untuk merawat tumor malignan dan penyakit lain.Walau bagaimanapun, antibodi tetikus adalah asing kepada tubuh manusia, yang seterusnya, menghasilkan antibodi terhadap antibodi ini, meneutralkannya. Tetapi masalah ini telah diselesaikan terima kasih kepada kejuruteraan genetik: semua bahagian molekul antibodi, kecuali kawasan kecil yang menentukan kekhususannya, digantikan oleh analog manusia. Akibatnya, antibodi, sambil mengekalkan kekhususan, terhenti menjadi asing kepada manusia.

Bilangan varian antibodi monoklonal yang dihasilkan telah lama beratus-ratus ribu, dan pengeluaran mereka kekal sebagai salah satu rekod dari segi hasil.

***

Nampaknya sekarang mungkin untuk kembali mencari jawapan kepada soalan yang diajukan pada awal artikel: mengapa biologi, yang telah berada di belakang belakang sains semulajadi selama berabad-abad, menduduki kedudukan yang sama di sebelah fizik dan kimia, dan bahkan melampaui mereka dalam kadar pembangunan dan skala pembiayaan. Jawapan yang dicadangkan adalah bahawa pada pertengahan abad ke-20, dua pendekatan yang berlainan untuk kajian kehidupan – arahan korpuskular-genetik dan fisiologi-metabolik biologi – digabungkan. Sintesis ini, yang menghasilkan kelahiran sains baru – biologi molekul,dengan memberikan peningkatan yang mendalam dalam keupayaan biologi dalam semua aspek, membawa kepada pengumpulan yang cepat pengetahuan yang tepat dan mewujudkan asas untuk pembangunan teknologi baru, pengaruh yang melampau jauh dari sains dan menembusi lebih mendalam dan mendalam ke dalam kehidupan kita, yang menyebabkan kepentingan awam yang berminat.


1 Reaksi rantai polimerase (PCR) adalah satu kaedah biologi molekul yang dapat meningkatkan ketumpatan rendah serpihan DNA individu dalam bahan biologi (sampel). Sebagai tambahan kepada pengilangan semula salinan DNA (penguatan) yang mudah, PCR membolehkan banyak manipulasi lain dengan bahan genetik (pengenalan mutasi, splicing fragmen DNA, dll) dan digunakan secara meluas dalam biologi dan perubatan (contohnya untuk mendiagnosis penyakit keturunan atau berjangkit, , pengasingan dan kloning gen, dan sebagainya).

2 Proteomics adalah sains protein dan interaksi mereka (khususnya, dalam tubuh manusia). Antara proses yang dikaji olehnya ialah sintesis protein, pengubahsuaian, penguraian dan penggantian dalam badan. Sebelum ini, kajian protein adalah kandungan salah satu bahagian biokimia.

3 Apoptosis – kematian sel yang diprogramkan,disertai dengan satu set ciri ciri yang berbeza dalam organisme uniselular dan multiselular: misalnya, pemampatan sel, pemeluwapan dan pemecahan kromatin yang mengisi kromosom, pemadatan membran sel (oleh itu, semasa apoptosis, kandungan sel tidak memasuki alam sekitar).

4 Antibodi monoklonal menghasilkan sel imun kepunyaan klon sel yang sama (iaitu, diperoleh dari satu sel prekursor). Mereka boleh dihasilkan di mana-mana bahan yang antibodi akan secara khusus mengikat, yang membolehkannya digunakan secara meluas dalam biokimia, biologi molekul dan ubat untuk mengesan bahan tertentu atau pembersihannya.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

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