«Золушка» ғылым иерархиясында ханшайым немесе биология орнына айналады

«Золушка» ғылым иерархиясында ханшайым немесе биология орнына айналады

Александр Александрович Ярилин,
Ресей Федерациясының Мемлекеттік ғылыми орталығының клеткалық иммунология кафедрасының меңгерушісі, Ресей Федерациясы Федералдық медициналық-биологиялық агенттігінің иммунология институты
«Экология және өмір» №12, 2008

Соңғы онжылдықтарда жаратылыстану ғылымдары арасында бөтен адам болып саналатын биология көшбасшы болды, ол көп көңіл бөледі, сондай-ақ материалдық және адами ресурстар. Ең әсерлі – бұл трансформация жылдамдығы. Сұрақ, әрине, оның себептері туралы туындайды. Мақалада бұл туралы кейбір ойлар бар.

Биология ерекшеліктері

Биология – өмір тіршілігі және тіршілік объектілері – әдетте жаратылыстану ғылымдарының кешені болып табылады және әдетте ең маңыздысы – физика және химия болып саналады. Бірақ осы үштігінің ең үстіртін салыстыруымен биологияның кейбір ерекшеліктері оны табиғи ғылым пәндерінен бөліп, өзіне назар аударады.

Home – басқа жаратылыстану ғылымдары зерттеген инерттің табиғатымен салыстырғанда, зерттеу объектісінің – табиғаттың керемет күрделілігі.Оның үстіне, өмірдің табиғатын түсіну жансыз заттардың сипатын алдын-ала түсінудің нағыз, бірақ айқын шарты ретінде көрінеді. Әрине, бұл мәлімдеме жансыз заттар туралы заңдардың толығымен ашылуы керек екендігін түсінбеу керек, содан кейін өмірді зерттеуге баруға болады. Керісінше, медицинадағы ұқсастығы дұрыс. Шынында да, ауруларды емдеу үшін тірі организмге араласу өмірлік белсенділікке негізделген заңдарды, сондай-ақ аурудың сипатын білуді білдіреді. Бірақ егер бұл қағида бірден жүзеге асырылса, іс-әрекет түрі ретінде медицина әлі күнге дейін пайда болмас еді. Шын мәнінде, медицина биологияның дамуы үшін құрметпен қашықтықта жүретіндіктен, биология физика мен химиядан кейін белгілі бір аралықта дамиды. Биологияның «қайталама табиғаты» физика мен химияға қатысты тек материяның жалпы заңдылықтарына негізделген тірі табиғат заңдарын білу және түсіну саласында ғана емес, сонымен қатар оларды автоматты түрде бақылап отырады. Биологияның әдіснамалық негізі, осы ғылымның құралдары физика мен химияның ұрпағы болып табылатын технологиядан келеді.Биологияны микроскопты жасау, аналитикалық химия әдістерін дамыту және т.б. бергенін еске түсіріңіз.

Биологияның тағы бір маңызды ерекшелігі оның субъектілері (биологтар) тірі тіршілік етуі оның объектілерінің бір мезгілде болуы болып табылады. Бұл биологияны басқа жаратылыстану ғылымдарымен салыстырғанда қосымша тартымды етеді және ол барлық уақытта қоғамдық мүдденің кепілі ретінде қызмет етеді.

Сонымен қатар, биология – биологияның қолданбалы саласы болып табылатын медицина негізі және қаржыландыруға маңызды ынталандыру болып табылатын, биологиялық зерттеулер құрылымына айтарлықтай әсер етеді, бұл ең алдымен медицинамен байланысты ең алдымен облыстың дамуына ықпал етеді.

Мәселен, зерттеу объектісінің керемет күрделілігіне байланысты биология оның прогрессінде осы ғылымдардың әдістері мен мазмұнын негізге алатын физика мен химиядан тұрады. Сонымен бірге тірі зат – адам биологиясы туралы өзі туралы білім көзі ретінде ғана емес, күнделікті өмірде маңызды рөл атқаратын медицина мен биологияның басқа қолданбалы салаларының негізі ретінде ерекше тартымдылыққа ие.

Биологиялық дуализм

Дәстүрлі биологияның дуальділігі «корпускулалық-генетикалық» және «физиологиялық және метаболический» бағыттарында өмір сүреді.

Кез-келген жаратылыстану ғылымының дамуы фактілерді бақылау және жинақтаудан басталады, содан кейін осы фактілердің теориялық түсінігі мен эксперименттік талдауы және олардың өзара қарым-қатынасы басталады. Мысалы, физика белгілі бір объектілерді (Ғалам, Жер және т.б.) зерттеуді дербес, алайда жеке ғылымдар – астрономия, космология, геология және т.б. жаратуға әкеліп соқтыратын жалпы заңдылықтардан зерттеуден ертерек бөлді. Биологияда барлығы Бұл басқаша болды. Осы уақытқа дейін жалпы биологиямен бірге ботаника, зоология, микробиология, адамның ғылымдарының кешені (оның ішінде қолданбалы пәндер, оның ішінде медицина) тереңдігі бар. Бұдан басқа, жалпы биология шамамен жарты ғасырдан астам уақыт бұрын өзін биологияның бірдей, бірдей өрісі ретінде қалыптастырды. Осыған байланысты биология бойынша мектеп оқулықтары мүлдем жоқ екендігін еске түсіру керек, оның орнына олардың жеке бөлімдерінде – ботаника, зоология, анатомия және адам физиологиясы және жалпыға ортақ «биотехнология» ретінде «Дарвинизм негіздері» атты оқулықтар бар.Осының бәрін, бір жағынан, биологияны зерделеу объектілерінің күрделілігі мен алуан түрлілігінің көрінісі ретінде, ал екінші жағынан бұл ғылымның жетілмегендігі белгісі ретінде қарастыруға болады.

Тарих туры

Биологияның тарихын қысқаша шолу жасайық, оның жалпы үрдістерін анықтау үшін (әрі қарай дәлелдеу үшін қажет болады).

Шын мәнінде, өмір сүретін объектілерді ғылыми зерттеуге жүйелі түрде бірінші болып адами анатомия болды, ол анық қолданылатын медициналық бағдарға ие болды. Ежелде, Орта ғасырларда және Ренессанссте қол жеткізген жетістіктер зерттеудің осы саласын дерлік таусады. Ренессанс барысында алғашқы физиологтардың (қанайналым жүйесін зерттеген) шығармаларында адам денесі «жұмыс істеді». Адам денесінің қызметі қалай жақсы екенін түсіну үшін терең химиялық білім қажет болды, ал 19-шы ғасырда олардың базасында биохимия және метаболизм теориясы пайда болды. Микроскоптың жасушасында ерекше тірі ағзаның негізі ретінде қарастырыла бастады. Органдардың макроскопиялық байқауынан матаның құрылымын микроскопиялық талдау жүргізілді.XIX ғасырдың соңында физиологиялық функцияларды реттеу туралы идеялар пайда болды, гомеостаз пайда болды және орталық жүйке жүйесінің доктринасы пайда болды, ол физиология тәжі болды.

Жоғарыда айтылғандай, биологиядағы бұл бағыт негізінен медицинаға негізделген және адамға арналған физиологиялық зерттеулердің мүмкіндіктері шектелген, адам ағзасында орын алған процестерді зерделеу үшін эксперименталды жануарлар қатысуы керек еді. Нәтижесінде, алынған білім тек қана медициналық емес, сонымен қатар жалпы биологиялық (әртүрлі түрлер өкілдеріне таратылған) түсіндіруді ғана емес сатып алды. Осындай міндеттерге және ұқсас ғылыми қондырғыларға негізделген өсімдіктердің физиологиясы мен биохимиясы ұқсас түрде дамыды. Биология саласы физиологиялық және метаболизм ретінде белгіленуі мүмкін.

Басынан бастап биологиядағы басқа бағыт жалпы биологиялық заңдарды зерттеуге бағытталған. Мұнда бастапқы нүкте бірдей сипаттамалық тәсіл болды. Бұл жолдағы алғашқы іргелі қорыту салыстырмалы анатомиямен байланысты. Оның негізінде 17-ші ғасырда пайда болған биологиялық систематиканың негізін қалаған организмдер арасындағы тіршілік сипаты мен туыстықтың бірлігі идеясы қалыптасты.

Келесі қадам – ​​ауыл шаруашылығы практикасында жануарлар мен өсімдіктерді жасанды өсірудегі тәжірибелік іс-әрекеттерге үлкен ықпал еткен эволюциялық теорияны құру. Чарльз Дарвинді табиғи селекция теориясы эволюциялық үдерістің негізі ретінде дамытумен бір мезетте бір мезгілде Г.Мендел тұқымшылықтың корпускулалық сипатын құрды. Дайындалған цитологиялық (жасушалық) негіздің арқасында оны генетиканың жылдам дамуы (тұқым қуалау хромосомалық теориясы, биологиялық әртүрлілік көзі ретінде мутацияларды зерттеу, іріктеуге арналған материалдарды жеткізу және т.б.) жүзеге асырды. XX ғасырдың бірінші жартысының генетикасы формальды емес деп аталды: генетикалық және эволюциялық үдерістердің мәнін түсіну үшін тұқым қуалаушылық бірліктердің және іріктеу объектілерінің биохимиялық сипаты сол кезеңде маңызды емес еді. Биологияның бұл саласын корпускулалық-генетикалық деп атаймыз.

Екі биология?

Екі тармақтың негізінде жатқан тәсілдердің айтарлықтай айырмашылығы бар екенін көруге болады. Бастапқыда бұл бастапқы мүдделер, міндеттер мен ұғымдар арасындағы айырмашылыққа байланысты болды, бірақ кейінірек ғылыми ойлаудың екі стилін қалыптастыруға мүмкіндік беретін әдіснамалық тәсілдерге жайылды.Осы «екі биологияның» жақтаушыларының көзқарастарындағы айырмашылық соншалықты күрделі болды, олар басты мәселеге басқаша жауап берді – өмірдің негізі.

Корпускулалық-генетикалық трендті ұстаушылардың жағдайы Н.В. тұжырымдалған қысқаша (тым түсініксіз болса да) болды. Тимофеев-Резовский: «Өмірдің негізі – шартты қалпына келтіру». Конверсиялық қайта құру арқылы, ол биологиялық объектілердің (ақыр соңында, хромосомалар, гендер, ДНҚ) екі еселілігін бастапқы күйінен мүмкін ауытқулармен түсінді.

Физиологиялық және метаболизм трендінің ізбасарлары өмірдің негізін метаболизм деп санайды, оны тоқтату қайтымсыз болып табылады және өлімді білдіреді.

Өмір табиғатының екі түсінігі де әділ, бірақ әртүрлі деңгейде орналасқандығы туралы келісе алмайды. Корпускулалық-генетикалық түсіну, ең алдымен, тұқым қуалаушылыққа байланысты – өзін-өзі қалпына келтіру процесі және тірі заттардың алуан түрлерінің себептері, ал физиологиялық және метаболизм түсінігі мұра белгілерінің фенотиптік көріністерін тіркеуге негізделген.

Биология биологиясы 20-шы ғасырдың ортасына дейін сақталып, оқиғалар туындаған аймақтың синтезіне әкелді.Бұл биологияның теңдесі жоқ прогресі үшін негіз болатын осы синтез, оны жаратылыстану ғылымдарында жетекші орындарға жеткізді.

«Екі биология» синтезі және молекулалық биологияның пайда болуы

1962 ж. Физиология және медицина бойынша Нобель сыйлығына Дж. Уотсон, Ф. Крик және М. Уилкинс ДНҚ құрылымын ажырату үшін (1953 жылы жарияланған) берілді. Шындығында, марапат екі түрлі жұмыстарды алды. М. Уилкинс және Р. Фрэнклин ДНК кристалдарының рентгендік құрылымдық талдауына (биологияның негізгі мәні бар химиялық құрылымдарды – макромолекулаларды зерттеу үшін қолданылатын физиканың әдістері мен қағидалары) әсер етті. Дж. Уотсон және Ф. Крик ДНҚ құрылымына қатысты теориялық қорытынды жасады, бұл осы молекуланың негізгі қасиеттерін тұқым қуатын тасымалдаушы ретінде түсіндіруге мүмкіндік берді. Бұрын биохимик Э. Чаргф (кейінірек оның стилистикасы мен идеологиясы бар «жаңа биологияның» қарсылас қарсыласы) ДНҚ адениніндегі (А) азотты негіздің мазмұны тиминдік мазмұнға (T) тең, ал гуаниннің (G) мазмұны цитозин ( C); Осылайша, бұл негіздер А – Т және С – Г жұптарын (Chargaff ережесі) құрайды, бұл Датчиктің Watson және Crick құрылысы үшін басты фактор болды.Бұл модельдің мәні ДНҚ-ның қос спираль болып табылады және оны қалыптастыратын жіптер белгілі бір нуклеотидтер арасындағы сутегі байланыстарының арқасында өзара бірін-бірі толықтырады (дәлірек айтқанда, Chargaff ережесіне сәйкес бір-біріне сәйкес келеді). Модель ДНК рөлін тұқым қуалаушы ретінде анықтады, ол нуклеотидтер тізбегі арқылы кодталған (коды идеясы жақында Г. Гамовпен тұжырымдады).

Бұл жалпылама (ол тез танымал болды), осы ұғымдарды әзірлеген және оларды дәстүрлі биохимиялық тұжырымдамалар контекстінде «енгізген» қарқынды зерттеулер жүргізілді. Маңызды кезеңдер: биологиялық ақпаратты ДНҚ-дан РНҚ-ға бағыттауды зерттеу (және одан белок); нуклеин қышқылынан ақуыздарға ақпарат беру кезінде кодты декодтау; ДНҚ, РНҚ және ақуыздардың синтезін катализдейтін ферменттерді, сондай-ақ, осы процесстер орын алатын жасушалық құрылымдарды табу. ДНҚ-ның репликациядан протеин синтезіне дейінгі оқиғалардың бүкіл тізбегі жасушадан тыс шығара алды.

Бүгін түсініктіДНҚ-ның қос спираль құрылымын ашу жалпы ғылыми маңызы бар маңызды нәтижелердің қарқынды дамып келе жатқандығын туғызды, бұл сөзсіз бұрын бөлінген және үйлесімді емес биология салаларының синтезінен басқа ештеңеге алып келмеді. Гендер «биохимиялық салдарды» сатып алды, олардың жұмысы енді биохимиялық процестер түрінде ұсынылуы мүмкін. Негізінде, генетикалық процестердің биохимиялық негізі анық болды, ал физиологиялық үлгілер молекулярлық деңгейде дәлелденді. Тұқым қуалаушылық теориясына әсер ететін молекулалық қайта ойлау тез арада жасуша физиологиясының негізін, сосын ағзаны талдау үшін таралды. Енді эвристикалық және тұжырымдамалық маңыздылығы бар кез-келген зерттеулер молекулалық, жақсырақ молекулярлық-генетикалық, арматураны қамтуы тиіс.

Осылайша, жаңа ғылым, молекулалық биология дүниеге келді және оның аясында корпускулалық-генетикалық және физиологиялық-метаболизм биологиясының синтезі өтті.

Биологиялық революцияның жемістері

Өмірлік табиғатты түсінудегі революциядан басқа, бұл нәтижелер эксперименталды биологияның мүмкіндіктерін байытатын жаңа әдістемені құруға әкелді.Тиімді әдіснамалық тәсілдердің бірі гендер мен жасушалар деңгейінде биологиялық объектілерді клондау болды (ғылыми талдау үшін организмдердің клондау туралы айтуға әлі ерте). Молекулалар мен жасушаларды бөлу әдістерімен салыстырғанда клондау еңбекқорлықтың, уақыт пен материалдық шығындардың төмендеуіне, сондай-ақ тиімділіктің елеулі ұлғаюына байланысты үлкен артықшылықтарға ие болды. Нуклеин қышқылдарын зерттеу үшін әсіресе табысты болатын макромолекулалар құрамындағы мономерлердің дәйектілігін айқындау – секвенционды әдістер айтарлықтай жақсарды. Молекулярлық және жасушалық биология саласындағы жаңа білім негізінде, дәстүрлі химиялық синтезбен жылдамдық пен тиімділікпен салыстыруға келмейтін матрицалық ақуыз биосинтезінің әдістері жасалды. Ақыр соңында, гендерді манипуляциялау әдістерін жасай алдық – олар жасушаларды кесіп, ендіріп, олардың белсенділігін бақылайтын және т.б. болды. Молекулярлық биология шеңберіндегі таңқаларлық тез дамыған бұл әдістер гендік инженерия үшін негіз болды 20-шы ғасырдың жылдары, ДНҚ құрылымын бөлшектегеннен кейін, ширек ғасырдың ішінде – қос спиральдың ашылуы.Генетикалық және кең молекулалық инженерия әдістері ғылыми зерттеулерде қарқынды пайдаланылды, бұл олардың дәлелді күшін айтарлықтай арттырды. Олар тіпті күнделікті зертханалық тәжірибеге енгізілген (мысалы, полимеразды тізбекті реакция 1 1980-жылдардан бастап, бұл мата үйлесімділігін анықтау үшін медициналық диагностикада кеңінен қолданылады және т.б.). Бұл әдіснамалық тәсіл биотехнологияны түбегейлі өзгертеді.

Дәл ғылым

Бастапқыда дәл ғылымдар болған физика мен химиядан айырмашылығы, биология өзінің секцияларының (мысалы, генетика) бірнеше ғана дәлдігін талап етті. Бұл әдетте (әсіресе физиологиялық және метаболизм бағытында) зерттеушілер молекулалар мен жасушалардың қоспаларына қанық болғандықтан, нәтижелерді әртүрлі түсіндіруге мүмкіндік беретін әдістерді талдады. Молекулалық талдау әдістерін қолдану биологияны дәл ғылымға айналдырды, өйткені ол таза биологиялық заттарды (молекулалар, жасушалар) зерттеуде қолдануға және бір мәнді нәтижелерді беретін әдістерді қолдануға мүмкіндік берді. Осыған байланысты, жаңа әдіснама көмегімен биологиялық зерттеулердің дәлелді күші айтарлықтай өсті.Өзгерістердің нәтижесі, өз кезегінде, биологияның дамуының күрт өсуі болды: соңғы онжылдықта жинақталған білім көлемі бірнеше ғасыр бойы өмір сүрген биология саласындағы жинақталған көлеммен салыстырылады.

Worldview Goals – Жаһандық жобалар

Ғаламдық жобалар шеңберінде әмбебап және түбегейлі нәтижелерге қол жеткізуге бағдар ретінде заманауи биологияның даму ерекшеліктері туралы айтудың қажеті жоқ. Адам геномын толық декодтауға бағытталған «Адам геномы» жобасы. Бірінші көзқараста мұндай білім форматталмаған сияқты көрінеді. Алайда, жақын арада тексеру кезінде бұл жағдайдың жоқтығын тексеру қиын емес. Мысалы, жасушалардың жұмысын зерттеу, енді зерттеушілер, әдетте, олардың жұмысына қатысатын барлық гендердің өрнегін анықтайды. Олардың сипаттамаларынсыз, алынған нәтижелерді декодтау мүмкін емес еді, сондықтан жасушаның функцияларын бағалау мүмкін емес еді. Бүгінгі күні адам геномы ғана емес, сонымен бірге тышқандар, жеміс шыбындары және құрт Cenorabditis elegans, олар генетикалық және молекулалық биологиялық зерттеулердің сүйікті модельдері болып табылады. Енді протеомиктердің шеңберінде 2 адамның және жануарлардың ақуыздарының ұқсастығын каталогтандыру жүзеге асырылады, ол қазірдің өзінде дененің физиологиялық функцияларын жүзеге асырумен байланысты және корпускулалық-генетикалық және физиологиялық-метаболизм биология бағыттарының синтезінің ең толық көрінісі бола алады.

Биология және оның рөлі туралы идеяларды өзгерту

Молекулярлық биологияның барлық биологиялық пәндерге кеңінен енуі дәстүрлі биологиялық ғылымдар (цитология, биохимия, физиология) және тіпті олардың жеке секциялары (медицина, онкология, гематология, иммунология) өз даралықты жоғалтып, бірыңғай молекулалық биология. Бұл көзқарас биологиядағы молекулярлық тәсілдің адептизмдерінің максимализмін көрсетеді. Дегенмен, ұқсас эпизодтар биология тарихында ғана емес, әдетте өздерінің нақты тапсырмалары, объектілері және зерттеу әдістері бар ғылыми пәндердің егемендігінің қалпына келтірілуімен аяқталды. Мысалыклеткалық биологияға молекулярлық тәсілдердің кез келген дәрежеде енуінде, клетка әрдайым оны қалыптастыратын молекулалардың қосындысына емес, арнайы міндеттер мен әдіснамалық тәсілдерді тудыратын тәуелсіз биологиялық объект болып қала береді. Өмірді ұйымдастырудың молекулалық-генетикалық және онтогенетикалық деңгейлерінен халыққа және биосфераға өту кезінде молекулярлық әдістерді қолдану шекаралары аса көп дәрежеде байқалады. Дегенмен, биологияның идеологиялық және әдіснамалық бірлігі молекулярлық тәсілдердің принциптері мен әдістерін енгізу арқылы айтарлықтай күшейтілді.

Жоғарыда айтылғандай, биологияның молекулярлық деңгейге көшуі жаңа биотехнологияны қалыптастырды. Оның мәні қазіргі заманғы биологиялық әдістерді (атап айтқанда, гендік инженерия) көптеген маңызды биологиялық өнімдерді: жаңа препараттар мен диагностикалық өнімдерді, азық-түлік өнімдерін, ғылыми зерттеулерге арналған реагенттерді және т.б. өндіру үшін пайдаланылады. Мұндай өнімнің ең типтік өнімі рекомбинантты Жасанды түрде құрылған және жаңа қасиеттерге ие) белок, синтез жасушаларға енгізілген жаңа гендерді басқарады.Биотехнологиялық өндіріс рентабельдік тұрғыдан дәстүрлі саладан әлдеқайда асып түсті – тек компьютерлік технологиялар онымен бәсекелесе алады. Осыған байланысты биологияның біздің өмірімізге әсері едәуір өсті, бұл өз кезегінде оған қоғамның назарын аударуға ықпал етті.

Жаңа мүмкіндіктер – жаңа сынақтар

Техникалық мүмкіндіктің ұлғаюы және биологияның адамдардың өміріне ықпалын күшейту кеңеюі жаңа проблемаларға алып келді. Генетикалық түрлендірілген тағамдардың қол жетімділігі туралы пікірталастар бәріне белгілі. Биотехнологиялық салалардың жоғары рентабельділігі олардың өнімдерін (дәрі-дәрмектерді және азық-түлікті қоса алғанда) алдын-ала болжауға қиын салдарлармен түсініксіз және жанама түрде бейімдейді. Ғылымның өзі өте жылдам және көрінбейтін бақыланбайтын прогресі адам өмірінің тыйым салынған аймақтарына еніп, адамның жеке қасиеттері, адамның өмір сүру заңдары мен шектері сияқты аспектілерге ықпал ететініне қорқыныш туғызды. Біраз уақыт ішінде биотехнологиядағы керемет прогрестің тіркесімі психо биологияның жетістігі жаңа қорқыныш тудырады.Биологияның жекелеген бағыттары бойынша зерттеулер жүргізу үшін мезгіл-мезгіл құрылған мораторийлер әрдайым уақытша болып табылады және адамның мүмкіндіктері үшін қол жетімді барлық нысандар мен көріністерде биологияның дамуын тоқтата алмайды. Дегенмен, қиындықтар мен қорқыныштардың пайда болуы биологияның табысқа жетуінің айқын дәлелі болып табылады (олар радиациядан және химиялық ластанудан қорқады, енді олар биотехнологияның өнімдері болып табылады).

Тәжірибелік қосымшалар

Осы тақырып бойынша жалпы дәлелдер нақты мысалдарды айқын көрсетеді.

1970 жылдары апоптоз деп аталатын құбылыс анықталды. 3оның мағынасы бейнелі түрде көп жасушалық ағзаның мүддесі үшін жасушалардың өзін-өзі өлтіруі ретінде жеткізілуі мүмкін.

Негізі мен маңыздылығы жағынан бұл құбылыс жасушалық бөліну мен дифференциациямен салыстырылады. Оның ашылуы дәстүрге айналған әдістермен жүзеге асырылды, ол алғашқы жиырма жыл бойы оны зерттеуге қолданылды, бұл өте тиімсіз болып шықты. Бірақ кейінірек (биологтар ашылудың маңыздылығын түсінгенде) олар жоғарыда айтылған құрттың нысанын таңдау арқылы молекулярлық-генетикалық әдістерді талдауға қолданды C. elegans – бұл организмдегі жасушалар санының жоғары тұрақтылығына және онымен жұмыс істеу ыңғайлылығына байланысты. Осыдан кейін апоптозға байланысты гендердің тізбесі тез анықталды, сүтқоректілерде олардың гомологтары (ұқсас құрылымы бар гендер) анықталды, апоптоздың механизмдері кеңінен анықталды.

Бірнеше жыл бойы молекулалық биологияның принциптері мен әдістерін қолданып, ондаған жылдар бойы дәстүрлі әдістермен зерттеле алмаған мәселе шешілді.

Медициналық диагностиканың (әсіресе, онкологиялық аурулардың алдын алу және емдеу) проблемалары әркімге қатысты болса да, онкология әлі де практикалық маңызға ие жаңа тәсілдерді әзірлеу үшін ең қолайлы трамплин болып көрінеді. Олардың біреуі ісік антигендерін іздестіруге және өндіруге, яғни ісік жасушаларына тән заттарға, бірақ салауатты ағзаға (кем дегенде ересек адамға) қатысты және тиісті антиденелердің пайда болуына себепші болады. Ісік антигендері қарсы препараттарға қарсы вакциналардың негізі болуы мүмкін.

Алғашқы антигенді антигенді 1960 жылдардың басында Г.И. Әбелев анықтады.Содан кейін көптеген зерттеушілер олармен айналысты, бірақ оларды анықтау және оқшаулау күрделі проблемалар болып қала берді. Молекулярлық биология онкоковкина жасаудың салыстырмалы қарапайым және тиімді әдісін жасауға мүмкіндік берді. Тіпті тиімді эффективті вакциналарды жасау мүмкін болмаса да, антитуморлық иммунитеттің механизмдері туралы толық емес білім беру технологиясының жетілмегендігі салдарынан туындайды.

Биотехнологиялық өндірістің негізі ретінде қазіргі заманғы жасуша мен молекулярлық биологияны қолданудың керемет мысалдарының бірі моноклоналды антиденелер индустриясы болуы мүмкін. 4 бүгінгі күні қазіргі ғылым мен медицина мүмкін емес.

Мұндай антиденелер биологиялық макромолекулаларды талдаудың өте сезімтал құралы болып табылады. Олар иммунохимиялық анализде, заттарды анықтауға және оқшаулауға, олардың концентрациясын өлшеуге, ал медицинада диагноз қою үшін қолданылады. Дәстүрлі түрде олар жануарларды иммундау арқылы алынған, яғни оларды антиденелерді алуды қалаған затпен инъекциялау арқылы алынды. Дегенмен, бұл иммундық жауапты жасушалардың түрлі клондарының жасаған антиденелердің қоспасын жасады.Сондықтан қажетті антиденелерді өндіру үшін стандартты препараттар алу мүмкін болмады (селективті).

Гибридомдардың көмегімен – ісік жасушалары бар иммунизацияланған жануарлардың (әдетте тышқандардың) жасушаларының бірігуіне негізделген жаңа технологияны жасауға болады. Гибридтік клеткалар іс жүзінде өлмейтін және көбею қабілеті жоғары.

Жасушалық клондау әдістерін, сондай-ақ гибридтерді таңдауды жеңілдететін бірқатар басқа әдістерді қолдана отырып, ғалымдар қажетті антиденелерді шығаратын дәл сол клеткалардың клонын оқшаулайды. Алынған жасушалар (бұл гибридома) бессмертиктегі ерекше антиденелерді шығаруға қабілетті. Мұндай ұяшықтарды кез-келген мөлшерде таратуға болады және ұзақ уақыт сақталады. Олар қалыптастыратын антиденелер біртекті болып табылады, ал басқа қасиеттерге олар таза химиялық реагенттерге қойылатын талаптарды қанағаттандырады.

Гибридомдар революцияны тек иммунологияда ғана емес, жалпы медицинада және биологияда тудырды. Моноклоналды антиденелердің көмегімен молекулалар мен жасушалар анықталған, аурулар диагноз қойылған, қатерлі ісіктерді және басқа патологияларды емдеу үшін қолданылады.Дегенмен, тінтуірдің антиденелері адам ағзасына жатады, бұл өз кезегінде оларды антиденелерге қарсы антиденелер шығарады. Бірақ бұл проблема гендік инженерия арқасында шешілді: антиденелер молекуласының барлық бөліктері, оның ерекшелігін анықтайтын кішігірім аймақ адамнан басқа аналогтармен алмастырылды. Нәтижесінде, антиденелердің ерекшелігін сақтай отырып, адамдарға шетелдіктің болуын тоқтатады.

Өндірілген моноклоналды антиденелердің нұсқалары бұрыннан бері жүздеген мыңдаған жылдарға созылды, ал олардың өнімі кірістілік бойынша рекордтардың бірі болып қалады.

***

Мақаланың басында қойылған сұрақтың жауабын іздеуге қайтып оралуға болады деп ойлаймын: жаратылыстану ғылымдарының ғасырлар бойы сақталып келе жатқан биологиясы физика мен химияның жанында тең дәрежеде орналасты және тіпті оларды даму қарқындары мен қаржыландыру ауқымынан асып түседі. Ұсынылған жауап 20 ғасырдың ортасында өмірді зерттеуге арналған екі түрлі көзқарас – корпускулалық-генетикалық және физиологиялық-метаболикалық биология бағыттары – біріктірілді. Бұл жаңа синтез – молекулалық биологияның пайда болуына әкелді,биологияның барлық аспектілерінде күрт өсуін қамтамасыз етіп, дәл білімнің тез жинақталуына әкелді және оның әсері ғылымнан тысқары жерлерге дейін кеңейтіліп, біздің өмірімізге тереңірек және терең еніп, қоғамдық мүддеге алып келетін жаңа технологияларды дамытудың негізін құрады.


1 Полимеразды тізбекті реакция (ПТР) – биологиялық материалдағы (үлгідегі) жеке ДНҚ фрагменттерінің төмен концентрациясын айтарлықтай арттыруға мүмкіндік беретін молекулярлық биология әдісі. ДНК көшірмелерін (күшейту) қарапайым көбейтуге қосымша ПТР генетикалық материалмен (мутацияны енгізу, ДНҚ үзінділерін қосу және т.б.) көптеген басқа манипуляцияларға жол береді және биология мен медицинада кеңінен қолданылады (мысалы, тұқым қуалайтын немесе жұқпалы ауруларды диагностикалау, , гендерді оқшаулау және клондау және т.б.).

2 Протеомика – ақуыздардың ғылымы және олардың өзара әрекеттесуі (әсіресе адам ағзасында). Зерттелген процестердің ішінде ақуыздардың синтезі, олардың модификациясы, ағзасындағы ыдырау және ауыстыру. Бұрын ақуыздарды зерттеу биохимияның бір бөлігінің мазмұны болды.

3 Апоптоз – бағдарламаланған жасушалық өлім,Біртекті және көп клеткалы ағзаларда әртүрлі сипаттамалардың жиынтығы жүреді: мысалы, хроматинді толтыратын хроматинді конденсациялау және бөліп шығару, жасуша мембраналарының тығыздалуы (сондықтан апоптоз кезінде жасуша мазмұны қоршаған ортаға кірмейді).

4 Моноклоналды антиденелер бір клеткалық клонға жататын иммундық жасушаларды (яғни бір прекурсорлық жасушадан алынған) жасайды. Олар антиденелер нақты байланыстырылатын кез-келген зат бойынша шығарылуы мүмкін, бұл олардың биохимияда, молекулярлық биологияда және медицинада белгілі бір заттарды анықтауға немесе оны тазартуға кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

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