الفرق بين علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية
يُشار إلى أنّ الفرق بين علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية هو أن علم الأحياء الدقيقة هو دراسة الكائنات الدقيقة في حين أن البيولوجيا الجزيئية هو دراسة الأنشطة البيولوجية على المستوى الجزيئي ودراسة التفاعلات المختلفة بين مختلف أنواع الأنظمة البيولوجية، كما أن كلاهما من فروع علم الأحياء التي تم تطويرها مؤخراً، حيث يؤدي تقدم العلوم في هذين المجالين إلى العديد من التطبيقات الجديدة.
تعريف علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية
يُشير مفهوم علم الأحياء الدقيقة (بالإنجليزية: Microbiology) إلى أنّه فرع علم الأحياء الذي يتعامل مع دراسة الكائنات الدقيقة، مثل الفيروسات، البكتيريا، الطحالب، الفطريات، والبروتوزوا، وتعرف هذه الكائنات الدقيقة مجتمعة باسم الميكروبات ، ورغم افتراض وجود الكائنات الدقيقة لعدة قرون، حيث كان أنطوني فان ليون هوك أول شخص يراقب البكتيريا وغيرها من الكائنات الحية في الماء تحت مجهر أحادي العدسة محلي الصنع، في عام 1676م.
كما ينقسم علم الأحياء الدقيقة بشكل رئيسي إلى فرعين، الفرع الأول وهو علم الأحياء الدقيقة الخالص، الذي يشمل علم الأحياء الدقيقة البكتريولوجيا، وعلم الميكروبيولوجيا، وعلم الأحياء الدقيقة، وعلم الطفيليات، وعلم المناعة، وعلم الفيروسات، بالإضافة إلى الفرع الثاني من علم الأحياء الدقيقة وهو التكنولوجيا الحيوية التطبيقية، الذي يشمل علم الأحياء الدقيقة الطبية، وعلم الأحياء الدقيقة الصيدلانية، وعلم الأحياء الدقيقة الصناعي، وعلم الأحياء الدقيقة الغذائية.
يُشير مفهوم البيولوجيا الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular Biology) إلى أنّه دراسة الأنشطة البيولوجية على المستوى الجزيئي، ويتعلق الأمر بشكل رئيسي بالتفاعلات المختلفة بين مختلف أنواع الأنظمة البيولوجية مثل الحمض النووي الريبي النووي، الحمض النووي الريبي، والبروتينات وهيكلها الحيوي، يستخدم علماء الأحياء الجزيئية تقنيات محددة فريدة من نوعها في علم الأحياء الجزيئي ولكن غالباً ما يجمع بين التقنيات الأخرى المتاحة في علم الوراثة و الكيمياء الحيوية .
كما توفر البيولوجيا الجزيئية فهماً متعمقاً للآليات ذات الصلة بفيزيولوجيا الخلية، و علم الأمراض ، والبقاء على قيد الحياة، ومن الجدير بالذكر أنّ مجال المعلوماتية الحيوية وعلم الأحياء الحسابي ساعد على تحسين التفاعل بين البيولوجيا الجزيئية وعلم الحاسوب، كما يستطيع علماء الأحياء الجزيئية تحديد خصائص المكونات الجزيئية للخلايا والكائنات الحية والتلاعب بها باستخدام تقنيات مختلفة.
تقنيات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية
من الجدير بالذكر أنّ تقنيات علم الأحياء الدقيقة تشمل على اختبار انتشار الأغشية، وقياس الكائنات الحية الدقيقة المتنامية، والكبح البكتيري، وتثبيت الغدد الصماء، واختبار الإندول، والثقافة الميكروبيولوجية، واستنبات الأحياء الدقيقة، بالإضافة إلى أنّ يستخدم علم الأحياء الدقيقة معدات مختلفة مثل: المجهر ومختلف الأصباغ والبقع، ومن المهم أنّ تكون جميع المعدات المستخدمة معقمة.
كما ساهم علماء الأحياء الدقيقة في بعض أهمّ الإنجازات العلمية في التاريخ، إدوارد جينر اخترع أول لقاح للجدري في العالم، وحدد روبرت كوخ أسباب الكوليرا والسل والجمرة الخبيثة، واكتشف ألكسندر فليمنغ البنسلين، بالإضافة إلى أنّ باري مارشال حدد الصلة بين عدوى هيليكوباكتر وقرحة المعدة، حيث أن علماء الأحياء الدقيقة يساعدون على إنقاذ الأرواح في هذه العملية.
من أهمّ التقنيات الأساسية في البيولوجيا الجزيئية وهي الاستنساخ الجزيئي، الذي يتم فيه استنساخ ترميز الحمض النووي لبروتين معين إلى بلازميد من أجل دراسة وظيفة البروتين، وتفاعل البوليميراز المتسلسل وهو أيضاً تقنية مهمة تستخدم في نسخ الحمض النووي، كما تشمل التقنيات الأخرى على اختبار الهيموجلوبين، وتعبئة الجزيئات المجهرية وفحصها، والحمض النووي المجهري، بالإضافة إلى اختبار الأوليغونوكليوتيد الخاص بالأليل.
بالإضافة إلى أنّ علماء البيولوجيا الجزيئية ساهموا في بعض أهمّ الإنجازات العلمية في التاريخ، مثل: عزل الحمض النووي، ونموذج الهليكس المزدوج لبنية الحمض النووي، واكتشاف بوليميراز الحمض النووي، وإعادة تشكيل الحمض النووي المكتشف، واكتشاف النشاط الحفاز للحمض النووي الريبي، بالإضافة إلى تطوير الحيوانات المتحولة جينياً، وتطوير تفاعل سلسلة البوليميراز.
بدايات اكتشاف علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية
بدأ علم الأحياء الدقيقة بشكل أساسي مع تطوير المجهر، حيث كان أنطوني فان ليوين هوك، وهو أول من قدم الوثائق المناسبة لملاحظاته، وكانت ملاحظاته ممتازة لأنه أنتج عدسات مكبرة ذات جودة استثنائية، ونقل ليونهوك استنتاجاته في سلسلة من الرسائل إلى الجمعية الملكية البريطانية خلال منتصف 1670م.
بدأت البيولوجيا الجزيئية في الثلاثينات، عندما ركز العلماء على شرح ظواهر الحياة من خلال دراسة الجراثيم التي تولد الحياة، وقد حدثت الاكتشافات الرئيسية لعلم الأحياء الجزيئي في فترة لا تتجاوز 25 عاماً، بدءاً من عام 1940، عندما أثبت جورج بيدل وإدوارد تاتوم وجود علاقة دقيقة بين الجينات والبروتينات.
كما حدث الاكتشاف الجوهري الحقيقي خلال السنوات 25 الأولى من علم الأحياء الجزيئي في عام 1953م، حيث عندما اكتشف جيمس واطسون وفرانسيس كريك البنية الهلالية المزدوجة لجزيء الحمض النووي، الذي تقاسما عنه جائزة نوبل في الطب في عام 1962م، وبعد 30 عاماً، بدأ كاري موليس مجال الهندسة الوراثية عندما اخترع تفاعل البوليميراز المتسلسل.
