Все изложенное выше показывает, что хотя к середине прошлого века наука о молекулярной природе жизни («молекулярная биология») достигла немалых успехов, перед ней встал целый ряд трудных проблем. Для понимания работы ферментов надо было найти способы выделения и очистки индивидуальных белков, затем расшифровать всю последовательность образующих эти белки аминокислот. Для каждого из ферментов определить его пространственную структуру, состав и конфигурацию активного центра. Для проверки гипотезы генетического кода необходимо было найти способы тщательной очистки ДНК, определения последовательности нуклеотидов в ней и границ генов. Еще более сложные задачи предстояло решить для понимания механизмов редупликации ДНК, считывания наследственной информации, зашифрованной в генах, способа передачи ее к местам синтеза белка (рибосомам?) и, наконец, самого механизма этого синтеза, управляемого последовательностью кодирующих троек (?) нуклеотидов в гене. При этом следовало ожидать обнаружения целой гаммы специальных ферментов и регуляторных факторов, осуществляющих все эти процессы. Их предстояло выделить, очистить и всесторонне охарактеризовать.

Вскоре стало ясно, что для разрешения этих сложных проблем арсенала чисто химических методов исследования явно недостаточно. Биологам и биохимикам необходимо было воспользоваться современными физическими методами исследования. Такими, как электрофорез, ультрацентрифугирование, гель-фильтрация, жидкостная хроматография, использование флуо-ресцентных меток, радиоактивных изотопов, рентгеноструктур-ного анализа. Все это — названия тем и разделов предлагаемого курса. Исторические обстоятельства сложились так удачно, что как раз в начале 50-х годов многие выдающиеся физики, не желавшие из гуманных соображений продолжать работать в области совершенствования атомного оружия, пришли в биологию. Этот процесс начался в США и вскоре продолжился в Западной Европе и Советском Союзе.

Историю развития физических методов исследования в биологии за вторую половину XX века можно условно разбить на два этапа, 1-й этап — до 1980 года. В это время физические методы развивались и модифицировались для нужд молекулярной биологии. Количества исходного биологического материала, которые требовались для применения этих методов, измерялись граммами или, в лучшем случае, миллиграммами, 2-й этап — с 1980 г. до конца века. Бурное развитие «генной инженерии», как методического подхода, потребовало перехода на работу с микрограммовыми количествами биологического материала. А также — автоматизации и роботизации рутинных исследований, требующих подчас одновременного проведения сотен однотипных операций. Для обработки тысяч экспериментальных данных были созданы специальные компьютерные программы.

Плодотворное использование в биологических экспериментах современных физических методов не терпит бездумного копирования описанных в научной литературе процедур. Результаты, получаемые этими методами, слишком сильно зависят от выбора биологического объекта, качества химических реактивов, рабочих характеристик имеющихся в наличии приборов и множества других объективных факторов. Для их учета и осмысленного выбора условий эксперимента необходимо понимание физической сущности каждого используемого метода.