Wat is moleculaire biologie?
Moleculaire biologie is een biologie die kijkt naar de moleculaire machinerie van het leven. Het veld werd opgericht in de vroege jaren 1930, hoewel de uitdrukking pas in 1938 werd gebruikt en het veld pas in de late jaren 50 en vroege jaren 60 van start ging. Sindsdien is er enorme vooruitgang geboekt. Het veld begon met de röntgenkristallografie van verschillende belangrijke biologische moleculen. Nu slaan kristallografiedatabases de moleculaire structuur van tienduizenden van deze moleculen op. Inzicht in deze eiwitten helpt ons zowel te begrijpen hoe het lichaam werkt en hoe het te repareren als het kapot gaat.
Werkelijk moderne moleculaire biologie ontstond met het blootleggen van de structuur van DNA in de jaren 1960 en gelijktijdige vooruitgang in biochemie en genetica. Moleculaire biologie is een van de drie primaire moleculaire biologische wetenschappen, de andere zijn biochemie en genetica. Er is geen duidelijke scheiding tussen de drie, maar ze hebben wel algemene domeinen.
In grote lijnen kijkt biochemie naar de functie van eiwitten in het lichaam, kijkt genetica naar hoe genen worden geërfd en gepropageerd, en kijkt moleculaire biologie naar het proces van replicatie, transcriptie en translatie van genen. Moleculaire biologie heeft enige oppervlakte-overeenkomsten met informatica, omdat genen kunnen worden gezien als een afzonderlijke code, hoewel de eiwitten waarvoor ze coderen en hun daaropvolgende interacties zeer niet-lineair kunnen zijn.
Het belangrijkste idee in de moleculaire biologie is het zogenaamde "centrale dogma" van de moleculaire biologie, dat stelt dat de informatiestroom in organismen eenrichtingsverkeer volgt - genen worden getranscribeerd in RNA en RNA wordt vertaald in eiwitten. Hoewel over het algemeen correct, is het "centrale dogma" niet zo absoluut of zeker als de naam al aangeeft. In sommige gevallen kan de informatiestroom omkeren, omdat de eiwitomgeving kan beïnvloeden welke genen worden omgezet in RNA en welk RNA wordt vertaald in eiwitten. Het brede beeld houdt echter in dat het lichaam zich in chaos zou bevinden alsof eiwitten teveel invloed zouden hebben op de genen die daarvoor coderen.
Een van de meest basale onderzoeksgebieden in de moleculaire biologie is het gebruik van expressie-klonen om te zien welke eiwitten door welke genen worden gemaakt. Expressieklonering omvat het kloneren van een DNA-segment dat codeert voor een eiwit van interesse, het DNA aan een plasmidevector binden en vervolgens de vector aan een andere plant of dier introduceren. De manier waarop het overgedragen DNA tot expressie wordt gebracht, biedt waardevolle inzichten in zijn rol in het organisme. Hierdoor kunnen we leren wat genen doen. Zonder deze kennis zou veel van de genetica, zoals onze kennis van het menselijk genoom, nutteloos zijn.
Er zijn veel andere onderzoekslijnen in de moleculaire biologie. Het veld is verbijsterend enorm. De hierboven gepresenteerde informatie dient echter als inleiding.