Biologia molekularna jest dziedziną biologii zajmującą się badaniem molekularnych podstaw aktywności biologicznej.
Biologowie molekularni badają, w jaki sposób molekuły oddziałują ze sobą w organizmach żywych w celu wykonywania funkcji życiowych.
Biolodzy molekularni przeprowadzają eksperymenty w celu zbadania struktury, funkcji, przetwarzania, regulacji i ewolucji cząsteczek biologicznych i ich interakcji
ze sobą – zapewniając wgląd na poziomie mikro w to, jak działa życie.
Ale istnieje wiele rodzajów cząsteczek w każdej żywej istocie, większość biologów molekularnych skupia się na genach i białkach. Białka pełnią ogromną różnorodność funkcji w żywych komórkach, a geny zawierają informacje wymagane do tworzenia większej ilości białek.
Złożone relacje genów &białek
Geny są segmentami informacji przechowywanymi na gigantycznych cząsteczkach kwasu nukleinowego, a białka są cząsteczkami samymi w sobie, co sprawia, że obie te substancje (i relacje między nimi) są niezwykle ważne do badania.
Biolodzy molekularni pracują nad identyfikacją i zrozumieniem części ścieżek biologicznych. Białka mogą:
- Regulować i wpływać na siebie nawzajem
- Odpowiadać na sygnały z genów
- Odpowiadać na sygnały spoza komórki
Długi łańcuch tych interakcji jest tym, co wielu biologów molekularnych stara się w pełni udokumentować. Każdy krok w funkcjonalnym szlaku jest czymś, co choroba może zakłócić lub lek może celować. Zrozumienie roli każdej takiej cząsteczki jest ważne dla zrozumienia bardziej złożonych aspektów tego, jak organizmy żyją i działają.
Biolodzy molekularni mogą również starać się zrozumieć sposoby struktury cząsteczki, w tym szczegóły takie jak lokalizacja i kształt miejsc aktywnych na białku, wpływają na to, jak cząsteczka funkcjonuje. Zbieranie tych informacji nie tylko dostarcza podstawowej wiedzy o tym, jak działa biologia, ale pomaga informować o wysiłkach innych naukowców, którzy starają się manipulować tą biologią. Naukowcy ci obejmują projektantów leków i inżynierów genetycznych.
Różnice w biologii molekularnej, biochemii &genetyce
Biologia molekularna ma wiele wspólnego z dwoma pokrewnymi naukami: biochemią i genetyką. Wszystkie te trzy nauki zajmują się szczegółami funkcjonowania organizmów na poziomie molekularnym. Jednak każda z nich skupia się na innym obszarze i ma inne zastosowania.
Biochemia
Biochemia często poświęca więcej uwagi cząsteczkom innym niż białka. Skupia się również na kwasy nukleinowe i do efektów chemicznych, które zdarzają się, gdy większe ilości substancji są obecne, takie jak skutki jadów. Dodatkowo, biochemia wykorzystuje wiele metod opartych na badaniach chemii organicznej.
Genetyka
Genetyka skupia się w szczególności na dziedziczności cech i jak zmiany w kodzie genetycznym wpływają na organizm. To skupienie się na dziedziczności oznacza, że genetyka jest często najlepiej zbadana na poziomie populacji, co czyni ją polem o znacznie większej skali niż biologia molekularna.
Każda z tych trzech dziedzin nakłada się i wpływa na inne. Genetyka, w szczególności, podzieliła się wiele z biologii molekularnej, zwłaszcza w odniesieniu do roli RNA. RNA może zarówno przechowywać informacje jak DNA i wykonywać aktywne funkcje jak białka.
Metody laboratoryjne biologii molekularnej
Biologia molekularna jest prawdopodobnie najbardziej znana ze swojego charakterystycznego zestawu metod laboratoryjnych. Biolodzy molekularni szeroko wykorzystują:
- klonowanie molekularne
- polimerazę
- reakcję łańcuchową
- elektroforezę żelową
- blotowanie
Techniki te ułatwiają zbieranie, izolowanie i kwantyfikowanie cząsteczek zainteresowania.
Badanie struktury białek i kwasów nukleinowych korzysta z innego zestawu technik, takich jak krystalografia rentgenowska. Wielu biologów molekularnych szeroko wykorzystuje w swojej pracy modelowanie komputerowe. Nowoczesne techniki, szczególnie te opracowane dla genetyki, również zmieniają kierunek badań biologii molekularnej.
Biologia molekularna jest dużą i rozwijającą się dziedziną, której znaczenie nie zostało jeszcze w pełni uświadomione. Wiele więcej postępów w medycynie, ekologii i innych dziedzinach będzie pochodzić z badań biologii molekularnej, ponieważ nauka ta nadal się rozwija i idzie naprzód.
.