Biologia moleculară este ramura biologiei care studiază bazele moleculare ale activității biologice.
Substanțele vii sunt alcătuite din substanțe chimice, la fel ca și cele neviețuitoare, așa că un biolog molecularist studiază modul în care moleculele interacționează între ele în organismele vii pentru a îndeplini funcțiile vieții.
Biologii moleculari efectuează experimente pentru a investiga structura, funcția, procesarea, reglarea și evoluția moleculelor biologice și interacțiunile
lor între ele – oferind informații la nivel micro în ceea ce privește modul în care funcționează viața.
Deși există multe tipuri de molecule în fiecare ființă vie, majoritatea biologilor moleculari se concentrează asupra genelor și proteinelor. Proteinele îndeplinesc o diversitate uriașă de funcții în cadrul celulelor vii, iar genele conțin informațiile necesare pentru a produce mai multe proteine.
Relația complexă a genelor & Proteine
Genele sunt segmente de informații stocate pe molecule gigantice de acid nucleic, iar proteinele sunt molecule de sine stătătoare, ceea ce face ca ambele substanțe (și relația dintre ele), să fie extraordinar de importante de studiat.
Biologii moleculari lucrează pentru a identifica și înțelege părțile căilor biologice. Proteinele pot:
- Să se regleze și să se influențeze reciproc
- Răspunde la semnale de la gene
- Răspunde la semnale din afara celulei
Lungul lanț al acestor interacțiuni este ceea ce mulți biologi moleculari caută să documenteze pe deplin. Fiecare pas dintr-o cale funcțională este ceva ce poate fi perturbat de o boală sau poate fi vizat de un medicament. Înțelegerea rolului fiecărei astfel de molecule este importantă pentru înțelegerea unor aspecte mai complexe ale modului în care trăiesc și funcționează organismele.
Biologii moleculari pot căuta, de asemenea, să înțeleagă modul în care structura unei molecule, inclusiv detalii precum locația și forma situsurilor active de pe o proteină, afectează modul în care funcționează o moleculă. Colectarea acestor informații nu numai că oferă cunoștințe de bază despre modul în care funcționează biologia, dar ajută la informarea eforturilor altor oameni de știință care caută să manipuleze acea biologie. Acești oameni de știință includ proiectanți de medicamente și ingineri geneticieni.
Diferențele dintre biologia moleculară, biochimie & genetică
Biologia moleculară are multe în comun cu două științe înrudite: biochimia și genetica. Toate cele trei științe se ocupă de detaliile legate de modul în care funcționează organismele la nivel molecular. Cu toate acestea, fiecare se concentrează pe un domeniu diferit și au aplicații diferite.
Biochimie
Biochimia își dedică adesea mai multă atenție altor molecule decât proteinele. De asemenea, se concentrează pe acizii nucleici și pe efectele chimice care se produc atunci când sunt prezente cantități mai mari dintr-o substanță, cum ar fi efectele veninurilor. În plus, biochimia utilizează multe metode bazate pe cercetarea în domeniul chimiei organice.
Genetica
Genetica se concentrează în mod specific pe trăsăturile ereditare și pe modul în care modificările în codul genetic afectează un organism. Acest accent pe caracterul ereditar înseamnă că genetica este adesea cel mai bine studiată la nivelul populației, ceea ce o face un fel de domeniu la scară mult mai mare decât biologia moleculară.
Care dintre aceste trei domenii se suprapun și le influențează pe celelalte. Genetica, în special, a împărtășit multe cu biologia moleculară, în special în ceea ce privește rolul ARN-ului. ARN-ul poate atât să stocheze informații ca ADN-ul, cât și să îndeplinească funcții active ca o proteină.
Metode de laborator de biologie moleculară
Biologia moleculară este poate cea mai cunoscută pentru suita sa distinctivă de metode de laborator. Biologii biologi moleculari utilizează pe scară largă:
- Clonarea moleculară
- Polimeraza
- Reacția de catenă
- Electroforeza pe gel
- Blotting
Aceste tehnici facilitează colectarea, izolarea și cuantificarea moleculelor de interes.
Studierea structurii proteinelor și a acizilor nucleici beneficiază de un set diferit de tehnici, cum ar fi cristalografia cu raze X. Mulți biologi moleculari utilizează pe scară largă modelarea computerizată în activitatea lor. Tehnicile moderne, în special cele dezvoltate pentru genetică, modifică, de asemenea, cursul cercetării în domeniul biologiei moleculare.
Biologia moleculară este un domeniu vast și în creștere, a cărui importanță nu a fost încă pe deplin conștientizată. Multe alte progrese în medicină, ecologie și alte domenii vor rezulta din cercetarea în domeniul biologiei moleculare, pe măsură ce această știință continuă să crească și să avanseze.
.