Molekulární biologie je obor biologie, který studuje molekulární podstatu biologické činnosti.
Živé organismy se skládají z chemických látek stejně jako neživé organismy, takže molekulární biolog studuje, jak spolu molekuly v živých organismech interagují, aby plnily životní funkce.
Molekulární biologové provádějí experimenty, kterými zkoumají strukturu, funkci, zpracování, regulaci a vývoj biologických molekul a jejich vzájemné interakce
– poskytují tak pohled na fungování života na mikroúrovni.
Ačkoli v každé živé bytosti je mnoho druhů molekul, většina molekulárních biologů se zaměřuje na geny a proteiny. Proteiny vykonávají v živých buňkách obrovskou rozmanitost funkcí a geny obsahují informace potřebné k tvorbě dalších proteinů.
Složitý vztah genů &Bílkoviny
Geny jsou segmenty informací uložené na gigantických molekulách nukleových kyselin a bílkoviny jsou samostatnými molekulami, díky čemuž jsou obě tyto látky (a vztahy mezi nimi), mimořádně důležité pro studium.
Molekulární biologové pracují na identifikaci a pochopení částí biologických drah. Proteiny mohou:
- Regulovat a vzájemně se ovlivňovat
- Odpovídat na signály z genů
- Odpovídat na signály z vnějšku buňky
Dlouhý řetězec těchto interakcí se mnozí molekulární biologové snaží plně zdokumentovat. Každý krok funkční dráhy je něčím, co může nemoc narušit nebo na co se může zaměřit lék. Pochopení úlohy každé takové molekuly je důležité pro pochopení složitějších aspektů života a fungování organismů.
Molekulární biologové se také mohou snažit pochopit, jak struktura molekuly, včetně takových detailů, jako je umístění a tvar aktivních míst na proteinu, ovlivňuje fungování molekuly. Shromažďování těchto informací poskytuje nejen základní poznatky o tom, jak biologie funguje, ale pomáhá informovat i další vědce, kteří se snaží s touto biologií manipulovat. Mezi tyto vědce patří konstruktéři léčiv a genetičtí inženýři.
Rozdíly v molekulární biologii, biochemii &genetice
Molekulární biologie má mnoho společného se dvěma příbuznými vědami: biochemií a genetikou. Všechny tyto tři vědy se zabývají detaily fungování organismů na molekulární úrovni. Každá z nich se však zaměřuje na jinou oblast a mají odlišné využití.
Biochemie
Biochemie často věnuje větší pozornost jiným molekulám než proteinům. Zaměřuje se také na nukleové kyseliny a na chemické účinky, ke kterým dochází při přítomnosti většího množství látky, jako jsou například účinky jedů. Kromě toho biochemie využívá mnoho metod založených na výzkumu v organické chemii.
Genetika
Genetika se zaměřuje zejména na dědičné vlastnosti a na to, jak změny v genetickém kódu ovlivňují organismus. Toto zaměření na dědičnost znamená, že genetika se často nejlépe studuje na populační úrovni, což z ní činí mnohem rozsáhlejší druh oboru než molekulární biologie.
Každý z těchto tří oborů se překrývá a ovlivňuje ostatní. Zejména genetika má mnoho společného s molekulární biologií, zejména pokud jde o úlohu RNA. RNA může jak uchovávat informace jako DNA, tak vykonávat aktivní funkce jako protein.
Laboratorní metody molekulární biologie
Molekulární biologie je pravděpodobně nejznámější pro svůj charakteristický soubor laboratorních metod. Molekulární biologové hojně využívají:
- Molekulární klonování
- Polymerázu
- Chainovou reakci
- Gelovou elektroforézu
- Blotování
Tyto techniky usnadňují sběr, izolaci a kvantifikaci zájmových molekul.
Studium struktury proteinů a nukleových kyselin využívá jiný soubor technik, například rentgenovou krystalografii. Mnoho molekulárních biologů při své práci hojně využívá počítačové modelování. Moderní techniky, zejména ty, které byly vyvinuty pro genetiku, rovněž mění průběh výzkumu v oblasti molekulární biologie.
Molekulární biologie je rozsáhlý a stále se rozvíjející obor, jehož význam si musíme teprve plně uvědomit. Z výzkumu molekulární biologie vzejde mnoho dalších pokroků v medicíně, ekologii a dalších oblastech, protože tato věda se stále rozvíjí a postupuje vpřed.