Molekylärbiologi är den gren av biologin som studerar de molekylära grunderna för biologisk aktivitet.
Livande organismer består av kemikalier precis som icke-levande, så en molekylärbiolog studerar hur molekylerna interagerar med varandra i levande organismer för att utföra livets funktioner.
Molekylärbiologer utför experiment för att undersöka strukturen, funktionen, bearbetningen, regleringen och utvecklingen av biologiska molekyler och deras interaktioner
med varandra – vilket ger insikter på mikronivå om hur livet fungerar.
Och även om det finns många olika typer av molekyler i varje levande varelse, fokuserar de flesta molekylärbiologer på gener och proteiner. Proteiner utför en enorm mångfald av funktioner i levande celler och generna innehåller den information som krävs för att göra fler proteiner.
Det komplexa förhållandet mellan gener & Proteiner
Gener är segment av information som lagras på gigantiska nukleinsyramolekyler och proteiner är molekyler i sin egen rätt, vilket gör att båda dessa ämnen (och förhållandet mellan dem) är utomordentligt viktiga att studera.
Molekylärbiologer arbetar för att identifiera och förstå delarna i biologiska vägar. Proteiner kan:
- Reglera och påverka varandra
- Svara på signaler från gener
- Svara på signaler utifrån en cell
Den långa kedjan av dessa interaktioner är det som många molekylärbiologer försöker dokumentera fullständigt. Varje steg i en funktionell väg är något som en sjukdom kan störa eller som ett läkemedel kan rikta sig mot. Att förstå varje sådan molekyls roll är viktigt för att förstå mer komplexa aspekter av hur organismer lever och fungerar.
Molekylärbiologer kan också försöka förstå hur en molekyls struktur, inklusive detaljer som placering och form av aktiva platser på ett protein, påverkar hur en molekyl fungerar. Att samla in denna information ger inte bara grundläggande kunskap om hur biologin fungerar, utan bidrar också till att informera andra forskare som försöker manipulera biologin. Dessa forskare är bland annat läkemedelsutvecklare och gentekniker.
Skillnaderna mellan molekylärbiologi, biokemi & och genetik
Molekylärbiologin har mycket gemensamt med två besläktade vetenskaper: biokemi och genetik. De tre vetenskaperna ägnar sig alla åt detaljer om hur organismer fungerar på molekylär nivå. Var och en fokuserar dock på ett annat område och har olika tillämpningar.
Biokemi
Biokemin ägnar ofta mer av sin uppmärksamhet åt andra molekyler än proteiner. Den fokuserar också på nukleinsyror och på kemiska effekter som sker när större mängder av ett ämne förekommer, till exempel effekterna av gifter. Dessutom använder biokemin många metoder som bygger på forskning inom organisk kemi.
Genetik
Genetiken fokuserar särskilt på ärftliga egenskaper och hur förändringar i den genetiska koden påverkar en organism. Detta fokus på ärftlighet innebär att genetik ofta bäst studeras på populationsnivå, vilket gör det till ett mycket mer storskaligt område än molekylärbiologi.
Varje av dessa tre områden överlappar och påverkar de andra. Särskilt genetiken har delat mycket med molekylärbiologin, särskilt när det gäller RNA:s roll. RNA kan både lagra information som DNA och utföra aktiva funktioner som ett protein.
Molekylärbiologiska laboratoriemetoder
Molekylärbiologin är kanske mest känd för sin distinkta uppsättning laboratoriemetoder. Molekylärbiologer använder sig i stor utsträckning av:
- Molekylär kloning
- Polymeras
- Kedjereaktion
- Gelelelektrofores
- Blotting
Dessa tekniker underlättar insamling, isolering och kvantifiering av molekyler av intresse.
För att studera protein- och nukleinsyrans struktur används andra tekniker, t.ex. röntgenkristallografi. Många molekylärbiologer använder sig i stor utsträckning av datormodellering i sitt arbete. Moderna tekniker, särskilt de som utvecklats för genetik, förändrar också den molekylärbiologiska forskningens inriktning.
Molekylärbiologi är ett stort och växande område, vars betydelse ännu inte har insetts fullt ut. Många fler framsteg inom medicin, ekologi och andra områden kommer att komma från molekylärbiologisk forskning när denna vetenskap fortsätter att växa och utvecklas.