Της Κωνσταντίνας Ζαμπουρίδου,
Η επιθυμία του ανθρώπου να κατανοήσει τους κανόνες που διέπουν κάθε τι ζωντανό, έχει τις ρίζες της από τα αρχαία χρόνια. Ξεκινώντας από τον Αριστοτέλη, τον Μεσαίωνα και την Αναγέννηση, συνεχίζοντας στους αιώνες που πέρασαν πρόσφατα, οι οποίοι προσέφεραν γνώσεις ορόσημο για τη βιολογία, καταλήγουμε τελικά στη σύγχρονη εποχή, με τη βιολογία να είναι πιο εξελιγμένη από ποτέ. Μέρος αυτής της εξέλιξης αποτελεί και η εμφάνιση της μοριακής βιολογίας, που σήμερα προσφέρει πολύτιμες γνώσεις και εφαρμογές για την ανθρωπότητα.
Απαιτώντας υψηλή τεχνογνωσία, η μοριακή βιολογία αναπτύχθηκε στα μέσα και το δεύτερο μισό του 20ουαιώνα. Άργησε να θεωρηθεί ξεχωριστός κλάδος της βιολογίας παρόλα αυτά, η βάση για αυτήν τη προσέγγιση είχε αρχίσει ήδη να διαμορφώνεται από νωρίτερες επιστημονικές ανακαλύψεις και εξελίξεις. Έτσι, η μοριακή βιολογία αναπτύχθηκε σταδιακά μέσα από πολλές επιστημονικές ανακαλύψεις και τεχνολογικές καινοτομίες, ξεκινώντας από την ανάλυση βιοχημικών διεργασιών, μέχρι την αποκωδικοποίηση της δομής του DNA και την προσέγγιση στη μελέτη της γενετικής πληροφορίας.
Σήμερα, αποτελεί έναν σημαντικό και δυναμικό τομέα της επιστήμης που επικεντρώνεται στη μελέτη των βιολογικών μορίων και διεργασιών που διέπουν τη ζωή. Πρόκειται για μία επιστήμη που μελετά τις δομές, τις λειτουργίες και τις αλληλεπιδράσεις των βιολογικών μορίων σε επίπεδο μοριακής κλίμακας. Μελετώνται μακρομόρια, όπως το DNA, το RNA, οι πρωτεΐνες και άλλα βιολογικά μόρια που είναι απαραίτητα για τη ζωή και τη λειτουργία των οργανισμών. Επιπλέον, η μοριακή βιολογία περιλαμβάνει την κατανόηση των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα μέσα σε ένα κύτταρο, καθιστώντας έτσι πολύ συχνά, ασαφή τα όρια μεταξύ αυτής και διαφόρων κλάδων της βιολογίας και της χημείας, όπως είναι η γενετική και η βιοχημεία.
Υπάρχουν κάποια θεμελιώδη θέματα που μελετώνται στα πλαίσια της μοριακής βιολογίας, όπως είναι η δομή του DNA και του RNA, που είναι οι κύριοι μοριακοί φορείς της γενετικής πληροφορίας, αλλά και η γενετική έκφραση, δηλαδή η διαδικασία μετατροπής του DNA σε RNA και μετέπειτα σε πρωτεΐνες. Υψηλής σημασίας είναι και η μελέτη γενετικών μεταλλάξεων, που είναι οι αλλαγές στην αλληλουχία του DNA, καθώς παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον, τόσο για τους πιθανούς φαινότυπους που μπορεί να δώσουν, όσο και για τη δυνατότητα να μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά ή μη.
Άμεσα σχετιζόμενο πεδίο μελέτης είναι το τμήμα της γενετικής και των ασθενειών. Πρόκειται για τη μελέτη διάφορων μεταλλαγών, που μπορούν να προκαλέσουν ανθρώπινες ασθένειες και του τρόπου με τον οποίο κληρονομούνται. Αναπόσπαστο κομμάτι της μοριακής, είναι φυσικά η μελέτη της πρωτεϊνικής δομής και λειτουργίας, αφού οι πρωτεΐνες είναι αυτές που εν τέλει διαμορφώνουν και ρυθμίζουν έναν ζωντανό οργανισμό. Μελετάμε λοιπόν τη δομή, τους τρόπους με τους οποίους αναδιπλώνονται, τις λειτουργίες τους και τις αλληλεπιδράσεις που έχουν με άλλα μακρομόρια.
Εμπλεκόμενη με τόσους τομείς μελέτης και έρευνας, η μοριακή βιολογία έχει ποικίλες και σημαντικές εφαρμογές σε πολλούς τομείς όπως είναι η ιατρική, η βιοτεχνολογία, αλλά και η βιομηχανία. Μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές της αποτελούν τα διαγνωστικά τεστ, είτε για την ανίχνευση κάποιου ιού (COVID-19), είτε κάποιας γενετικής μετάλλαξης που μπορεί να συνδέεται με κάποια ασθένεια. Συμβάλλει επίσης στην άσκηση της προγνωστικής ιατρικής, καθώς επιτρέπει την εξατομικευμένη προσέγγιση της ιατρικής με τη χρήση γενετικών πληροφοριών, για την πρόβλεψη της ανταπόκρισης του ασθενούς σε θεραπείες. Έπειτα έχουμε τη γενετική μηχανική, η οποία επιτρέπει μέσα από μεθόδους της μοριακής βιολογίας, την τροποποίηση γονιδίων σε βιολογικά συστήματα, με σκοπό τη βελτίωση των ιδιοτήτων των οργανισμών για εφαρμογές, όπως στη γεωργία και τη βιομηχανία.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η συμβολή της μοριακής βιολογίας και στην περιβαλλοντική βιολογία, όπου χρησιμοποιείται για τη μελέτη της βιολογικής ποικιλότητας, των βιολογικών επιπτώσεων και των ειδών που απειλούνται από αλλαγές στο περιβάλλον. Φυσικά από τις εφαρμογές της επιστήμης αυτής, δεν θα μπορούσε να λείπει η ανάπτυξη φαρμάκων. Μέσα από την κατανόηση των βιολογικών μηχανισμών που κρύβονται πίσω από τις ασθένειες, επιτρέπει την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, που επιτελούν συγκεκριμένους στόχους, βελτιώνοντας έτσι την αποδοτικότητα των φαρμάκων. Επίσης, έχει συμβάλει στην ανάπτυξη νέων τεχνικών όπως είναι η κλωνοποίηση και η γονιδιακή θεραπεία, που έχουν επιφέρει σημαντικές επιδράσεις στην ιατρική και τη βιοτεχνολογία.
Συνοψίζοντας αν και θεωρείται σχετικά νέα στον χάρτη των επιστημών, γίνεται εύκολα αντιληπτό, πως η μοριακή βιολογία έχει ανοίξει νέες δυνατότητες στην κατανόηση των μηχανισμών της γενετικής, της εξέλιξης, της ασθένειας και άλλων βιολογικών φαινομένων. Πρόκειται λοιπόν για μία επιστήμη, που παρότι ασχολείται με τον μικρόκοσμο, έχει σημειώσει πολλά τιτάνια επιτεύγματα για τον κόσμο όλων μας.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- The evolution of molecular biology, EMBO reports. Διαθέσιμο εδώ
- The Application of Molecular Biology, MDPI. Διαθέσιμο εδώ
