A "Hamupipőke" hercegnővé válik, vagy a biológia helyét a tudomány hierarchiájában

A “Hamupipőke” hercegnővé válik, vagy a biológia helyét a tudomány hierarchiájában

Alexander Alexandrovich Yarilin,
Orvostudományok Doktora, az Orosz Föderáció Állami Tudományos Központja Cell Immunológiai Tanszékének vezetője – az Orosz Föderáció Szövetségi Orvosi és Biológiai Ügynökség Immunológiai Intézete
"Ökológia és élet" №12, 2008

Az utóbbi évtizedekben a biológia, amely korábban a természettudományok szinte egy kívülállójának tekintették, vezetővé vált, egyre több közfigyelmet, anyagi és emberi erőforrásokat vonzott. A legimpozánsabb az átalakulás sebessége. A kérdés természetesen felmerül az okairól. A cikk néhány gondolatot tartalmaz erre.

Biológiai jellemzők

A biológia – az élet és az élőlények tudománya – hagyományosan a természettudományok komplexumához tartozik, és általában a legfontosabbnak számít – a fizika és a kémia. De még a hármas felületének leginkább felületes összehasonlításával, a biológia egyes vonásai felhívják a figyelmet magukra, megkülönböztetve azt számos természettudományi tudományágtól.

Otthon – a tanulmány tárgyának hihetetlen bonyolultsága – élő természet – összehasonlítva az inert, más természettudományok által vizsgált természetével.Ráadásul az élet természetének megértése hallgatólagos, de nyilvánvaló feltételként sugallja az élettelen anyag természetének előzetes megértését. Természetesen ezt a kijelentést nem szabad értelmezni abban az értelemben, hogy az élettelen anyag törvényeit először teljesen feltárni kell, majd az élet tanulmányozásához fordulhat. Sokkal inkább az orvossággal való analógia megfelelő. Valójában az élő szervezetben a betegségek gyógyítására irányuló beavatkozás magában foglalja az alapvető tevékenységek alapját képező törvények megértését, valamint a betegség természetének ismeretét. De ha ezt az elvet szó szerint végezték volna, az orvoslás egyfajta tevékenységként nem jelent meg eddig. Tény, hogy a biológia a fizika és a kémia után bizonyos időközönként fejlődik, ahogyan a gyógyszer a biológia fejlődése mögött rejlik. A biológia ezen "másodlagos természete" a fizika és a kémia vonatkozásában nemcsak az általános természetű törvények alapján (de nem automatikusan követik őket) az élő természet törvényeinek tudatában és megértésében nyilvánul meg. A biológia módszertani alapja, ennek a tudománynak az eszközei a technikából származnak, amely a fizika és a kémia utódai.Érdemes emlékeztetni arra, hogy a biológia mikroszkóp létrehozását, az analitikai kémiai módszerek kifejlesztését stb.

A biológia egy másik fontos jellemzője, hogy a tárgyai (biológusok), élő lények, ugyanakkor a tárgyaké válnak. Ez a biológiát a többi természettudományhoz képest vonzóbbá teszi, és mindenkor a közérdeket garantálja.

Ezenkívül a biológia az orvostudomány alapja, amely a biológia egyik alkalmazott ágát jelenti, és fontos finanszírozási ösztönző tényező, amely jelentősen befolyásolja a biológiai kutatás szerkezetét, elősegítve a fejlődést elsősorban az orvostudományhoz leginkább érintett területeken.

Tehát azzal érvelhetünk, hogy a tanulmány tárgyának hihetetlen bonyolultsága miatt a biológia a fizika és a kémia következménye a tudomány módszereinek és tartalmának megfelelően. Ugyanakkor egy élő tárgy – az ember biológiája különös vonzereje nemcsak a saját magának való tudás forrása, hanem az orvoslás és a biológia más alkalmazott ágainak alapja, napról napra egyre fontosabb szerepet tölt be mindennapi életünkben.

Biológiai dualizmus

A hagyományos biológia kettőssége leginkább a "corpuscular-genetikai" és "élettani és anyagcsere" együttes jelenlétében nyilvánul meg.

Úgy gondolják, hogy bármely természettudomány fejlődése a tények megfigyelésével és felhalmozásával kezdődik, majd ezeknek a tényeknek az elméleti megértése és kísérleti elemzése, valamint ezek közötti kölcsönhatások. Például a fizika korán elkülönítette az egyes tárgyak (Universe, Earth, stb.) Tanulmányozását az anyag létezésének általános törvényei tanulmányozásától, ami független, mégis több magán tudományt teremtett – a csillagászat, a kozmológia, a geológia stb. Más volt. Eddig az általános biológiával együtt a botanika, a zoológia, a mikrobiológia, a humán tudományok komplexe (beleértve az alkalmazott tudományágakat, beleértve az orvostudományt) mélyén. Ráadásul az általános biológia mindössze fél évszázaddal ezelőtt önálló, egyenrangú biológiai területként jelent meg. E tekintetben érdemes megjegyeznünk, hogy a biológiában nemrégiben az iskolai tankönyvek egyáltalán nem léteztek – ahelyett, hogy magánkönyvükön tankönyveket találtak volna – a botanika, a zoológia, az anatómia és az emberi élettan, valamint a hírhedt "Darwinizmus alapjai" közös biológiai tanításként.Mindez egyrészt a biológia tanulmányának tárgyainak különös összetettségének és diverzitásának megnyilvánulásaként, másrészt a tudomány éretlenségének jeleként tekinthető meg.

Történelmi túra

Próbáljuk meg röviden áttekinteni a biológia történetét annak érdekében, hogy feltárja a legáltalánosabb tendenciákat (ami további indokolásokhoz szükséges).

Nyilvánvaló, hogy az élő tárgyak tudományos tanulmányozásának első szisztematikus vonzereje az emberi anatómia volt, amely nyilvánvalóan alkalmazott orvosi orientációval rendelkezett. Az ókorban, a középkorban és a reneszánszban elért sikerek majdnem kimerítették ezt a kutatási területet. A reneszánszban az első fiziológusok (akik a keringési rendszert tanulmányozták) írásairól az emberi test "dolgozott". Ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan működik az emberi test, mélyebb kémiai ismeretekre van szükség, és a 19. században a biokémia és az anyagcsere elmélete alapul véve. Csak a mikroszkópos cellában volt elkülönítve, és egy élő szervezet alapja lett. A szervek makroszkopikus megfigyelésének hangsúlyát a szövetek mikroszkopikus elemzésére helyezték át.A 19. század végén kialakultak az élettani funkciók szabályozásával, a homeosztázis kialakulásával kapcsolatos gondolatok és a központi idegrendszer doktrínája, amely a fiziológia koronaként alakult.

Mivel – amint azt már említettük – ez a biológia orientáció orientált és elsősorban az orvostudományra támaszkodott, és az emberi fiziológiai vizsgálatok lehetőségei rendkívül korlátozottak voltak, az emberi testben előforduló folyamatok tanulmányozásához kísérleti állatokat kellett bevonni. Ennek eredményeképpen a megszerzett ismeretek nemcsak szűk orvosi, hanem általános biológiai (kiterjesztve a különböző fajok képviselőire) értelmezésére is megszerzett. Hasonló feladatok és hasonló tudományos létesítmények alapján a növények fiziológiája és biokémiája hasonló módon fejlődött ki. A biológia ezen ágát fiziológiásnak és metabolikusnak nevezhetjük.

A biológia másik irányvonala a kezdetektől fogva az általános biológiai törvények tanulmányozására összpontosult. A kiindulópont ugyanaz a leíró megközelítés volt. Az ezen a pályán az első alapvető generalizáció összehasonlító anatómia. Ennek alapján alakult ki az élő természet egységessége és a szervezetek közötti rokonság, amely a 17. században visszafogott biológiai rendszertan alapját képezte.

A következő lépés egy evolúciós elmélet megteremtése volt, amelyet nagymértékben elősegítettek a mezőgazdasági gyakorlatban az állatok és növények mesterséges tenyésztése gyakorlati tevékenységében. Majdnem azzal párhuzamosan, amikor Charles Darwin kifejlesztette a természetes szelekció elméletét, mint az evolúciós folyamat alapját, G. Mendel létrehozta az öröklõdés korpuszkuláris természetét. A kész citológiai (celluláris) alapnak köszönhetően ezt követte a genetika gyors fejlődése (az öröklődés kromoszomális elmélete, a mutációk biológiai sokféleségének forrásai, a szelekciós anyagok ellátása stb.). A 20. század első felének genetikáját nem ok nélkül formálisnak nevezték: a genetikai és evolúciós folyamatok lényegének megértése érdekében az öröklési egységek biokémiai természete és a kiválasztási tárgyak ebben az állapotban nem számítottak. Ezt a biológiai tudományágat a korpuszkuláris-genetikusnak nevezzük.

Két biológia?

Könnyű belátni, hogy a két ág alapjául szolgáló megközelítések jelentősen eltérnek egymástól. Először a kezdeti érdekek, feladatok és fogalmak közötti különbségnek tudható be, de aztán átterjedt a módszertani megközelítésekre, így végső soron kétféle tudományos gondolkodásmódot hoztak létre.A "két biológia" támogatóinak nézeteiben tapasztalható különbségek olyan súlyosak voltak, hogy másképp válaszoltak a kardinális kérdésre – mi az alapja az életnek.

A korpuszkuláris-genetikai trendekhez való ragaszkodók röviden (bár nem túl világosak a nem kezdettől) a N.V. Timofeev-Resovskiy: "Az élet alapja kontingens reduplikáció." Konvariáns reduplikációval megértette a biológiai tárgyak (végül a kromoszómák, gének, DNS) megduplázását a kezdeti állapot esetleges eltéréseivel.

A fiziológiai és anyagcsere-trend követői az élet alapját képezik az anyagcserének, amelynek megszüntetése visszafordíthatatlan és halált jelent.

Nem lehet egyetérteni abban, hogy az élet természetének mindkét megegyezése tisztességes, de különböző szinteken helyezkedik el. A testkultúra-genetikai megértés elsősorban az öröklődésre vonatkozik – az önreprodukció folyamatára és az élő tárgyak sokféleségének okaira, miközben a fiziológiai és anyagcsere-megértés az öröklött vonások fenotípusos megnyilvánulásainak nyilvántartásán alapul.

A biológia biológiája a 20. század közepéig tartott, amikor olyan események történtek, amelyek a vizsgált területek szintézisét eredményezték.Ez a szintézis szolgálta a biológia előreláthatatlan előrehaladásának alapját, amely a természettudományokban vezető pozícióhoz vezetett.

A "két biológia" szintézise és a molekuláris biológia születése

Az 1962-es Élettani és Orvosi Nobel-díjat J. Watson, F. Creek és M. Wilkins a DNS szerkezetének megfejtésére (1953-ban publikálva) ítélték oda. Valójában a díjat két különböző művet kapták. Wilkins M. és R. Franklin a DNS-kristályok röntgensugár szerkezeti elemzésének alávetették (példa a tudományok szintéziséről: a kémiai struktúrák vizsgálatának módszereiről és elveiről, a biológia szempontjából kulcsfontosságú makromolekulákról). J. Watson és F. Crick elméleti generalizációt végeztek a DNS szerkezetével kapcsolatban, amely lehetővé tette, hogy megmagyarázza ennek a molekulának az alapvető tulajdonságait az öröklődés hordozójaként. Korábban a biokémikus E. Chargaff (aki később az "új biológia" lelkes ellenzője lett stilisztikai és ideológiai stílusával) úgy találta, hogy a nitrogén bázis tartalma a DNS adeninben (A) megegyezik a timin tartalmával (T), és a guanin (G) tartalom citozin C); így ezek a bázisok az A – T és a C – G párokat alkotják (Chargaff – szabály), ami kulcsfontosságú volt a DNS – modell Watson és Crick konstrukciójához.Ennek a modellnek a lényege az volt, hogy a DNS kettős hélix, és a létrejövő szálak kölcsönösen kiegészítik egymást (vagyis egymást kiegészítőek), mivel bizonyos nukleotidok hidrogénkötései – pontosan azok, amelyek Chargaff szabály szerint egymáshoz tartoznak. A modell egyértelművé tette a DNS szerepét az öröklődés hordozójaként, amit nukleotidok sorozata kódol (a kód gondolatát hamarosan G. Gamow formálta).

Ezt a generalizálást (amely hamar felismerték) az intenzív kutatás követi, amely ezeket a fogalmakat fejlesztette ki, és a hagyományos biokémiai koncepciók kontextusában "beágyazta" azokat. Fontos mérföldkövek voltak: a biológiai információ DNS-ről az RNS-re (és abból a fehérjére) történő irányított átvitelének tanulmányozása; dekódolja a kódot, amikor a nukleinsavaktól a fehérjékig terjed; a DNS, az RNS és a fehérjék szintézisét katalizáló enzimek felfedezése, valamint ezeknek a folyamatoknak a szubcelluláris szerkezetei. A DNS-replikációtól a fehérjeszintézisig terjedő események egész láncolata képes volt reprodukálni a sejten kívül.

Ma világoshogy a DNS kettős hélix szerkezete felfedezte az általános tudományos jelentőségű legfontosabb eredmények gyorsan növekvő lavináját, ami elkerülhetetlenül csak a korábban különválasztott és inkompatibilis, látszó biológiai ágak szintéziséhez vezetett. A gének "biokémiai húsát" szerezték, munkájukat biokémiai folyamatok formájában lehetett megjeleníteni. Elvileg világossá vált a genetikai folyamatok biokémiai alapja, és a fiziológiai mintázatok megalapozottak a molekuláris szinten. Az eredetileg az öröklõdés elméletét érintõ molekuláris átgondolás gyorsan terjedt a sejt fiziológiájának, majd a szervezet alapjainak elemzésére. Most minden olyan kutatás, amely heurisztikus és konceptuális jelentőséggel bír, magában foglalja a molekuláris, lehetőleg molekuláris genetikai, megerősítést.

Így született egy új tudomány, molekuláris biológia, és annak égisze alatt létrejött a biológia korpuszkuláris-genetikai és fiziológiai-anyagcsere-irányzata.

A biológiai forradalom gyümölcsei

Az élõ természet megértésében rejlõ forradalom mellett ezek az eredmények olyan új módszertan létrehozásához vezettek, amely nagymértékben gazdagította a kísérleti biológia lehetõségeit.Az egyik hatékony módszertani megközelítés a biológiai tárgyak klónozása a gének és a sejtek szintjén (túl korai lenne beszélni a mikroorganizmusok klónozásáról a tudományos elemzéshez). A klónozás a molekulák és sejtek szétválasztásának korábbi módszereivel összehasonlítva hatalmas előnyökkel jár a munkaigényesség, az idő- és anyagköltségek csökkentésével, valamint a hatékonyság fokozódásával. A szekvenálási módszerek szignifikánsan javultak – a makromolekulák összetételében a monomerek szekvenciájának meghatározása, ami különösen sikeresnek bizonyult a nukleinsavak tanulmányozásához. A molekuláris és sejtbiológia területén szerzett új ismeretek alapján olyan mátrixfehérje-bioszintézis módszereket fejlesztettek ki, amelyek a hagyományos kémiai szintézissel összehasonlíthatatlanok a sebességgel és a hatékonysággal. Végül lehetőség nyílt a gének manipulálására szolgáló módszerek kidolgozására – azokat megtanulták, hogy vágják és beágyazódjanak a sejtekbe, szelektíven szabályozzák tevékenységüket stb. Mindezek a molekuláris biológia keretében meglepően gyorsan fejlődő megközelítések szolgáltattak alapot a géntechnika számára A XX. Század évei, csupán egy negyed évszázaddal a DNS szerkezetének megfejtése után – a kettős hélix felfedezése.A genetikai és szélesebb molekuláris technika technikáit intenzíven felhasználják a tudományos kutatásban, ami nagymértékben megnövelte bizonyító erejét. Még rutin laboratóriumi gyakorlatba is bevezettek (például a polimeráz láncreakciót) 1 Az 1980-as évek óta széles körben használják az orvosi diagnosztikában a szövetek kompatibilitásának meghatározására stb.). Ezek a módszertani megközelítések alapvetően forradalmasították a biotechnológiát.

Pontos tudomány

A fizikától és a kémiától eltérően, amelyek eredetileg pontos tudományok voltak, a biológia csak néhány szakasza (pl. Genetika) pontosságot igényelt. Ennek oka az volt, hogy a kutatók általában (különösen a fiziológiai és anyagcsere irányában) a molekulák és sejtek keverékét tartották be, amelyet olyan eredmények alapján elemeztek, amelyek lehetővé teszik az eredmények különböző értelmezését. A molekuláris analitikai módszerek használata a biológiát pontos tudománynak tekintette, mivel lehetővé tette tiszta biológiai anyagok (molekulák, sejtek) vizsgálatát, és olyan módszereket alkalmaztak, amelyek egyértelmű eredményeket adnak. E tekintetben jelentősen megnőtt az új módszertan alapján végzett biológiai kutatás bizonyító ereje.Ezeknek a változásoknak az eredménye viszont a biológia fejlődésének éles felgyorsulása volt: az elmúlt évtizedek során szerzett tudás mennyisége összehasonlítható a biológia területén több évszázadnyi létezésével felhalmozott mennyiséggel.

Worldview célok – globális projektek

Nem szabad megemlíteni a modern biológia fejlődésének ilyen jellegzetességeit, mint az egyetemes és alapvető eredmények globális projektek keretében történő megszerzésére irányuló orientációt. Egy példa az emberi genom projekt, amelynek célja az emberi genom teljes dekódolása. Első pillantásra az ilyen ismeretek tűnnek redundánsnak, hasonlóan a formális katalogizáláshoz. Azonban közelebbről megvizsgálva nem nehéz ellenőrizni, hogy ez nem így van-e. Például a sejtek működésének tanulmányozása, a kutatók általában szabályozzák a munkájukban részt vevő összes gén kifejeződését. Meghatározásuk nélkül a kapott eredmények dekódolása lehetetlen lenne, ezért lehetetlen volt megítélni a sejt funkcióit. Eddig nemcsak az emberi genomot teljesen dekódálták, hanem az egeret, a gyümölcsöt is, a féreg Cenorabditis elegans, amelyek a genetikai és molekuláris biológiai vizsgálatok kedvelt modelljei. Most a proteomikum keretében 2 a humán és az állati fehérjék hasonló katalógusozása történik, amely már kapcsolódik a test élettani funkcióinak megvalósításához, és a biológia korpuszkuláris-genetikai és fiziológiai-anyagcsere-irányainak teljes kifejeződésévé válhat.

A biológia és szerepe megváltoztatása

A molekuláris biológia minden biológiai tudományágban való széles körű penetrációja arra a felfogásra vezetett, hogy a hagyományos biológiai tudományok (citológia, biokémia, élettan), sőt egyes részei (orvoslás, például onkológia, hematológia, immunológia) elvesztik egyéniségüket, és egyetlen molekuláris biológia. Ez a nézet tükrözi a biológia molekuláris megközelítésének adeptusainak maximalizmusát. Ugyanakkor hasonló epizódokat nemcsak a biológia történetében jegyeztek, és általában a tudományos tudományok szuverenitásának helyreállításával fejeződtek be, amelyek sajátos feladataikkal, tárgyaikkal és kutatási módszereikkel rendelkeznek. Példáula molekuláris megközelítések bármilyen penetrációja a sejtbiológiába, a sejt mindig független biológiai tárgy marad, és nem redukálható az őt képező molekulák összegére, és különleges feladatokat és módszertani megközelítéseket generál. Még nagyobb mértékben, a molekuláris megközelítések használatának határai észrevehetőek az életszervezés molekuláris-genetikai és ontogenetikai szintjében a lakosság és a bioszféra felé való átmenet során. Mindazonáltal nyilvánvaló, hogy a biológia ideológiai és módszertani egysége jelentősen megerõsödött a molekuláris megközelítések elveinek és módszereinek bevezetésével.

Mint már említettük, a biológia molekuláris szintre való átmenet új biotechnológiát hozott létre. Ennek lényege a modern biológiai módszerek (különösen a géntechnológia) ipari felhasználása számos, gyakorlatilag jelentős biológiai termék előállításához: új gyógyszerek és diagnosztikai termékek, élelmiszertermékek, tudományos kutatások reagensei stb. Az ilyen termelés tipikusabb terméke rekombináns ( mesterségesen létrehozott és új tulajdonságokkal rendelkező) fehérjék, amelyek szintézise a sejtekbe bevezetett új géneket szabályozza.A biotechnológiai termelés jövedelmezősége hosszú ideig meghaladta a hagyományos iparágat – csak a számítógépes technológia versenyezhet vele. E tekintetben a biológia életünkre gyakorolt ​​hatása jelentősen megnőtt, ami viszont hozzájárult a nyilvánosság figyelmének felkeltéséhez.

Új funkciók – új kihívások

A technikai képességek növekedése és a biológia befolyásának drámai kiterjesztése az emberek életére már új problémákat vetett fel. Mindenki ismeri a géntechnológiával módosított élelmiszerek elfogadhatóságáról folytatott vitát. A biotechnológiai iparágak magas nyereségessége hajlamos arra, hogy akaratlanul és hallgatólagosan (nehezen megjósolható) következményeket szabjon termékeire (beleértve a gyógyszereket és az élelmiszereket). A tudomány rendkívül gyors és látszólag ellenőrizhetetlen fejlõdése bizonyos idõre inspirálta a félelmet, hogy a biológia behatol az emberi lét tiltott területére, és olyan aspektusokat érintene, mint például az emberi egyéniség, az emberi lét törvényei és korlátai stb. A biotechnológia csodálatos elõrehaladásának kombinációja a pszichobiológia sikere új félelmeket teremt.A biológia bizonyos területein időről időre létrehozott moratóriumok mindig ideiglenesek, és nem képesek megállítani a biológia fejlődését az emberi képességek minden formáján és megnyilatkozásában. Az ilyen jellegű problémák és félelmek megjelenése azonban biztos bizonyíték a biológia sikereire (régen féltek a sugárzástól és a kémiai szennyezéstől, ma már a biotechnológia termékei).

Gyakorlati alkalmazások

A témával kapcsolatos általános érvek világosan bemutatnak konkrét példákat.

Az 1970-es években egy apoptózis nevű jelenséget fedeztek fel. 3amelynek értelmét öngyilkossági sejtek formájában lehet ábrázolni egy multicelluláris organizmus érdekében.

A fundamentális és a jelentőség szempontjából ez a jelenség hasonlítható a sejtosztódáshoz és a differenciálódáshoz. Felfedezését hagyományos módszerek végezték, melyeket az első húsz év tanulására használtak fel, ami nagyon hatástalannak bizonyult. De később (amikor a biológusok felismerték a felfedezés jelentőségét) molekuláris genetikai megközelítést alkalmaztak az elemzésre, a fent említett féreg tárgyaként választották C. elegans – a sejtek számának magas stabilitása és a vele való együttmûködés kényelme miatt. Ezt követően gyorsan felismerték az apoptózishoz kapcsolódó gének listáját, azonosították homológjaikat (azonos struktúrájú gének) emlősökben, szerepüket ebben a folyamatban megállapították, így az apoptózis mechanizmusai széles körben meghatározottak voltak.

A molekuláris biológia elveinek és módszereinek több éves munkájával megoldódott a probléma, amelyet évtizedek óta nem lehet hagyományos módszerekkel tanulmányozni.

Bár az orvosi diagnosztika (és különösen a rákmegelőzés és -kezelés) problémái mindenkit érintenek, még mindig alapvetően nem oldottak meg, így az onkológia tűnik a legmegfelelőbb tápkábornak a gyakorlati jelentőségű új megközelítések kidolgozásához. Ezek egyike a tumor antigének kutatására és előállítására vonatkozik, azaz a daganatos sejtekre jellemző, de egészséges szervezetre (legalább egy felnőttre) idegen, és a megfelelő antitestek kialakulását okozza. A daganatellenes antigének alapulhatnak a rákellenes vakcinákhoz.

Az első tumor antigént G. I. Abelev felfedezte az 1960-as évek elején.Aztán sok kutató foglalkozott velük, de azonosításuk és elszigeteltségük továbbra is nehéz problémák voltak. A molekuláris biológia lehetővé tette a viszonylag egyszerű és hatékony megközelítés kialakítását az onkovakcinák létrehozásához. És még ha nem is lenne elég hatékony vakcinák létrehozása, valószínűbb, hogy hiányos ismeretekkel rendelkeznek a tumorellenes immunitás mechanizmusairól, mintsem a technika tökéletlenségének következménye.

A modern sejt- és molekuláris biológia használatának egyik legszembetűnőbb példája a biotechnológiai termelés alapja lehet a monoklonális antitest-ipar. 4 amelyek nélkül a modern tudomány és az orvostudomány elképzelhetetlen.

Az ilyen antitestek nagyon érzékenyek a biológiai makromolekulák elemzéséhez. Immunkémiai analízisben használják fel az anyagok azonosítására és izolálására, koncentrációjuk mérésére és az orvostudományban – a diagnózis felállítására. Hagyományosan ezeket állatok immunizálása útján állították elő, vagyis olyan anyaggal való injektálással, amely ellen szerettek volna antitesteket szerezni. Mindazonáltal ez az immunválaszért felelős sejtek különböző klónjai által termelt antitestek keverékét eredményezte.Ezért nem volt lehetséges szabványos készítmények előállítása antitestek előállításához a kívánt specifitással (szelektivitás).

Ezt hibridómák segítségével lehetett megvalósítani – olyan új technológia, amely az immunizált állatok (általában egerek) sejtjeinek duzzasztósejtjeinek fúzióján alapul. A hibrid sejtek gyakorlatilag halhatatlanok és nagy reprodukciós képességük van.

A sejtklónozási technikák, valamint a hibridek kiválasztását megkönnyítő számos más technika segítségével a tudósok pontosan olyan sejteket izolálnak, amelyek a szükséges antitesteket termelik. Az így kapott sejtek (ez a hibridóma) egyesítik a képességét, hogy specifikus antitesteket állítsanak elő halhatatlansággal. Ilyen sejteket bármely mennyiségben szaporíthatunk és önkényesen hosszú ideig tarthatunk. Az általuk létrehozott antitestek homogének, és más tulajdonságok esetén megfelelnek a legtisztább kémiai reagensek követelményeinek.

A hibridómák nemcsak az immunológiában, hanem általában az orvostudományban és a biológiában is forradalmak voltak. A monoklonális antitestek segítségével a molekulákat és sejteket már sikeresen azonosítják, diagnosztizálják a betegségeket, rosszindulatú daganatok és egyéb patológiák kezelésére használják őket.Azonban az egér antitestek idegenek az emberi testhez, ami viszont ezek ellenanyagainak antitesteket termel, ezek semlegesítésével. De ez a probléma megoldódott a génsebészetnek köszönhetően: az antitestmolekula minden részét – kivéve a specifikusságot meghatározó kis területet – emberi analógokkal helyettesítik. Ennek eredményeképpen az antitestek, a specifitás fenntartása mellett, megszűnnek az idegen emberektől.

A gyártott monoklonális antitestek változatainak száma már régóta több százezer, és termelésük továbbra is a terméshozam egyik rekordja.

***

Úgy tűnik, hogy most már visszatérhet a cikk elején feltett kérdésre: a biológia, mely évszázadok óta a természettudományok visszavágásakor elfoglalta a fizika és a kémia mellett egyenlő pozíciókat, sőt meghaladja őket a fejlesztési ütemben és a finanszírozás mértékében. A javasolt válasz az, hogy a 20. század közepén az élet tanulmányozásának két különbözõ megközelítése – a biológiai tudományok élettani és fiziológiai-anyagcsere-irányai – egyesült. Ez a szintézis, amely új tudomány – molekuláris biológia születését eredményezte,a biológia képességeit minden szempontból élesen növelte, a pontos tudás gyors felhalmozódásához vezetett, és létrehozta az új technológiák kifejlesztésének alapját, amelyek hatása messze túlmutat a tudományon, és egyre mélyebbre és mélyebbre hatol az életünkben, ami nagy érdeklődést keltett.


1 A polimeráz láncreakció (PCR) a molekuláris biológia egyik módszere, amely lehetővé teszi az egyes DNS-fragmensek alacsony koncentrációinak szignifikáns növelését egy biológiai anyagban (mintában). A DNS-másolatok (amplifikáció) egyszerű reprodukciója mellett a PCR lehetővé teszi a genetikai anyag (manipuláció, DNS-fragmensek stb.) Más manipulációját, és széles körben alkalmazzák a biológiában és az orvostudományban (például örökletes vagy fertőző betegségek diagnosztizálására, , a gének izolálása és klónozása stb.).

2 A proteomika a fehérjék tudománya és kölcsönhatása (különösen az emberi szervezetben). Az általa vizsgált folyamatok közül a fehérjék szintézise, ​​azok módosítása, bomlása és helyettesítése a szervezetben. Korábban a fehérjék vizsgálata a biokémia egyik szakasza volt.

3 Apoptózis – programozott sejtes halál,a sejtek tömörítésével, a sejtmembránok tömörödésével (ezért apoptózis során a sejt tartalom nem lép be a környezetbe), például a sejtek összenyomódása, kondenzációja és a kromatin töredezettsége.

4 A monoklonális antitestek ugyanabba a sejtkombinába tartozó immunsejteket termelnek (azaz egyetlen prekurzor sejtből származnak). Gyakorlatilag bármilyen olyan anyaggal állíthatók elő, amellyel az antitest specifikusan kötődik, ami lehetővé teszi számukra, hogy széles körben alkalmazzák őket a biokémia, a molekuláris biológia és a gyógyszer egy adott anyag kimutatására vagy tisztítására.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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