Структура біології як науки
Як
влаштована наука біологія? Можна уявити її як листковий пиріг. Її можна
розрізати на шматки, що відповідають об'єктам вивчення (бактерії, найпростіші,
рослини, тварини, людина). У кожному шматку будуть шари, що відповідають рівню
вивчення: молекулярна біологія, біохімія, фізіологія, анатомія, генетика і
т.д. до екології. Біологічний підхід визначається не тим, що ми вивчаємо
(об'єкт вивчення), а методами і концепціями, що використовуються для вивчення наших
об'єктів.
Нагадаємо,
що на попередніх лекціях ми говорили, про будову молекул, з яких
складаються живі організми, про основні молекулярних процесах і про біополімерах. Резюме
повторимо будова біополімерів. Біополімери складаються з мономірних ланок,
які складаються з вуглецю, водню, кисню і т.д. (див. схему нижче).
Вони,
об'єднуючись в послідовності, лінійні або розгалужені, утворюють
що функціонують в клітині біополімери. І функції молекул лежать в основі
життєдіяльності клітини.
Біополімер
Нуклеїнові кислоти
C, H, N, O, P
Білки
C, H, N, O, S
Вуглеводи
C, H, O
Ліпіди
C, H, O
Вивчення
хімічної структури речовин, що становлять живу клітину, було розпочато ще в 19
столітті, але структура та функції ДНК, РНК, білків були встановлені в 20 столітті. За
кожним відкриттям коштує робота багатьох вчених. Розглянемо як приклад як були
відкриті нуклеїнові кислоти, як їх вивчали, встановили їх функції.
В
1868 Фрідріх Мішер в ядрах клітин виявив фосфорвмісних речовина,
назване їм нуклеіном (від слова Нуклеус - ядро). Він зіскоблювати з гнійних
бинтів клітини, в яких було багато лейкоцитів, і з них виділив цю речовину.
Потім,
в 1889 році, вдалося визначити, що до складу нуклеіна входить нуклеїнова
кислота і білок. Цим займався Ріхард Альтман. З'явився термін
"нуклеїнова кислота". Потім все азотисті підстави були
проаналізовані, їх склад і структура була встановлена хіміками.
Передбачалося, що структура ДНК виглядала наступним чином: ДНК складається з
того, що ми зараз називаємо нуклеотидами, А, Т, Г, Ц; їх там чотири штуки, вони
вчотирьох утворюють колечко, яке знаходиться в ядрі. На початку двадцятого століття
ДНК виділяли з тканин тимуса, а РНК вдалося виділити з ядер клітин проростків
пшениці. Тому ДНК вважали тваринної нуклеїнової кислотою (називали
тімонуклеіновая кислота), а РНК - рослинної. Вважали, що була знайдена
біохімічна особливість, що відрізняє клітини тварин і рослин.
Потім
в 1938 році був проведений рентгеноструктурний аналіз ДНК. Зокрема,
встановили, що відстань між нуклеотидами в ДНК дорівнює 3,4
