Genetyka

W połowie lat pięćdziesiątych badacze ustalili, że sekwencja zasad w DNA zawiera zaszyfrowaną informację o budowie wszystkich białek niezbędnych komórce. Trzeba było jednak ponad dziesięciu lat badań, by uczeni zrozumieli, w jaki sposób komórki przekładają informację zawartą w DNA na sekwencję aminokwasów w białkach. Do wyjaśnienia tego procesu przyczyniły się w znacznej mierze badania nad działaniem genów bakteryjnych. Po odkryciu przez Watsona i Cricka struktury DNA bakterie szybko stały się podstawowymi organizmami używanymi do badań nad działaniem genów. Można je łatwo hodować, rosną bardzo szybko, a ich DNA potrzebny do rozwoju i namnażania się jest niewielkich rozmiarów. Podstawy działania genów są podobne u wszystkich organizmów, toteż szybko potwierdzono poprawność i użyteczność wyników otrzymanych u bakterii także dla innych gatunków. Następnie dowiemy się, jak DNA wpływa na fenotyp organizmów na poziomie molekularnym za pomocą ekspresji genów. Ekspresja genów obejmuje różne etapy, podczas których informacja zawarta w sekwencji zasad DNA przekłada się na syntezę białek w komórce. Białka wpływają na fenotyp w różny sposób. Skutki tego wpływu obejmują zarówno łatwo obserwowalne cechy budowy, jak i bardzo subtelne zmiany, wykrywalne jedynie metodami biochemicznymi. Pierwszym ważnym etapem ekspresji genów jest transkrypcja, czyli synteza cząsteczki RNA komplementarnej do sekwencji DNA. Drugim głównym etapem jest translacja, w której RNA staje się matrycą zawierającą zakodowaną informację do syntezy białka.