Molekylærbiologi er den gren af biologien, der studerer det molekylære grundlag for biologisk aktivitet.
Livende ting består af kemikalier, ligesom ikke-levende ting gør, så en molekylærbiolog studerer, hvordan molekyler interagerer med hinanden i levende organismer for at udføre de funktioner, der kendetegner livet.
Molekylærbiologer udfører eksperimenter for at undersøge strukturen, funktionen, forarbejdningen, reguleringen og udviklingen af biologiske molekyler og deres interaktioner
med hinanden – hvilket giver indsigt på mikroniveau i, hvordan livet fungerer.
Selv om der er mange slags molekyler i alle levende væsener, fokuserer de fleste molekylærbiologer på gener og proteiner. Proteiner udfører en enorm mangfoldighed af funktioner i levende celler, og generne indeholder den information, der er nødvendig for at lave flere proteiner.
Det komplekse forhold mellem gener & Proteiner
Gener er segmenter af information gemt på gigantiske nukleinsyremolekyler, og proteiner er molekyler i sig selv, hvilket gør begge disse stoffer (og forholdet mellem dem), ekstraordinært vigtige at studere.
Molekylærbiologer arbejder på at identificere og forstå delene i biologiske baner. Proteiner kan:
- Regulere og påvirke hinanden
- Reagere på signaler fra gener
- Reagere på signaler udefra i en celle
Den lange kæde af disse interaktioner er det, som mange molekylærbiologer søger at dokumentere fuldt ud. Hvert trin i en funktionel vej er noget, som en sygdom kan forstyrre, eller som et lægemiddel kan være målrettet mod. Det er vigtigt at forstå den rolle, som hvert enkelt af disse molekyler spiller, for at forstå mere komplekse aspekter af, hvordan organismer lever og fungerer.
Molekylærbiologer kan også søge at forstå, hvordan et molekyls struktur, herunder detaljer som f.eks. placeringen og formen af aktive steder på et protein, påvirker, hvordan et molekyle fungerer. Indsamling af disse oplysninger giver ikke blot grundlæggende viden om, hvordan biologien fungerer, men bidrager også til at informere andre forskere, der forsøger at manipulere denne biologi. Disse forskere omfatter bl.a. lægemiddeldesignere og genteknikere.
Forskellene mellem molekylærbiologi, biokemi & og genetik
Molekylærbiologi har meget til fælles med to beslægtede videnskaber: biokemi og genetik. De tre videnskaber beskæftiger sig alle med detaljer om, hvordan organismer fungerer på molekylært niveau. De fokuserer dog hver især på et andet område og har forskellige anvendelsesområder.
Biokemi
Biokemi bruger ofte mere af sin opmærksomhed på andre molekyler end proteiner. Den fokuserer også på nukleinsyrer og på kemiske virkninger, der opstår, når der er større mængder af et stof til stede, som f.eks. virkningerne af giftstoffer. Derudover bruger biokemi mange metoder, der er baseret på forskning i organisk kemi.
Genetik
Genetik fokuserer specifikt på arvelige egenskaber og på, hvordan ændringer i den genetiske kode påvirker en organisme. Dette fokus på arvelighed betyder, at genetik ofte bedst studeres på befolkningsniveau, hvilket gør det til et felt i meget større skala end molekylærbiologi.
Hvert af disse tre områder overlapper og påvirker de andre. Især genetik har delt meget med molekylærbiologi, især med hensyn til RNA’s rolle. RNA kan både lagre information som DNA og udføre aktive funktioner som et protein.
Molekylærbiologiske laboratoriemetoder
Molekylærbiologien er måske mest berømt for sin særlige række af laboratoriemetoder. Molekylærbiologer gør udstrakt brug af:
- Molekylær kloning
- Polymerase
- Kædereaktion
- Gelelelektroforese
- Blotting
Disse teknikker letter indsamling, isolering og kvantificering af molekyler af interesse.
For at studere protein- og nukleinsyrestrukturer anvendes et andet sæt teknikker, f.eks. røntgenkrystallografi. Mange molekylærbiologer gør udstrakt brug af computermodellering i deres arbejde. Moderne teknikker, især dem, der er udviklet til genetik, ændrer også forløbet af den molekylærbiologiske forskning.
Molekylærbiologi er et stort og voksende område, hvis betydning endnu ikke er blevet fuldt ud erkendt. Mange flere fremskridt inden for medicin, økologi og andre områder vil komme ud af molekylærbiologisk forskning, efterhånden som denne videnskab fortsætter med at vokse og gøre fremskridt.