Современнаялаборатория молекулярной биологии.При упоминании в разговоре слова лаборатория рядовой обыватель не специалист сразу представляетсебе ряд образов, навеянных кинематографом и беллетристикой, которые объединяетодна деталь очень запутанная система пробирок, колб, реторт, соединенных междусобой, в которых кипят и булькают разноцветные растворы.При упоминании лаборатория молекулярной биологии - к вышеописанному добавляетсянебольшая, но яркая черта в одной из колб или реторт сидит задумчивый клон ипечальными глазами смотрит на окружающий мир. Что касается колб и другой химической посуды, то она, действительно, необходимадля работы молекулярных биологов, а все остальное относится к разрядуфантастики.
На мой взгляд, описание современной лаборатории молекулярной биологии лучшевсего проводить в сильно обобщенном виде, дабы не утруждать вас, уважаемыйчитатель, излишними подробностями. Кроме того, хотелось бы сразу обратить вашевнимание, что речь пойдет об обыкновенной отечественной лаборатории, где нарядус самым современным оборудованием соседствуют агрегаты 20-30 летней давности.
Практически любую научно-исследовательскую работу предваряет этап сбораинформации об объекте и планирование эксперимента. Для этого молекулярномубиологу требуется компьютер, желательно подключенный к Интернет, и специальноепрограммное обеспечение.В Интернет существует множество специализированныхсайтов для молекулярных биологов электронные версии журналов по молекулярнойбиологии и смежным специальностям электронные базы данных опоследовательностях белков и нуклеиновых кислот сайты компаний, торгующихоборудованием и реактивами для лабораторных исследований сайты научныхколлективов и т.д. Кроме того, существуют сайты, подобные нашему, на которыхстуденты и молодые ученые имеют возможность получить полезную информацию ипообщаться друг с другом. Как уже говорилось выше, молекулярному биологутребуется специальное программное обеспечение начиная с достаточно простыхпрограмм, например, позволяющих находить определенные участки ДНК впоследовательности изучаемого гена и заканчивая чрезвычайно сложнымипрограммами, требующими мощных компьютеров, позволяющими моделироватьпространственную трехмерную структуру белков.
Помимо информационно-вычислительных функций, компьютер в лабораториимолекулярной биологии также, достаточно часто, несет функцию посредника междуприбором и исследователем.
Так, например, некоторые приборы не имеют внешнегоинтерфейса или имеют его в сильно упрощенном варианте и для управления имииспользуется компьютер.
К таким приборам относятся хроматографыдля Высоко Эффективной Жидкостной Хроматографии ВЭЖХ , некоторые модели спектрофотометров,амплификаторови синтезатороволигонуклеотидов. спектрофотометр планшетный фотометр 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 томчисле и биомедицинского в бактериальных системах.
Бактерии удобны дляисследователей тем, что достаточно быстро размножаются например, у кишечнойпалочки - Escherichia coli деление происходит раз в 20 минут и просты вманипулировании. Существуют лаборатории, которые занимаются исследованиеммеханизмов действия ферментов.Изучение механизмов действия ферментов, а такжеих свойств позволяет исследователям получить в свое распоряжения высокоточныеинструменты для проведения манипуляций как с белками, так и с ДНК и создаватьэффективные лекарственные препараты.
В случае ДНК, уже многие годы, известныразличные классы ферментов, которые позволяют разрезать , сшивать , модифицировать и проводить ряд других, более специфическихопераций с фрагментами ДНК. В зависимости от методов исследования лаборатория молекулярной биологиикомплектуется соответствующими приборами.Практически в каждой лаборатории работаютс микроорганизмами, для нормального роста которых требуется поддержаниеопределенной температуры.
Это осуществляется специальными приборами -термостатами, которые поддерживают заданную температуру с точностью 0.5градуса. Временное хранение микроорганизмов осуществляют в обыкновенных бытовыххолодильниках, длительное - в специальных морозильных камерах, поддерживающихтемпературу от -20 до -80 оС. Приборы, наиболее часто встречающиеся в лабораториях молекулярной биологии - амплификатор,центрифуги, аппараты для вертикального и горизонтального электрофорезабелков и нуклеиновых кислот и системы детекции.
В зависимости от специализациилаборатории в парке оборудования могут присутствовать и другие, менеераспространенные приборы. камера для вертикального электрофореза белков автоматические пипетки центрифуга Как уже говорилось выше, специализация лаборатории молекулярной биологииопределяется объектами исследования.Можно бесконечно перечислять различныемикроорганизмы или отдельные биологически активные соединения, изучениемкоторых многие ученые посвящают всю свою жизнь.
Однако, надо знать меру иостановиться лишь на ряде достаточно общих задач, решаемых коллективамилабораторий молекулярной биологии. Не всякая исследовательская работа, насовременном этапе развития науки, может считаться таковой.Например,секвенированием ДНК уже несколько лет занимаются промышленным способом ,то есть квалифицированные лаборанты, по отработанной методике получаютдостаточно протяженные фрагменты ДНК, последовательность которых определяют спомощью специальных приборов.
Примером такой работы является компания Celera,один из основных участников проекта Геном человека . Создание базпоследовательностей ДНК, белков и другим биологически активных веществ давноуже не является предметом исследования специалиста, а лишь удобным инструментомв работе. Научные исследования ведутся как по прикладным разработка лекарственныхпрепаратов и т.д так и по фундаментальным направлениям.Наибольший интерес,на мой взгляд, представляют исследования в области создания новых лекарственныхпрепаратов.
Все эти исследования можно условно разбить на несколько направлений изучение влияния на процесс метаболизма отдельных его биохимических компонентов. изучение структурно-функциональных отношений в белках. получение модифицированных белков генно-инженерным способом. изучение взаимодействия неспецифических лигандов с рецепторами.Каждым из перечисленных выше направлений занимаются десятки лабораторий повсему миру. В заключении, хотелось бы обратить ваше внимание на то, что рассказывать оперспективных научных разработках в общем виде очень сложно, особенно делаяскидку на то, что для неспециалиста надо подробно объяснять не толькоспециальные профессиональные термины, но и суть многих явлений и процессов.Именно поэтому я очень прошу вас, уважаемый читатель, обсудить эту статью нафоруме.
Возможно, при последующей редакции, это позволит сделать ее болееинтересной.