Кіріспе

Медициналық ғылымның клиникалық практикаға биологиялық және физиологиялық принциптерді қолданатын саласы – фармацевтикалық компания. Биомедицина (батыс медицинасы, бағытталған медицина немесе дәстүрлі медицина деп те аталады) – медициналық ғылымның клиникалық практикаға биологиялық және физиологиялық принциптерді қолданатын саласы. Биомедицина биологиялық зерттеулер арқылы расталған, дәлелге негізделген және стандартталған емдеуге басымдық береді, ал емдеуді ресми білім алған дәрігерлер, медбикелер және басқа да лицензияланған мамандар жүргізеді. Биомедицина денсаулық сақтау және биологиялық салалардағы көптеген басқа да категориялармен байланысты болуы мүмкін. Бұл жүйе бір ғасырдан астам уақыттан бері Батыс әлемінде медицинаның басым жүйесі болып табылады. Оған көптеген биомедициналық пәндер мен мамандықтар жатады, олар көбінесе "био" префиксімен аталады, мысалы: молекулалық биология, биохимия, биотехнология, жасуша биологиясы, эмбриология, нанобиотехнология, биологиялық инженерия, зертханалық медициналық биология, цитогенетика, генетика, гендік терапия, биоинформатика, биостатистика, жүйелік биология, нейробиология, микробиология, вирусология, иммунология, паразитология, физиология, патология, анатомия, токсикология және медицинаға қатысты өмір ғылымдарымен байланысты тағы да көптеген салалар.

Шолу

Биомедицина – қазіргі заманғы денсаулық сақтау және зертханалық диагностиканың тірегі. Ол ғылыми және технологиялық тәсілдердің кең спектрін қамтиды: in vitro диагностикадан бастап in vitro ұрықтандыруға дейін, кистоздық фиброздың молекулалық механизмдерінен ВИЧ вирусының популяциялық динамикасына дейін, молекулалық өзара әрекеттесулерді түсінуден канцерогенезді зерттеуге дейін, бір нуклеотидтік полиморфизмнен (SNP) гендік терапияға дейін. Биомедицина молекулалық биологияға негізделген және адам геномның, транскриптомның, протеомның, физиомның және метаболомның кең ауқымды құрылымдық және функционалдық байланыстарын молекулалық медицинаны дамытудың барлық мәселелерін біріктіреді, жаңа технологияларды болжау, диагностика және терапия үшін жасауға бағытталған. Биомедицина биология және физиология ғылымдарының әдістерімен (пато)физиологиялық процестерді зерттейді. Тәсілдер молекулалық өзара әрекеттесуді түсінуден бастап in vivo деңгейіндегі салдарларын зерттеуге дейін жетеді. Бұл процестер диагностика және терапияның жаңа стратегияларын әзірлеу мақсатында зерттеледі. Аурудың ауырлығына қарай, биомедицина пациенттегі мәселені анықтап, медициналық араласу арқылы оны шешеді. Медицина денсаулықты жақсартуға емес, ауруларды емдеуге бағытталған. Әлеуметтік ғылымдарда биомедицина сәл өзгеше сипатталады. Антропологиялық көзқарас бойынша биомедицина биология мен ғылыми фактілер шеңберінен асып, шындықты ұжымдық түрде бейнелейтін әлеуметтік-мәдени жүйе болып табылады. Биомедицина дәлелді практикаға негізделгендіктен бейтарап деп есептелгенімен, Гейнс және Дэвис Флойд (2004) биомедицинаның өзі мәдени негізге ие екенін, өйткені ол жасаушыларының нормалары мен құндылықтарын көрсететінін атап көрсетеді.

Молекулалық биология

Молекулалық биология – жасушаның ДНК, РНК және белок синтезі мен реттелу процесі. Молекулалық биология ДНК-ны манипуляциялау үшін полимераза тізбекті реакциясы, гельдік электрофорез және макромолекулалық блоттинг сияқты әртүрлі техникалардан тұрады. Полимераза тізбекті реакциясы қажетті ДНК, ДНК полимераза, праймерлер және нуклеотидтік негіздер қоспасын машинаға салу арқылы жүзеге асырылады. Машина ДНК-ны байланыстырып тұрған сутекті байланыстарды бұзу үшін әртүрлі температурада қыздырып, суытады, содан кейін бөлінгеннен кейін екі ДНК матрицасына нуклеотидтік негіздер қосылуына мүмкіндік береді. Гельдік электрофорез – екі белгісіз ДНК үлгісі арасындағы ұқсас ДНК-ны анықтауға қолданылатын техника. Бұл процеске алдымен агароза гелін дайындау кіреді. Бұл гель тәрізді жамылғыда ДНК құюға арналған ұңғымалар болады. Фосфат топтарының арқасында теріс зарядталған ДНК оң электродқа тартылуы үшін электр тогы қолданылады. ДНК-ның әртүрлі бөлімдері әртүрлі жылдамдықпен қозғалады, себебі ДНК фрагменттерінің мөлшері әртүрлі болады. Егер екі ДНК үлгісі гельдік электрофорезде ұқсас үлгі көрсетсе, онда олардың ДНК үлгілері сәйкес келеді деп қорытынды жасауға болады. Макромолекулалық блоттинг – гельдік электрофорезден кейін орындалатын процесс. Контейнерде сілтілік ерітінді дайындалады. Губка ерітіндіге салынып, оның үстіне агароза гелі қойылады. Содан кейін нитроцеллюлоза қағазы агароза гелінің үстіне қойылады және нитроцеллюлоза қағазына қысым жасау үшін қағаз сүлгілер қосылады. Сілтілік ерітінді қағаз сүлгіге қарай тартылады. Бұл процесте ДНК сілтілік ерітіндіде денатурацияланады және нитроцеллюлоза қағазына көтеріледі. Содан кейін қағаз пластик қапқа салынып, ізделіп отырған ДНК үлгісіндегі ДНК фрагменттерінен тұратын зондтық ерітіндімен толтырылады. Зондтар нитроцеллюлоза қағазындағы жолақтардың комплементарлық ДНК-сына бірігеді. Содан кейін зондтар жуылады және қағаздағы комплементарлық ДНК-ға біріккендері ғана қалады. Содан кейін қағаз рентген пленкасына жабыстырылады. Зондтардың радиоактивтілігі пленкада авторадиограф деп аталатын қара жолақтарды құрайды. Нәтижесінде, пленкада зондтың ДНК-сына ұқсас үлгілер ғана көрінеді. Бұл бізге бірнеше ДНК үлгілерінің ұқсас ДНК тізбектерін салыстыруға мүмкіндік береді. Жалпы процесс ұқсас және әртүрлі ДНК үлгілеріндегі ұқсастықтарды дәл анықтауға көмектеседі.

Биохимия

Биохимия – тірі организмдердегі химиялық процестерді зерттейтін ғылым. Тірі организмдер тіршілік ету үшін көміртек, сутегі, азот, оттегі, кальций және фосфор сияқты қажетті элементтерге мұқтаж. Бұл элементтер тірі организмдердің тіршілік етуі үшін қажетті төрт макромолекуладан құралады: көмірсулар, липидтер, ақуыздар және нуклеин қышқылдары. Көмірсулар көміртек, сутек және оттегінен тұрады, олар энергияны сақтау молекулалары болып табылады. Ең қарапайым көмірсу – глюкоза (CHO), жасушалық тыныс алу процесінде АТФ (аденозин трифосфаты) өндіруге қолданылады, ол жасушаларды энергиямен қамтамасыз етеді. Ақуыздар – аминқышқылдарының тізбектері, олар, басқа функциялармен қатар, қаңқа бұлшықеттерін қысқартуға, катализаторлар ретінде, тасымалдау молекулалары және сақтау молекулалары ретінде қызмет етеді. Ақуыз катализаторлары реакцияның белсенділік энергиясын төмендету арқылы биохимиялық процестерді жеңілдетеді. Гемоглобиндер де ақуыздар болып табылады және организмнің жасушаларына оттегі тасымалдайды. Липидтер, сонымен қатар майлар деп те аталады, кетоацил немесе изопрен топтарының биохимиялық кішібірліктерінен алынған шағын молекулалар. Олар сегіз ерекше категорияға бөлінеді: май қышқылдары, глицеролипидтер, глицерофосфолипидтер, сфинголипидтер, сахаролипидтер және поликетидтер (кетоацил кішібірліктерінің конденсациясынан алынған); сондай-ақ стерол липидтері және пренол липидтері (изопрен кішібірліктерінің конденсациясынан алынған). Олардың басты мақсаты – энергияны ұзақ мерзімге сақтау. Липидтер өзінің ерекше құрылымының арқасында көмірсуларға қарағанда екі еседен астам энергия береді. Липидтер жылу оқшаулағыш ретінде де қолданылуы мүмкін. Бұдан өзге, липидтер гормон өндірісінде пайдаланылады, гормоналдық тепе-теңдікті сақтап және жасуша мембраналарының құрылымын қамтамасыз етеді. Нуклеин қышқылдары ДНК-ның маңызды құрамдас бөлігі болып табылады, ол жасуша ядросында жиі кездесетін және жасушаның метаболизм процестерін бақылайтын негізгі генетикалық ақпаратты сақтайды. ДНК нуклеотидтердің әр түрлі тізбектерінен тұратын екі толыққанды антипараллель тізбектен тұрады. РНК – ДНК-ның бір тізбегі, ол ДНК-дан транскрипцияланып, ДНК-ның трансляциясына қолданылады, яғни РНК тізбектерінен ақуыздар жасалатын процесі.