Реферат: Современная лаборатория молекулярной биологии

.

При упоминании в разговоре слова «лаборатория» рядовой обыватель (не специалист) сразу представляет себе ряд образов, навеянных кинематографом и беллетристикой, которые объединяет одна деталь: очень запутанная система пробирок, колб, реторт, соединенных между собой, в которых кипят и булькают разноцветные растворы. При упоминании «лаборатория молекулярной биологии» — к вышеописанному добавляется небольшая, но яркая черта: в одной из колб (или реторт) сидит задумчивый клон и печальными глазами смотрит на окружающий мир.

Что касается колб и другой химической посуды, то она, действительно, необходима для работы молекулярных биологов, а все остальное относится к разряду фантастики.

На мой взгляд, описание современной лаборатории молекулярной биологии лучше всего проводить в сильно обобщенном виде, дабы не утруждать вас, уважаемый читатель, излишними подробностями. Кроме того, хотелось бы сразу обратить ваше внимание, что речь пойдет об обыкновенной отечественной лаборатории, где наряду с самым современным оборудованием соседствуют агрегаты 20-30 летней давности.

Практически любую научно-исследовательскую работу предваряет этап сбора информации об объекте и планирование эксперимента. Для этого молекулярному биологу требуется компьютер, желательно подключенный к Интернет, и специальное программное обеспечение. В Интернет существует множество специализированных сайтов для молекулярных биологов: электронные версии журналов по молекулярной биологии и смежным специальностям; электронные базы данных о последовательностях белков и нуклеиновых кислот; сайты компаний, торгующих оборудованием и реактивами для лабораторных исследований; сайты научных коллективов и т.д. Кроме того, существуют сайты, подобные нашему, на которых студенты и молодые ученые имеют возможность получить полезную информацию и пообщаться друг с другом. Как уже говорилось выше, молекулярному биологу требуется специальное программное обеспечение: начиная с достаточно простых программ, например, позволяющих находить определенные участки ДНК в последовательности изучаемого гена и заканчивая чрезвычайно сложными программами, требующими мощных компьютеров, позволяющими моделировать пространственную (трехмерную) структуру белков.

Помимо информационно-вычислительных функций, компьютер в лаборатории молекулярной биологии также, достаточно часто, несет функцию посредника между прибором и исследователем. Так, например, некоторые приборы не имеют внешнего интерфейса (или имеют его в сильно упрощенном варианте) и для управления ими используется компьютер. К таким приборам относятся хроматографы для Высоко Эффективной Жидкостной Хроматографии (ВЭЖХ), некоторые модели спектрофотометров, амплификаторов и синтезаторов олигонуклеотидов.

Каждая лаборатория молекулярной биологии имеет достаточно узкую специализацию, которая определяется как методами исследований, так и объектами исследований. Некоторые лаборатории занимаются получением белков различного назначения (в том числе и биомедицинского) в бактериальных системах. Бактерии удобны для исследователей тем, что достаточно быстро размножаются (например, у кишечной палочки — Escherichia coli деление происходит раз в 20 минут) и просты в манипулировании. Существуют лаборатории, которые занимаются исследованием механизмов действия ферментов. Изучение механизмов действия ферментов, а также их свойств позволяет исследователям получить в свое распоряжения высокоточные инструменты для проведения манипуляций как с белками, так и с ДНК и создавать эффективные лекарственные препараты. В случае ДНК, уже многие годы, известны различные классы ферментов, которые позволяют «разрезать», «сшивать», модифицировать и проводить ряд других, более специфических операций с фрагментами ДНК.

В зависимости от методов исследования лаборатория молекулярной биологии комплектуется соответствующими приборами. Практически в каждой лаборатории работают с микроорганизмами, для нормального роста которых требуется поддержание определенной температуры. Это осуществляется специальными приборами — термостатами, которые поддерживают заданную температуру с точностью ± 0.5 градуса. Временное хранение микроорганизмов осуществляют в обыкновенных бытовых холодильниках, длительное — в специальных морозильных камерах, поддерживающих температуру от -20 до -80 о С.

Приборы, наиболее часто встречающиеся в лабораториях молекулярной биологии — амплификатор, центрифуги, аппараты для вертикального и горизонтального электрофореза белков и нуклеиновых кислот и системы детекции. В зависимости от специализации лаборатории в парке оборудования могут присутствовать и другие, менее распространенные приборы.

1. изучение влияния на процесс метаболизма отдельных его биохимических компонентов.
2. изучение структурно-функциональных отношений в белках.
3. получение модифицированных белков генно-инженерным способом.
4. изучение взаимодействия неспецифических лигандов с рецепторами.

Каждым из перечисленных выше направлений занимаются десятки лабораторий по всему миру.

В заключении, хотелось бы обратить ваше внимание на то, что рассказывать о перспективных научных разработках в общем виде очень сложно, особенно делая скидку на то, что для неспециалиста надо подробно объяснять не только специальные (профессиональные) термины, но и суть многих явлений и процессов. Именно поэтому я очень прошу вас, уважаемый читатель, обсудить эту статью на форуме. Возможно, при последующей редакции, это позволит сделать ее более интересной.