Hva er molekylærbiologi?

Molekylærbiologi er et felt innen biologi som ser på livets molekylære maskineri. Feltet ble grunnlagt på begynnelsen av 1930-tallet, selv om uttrykket bare ble brukt i 1938 og feltet tok ikke av før på slutten av 50-tallet og begynnelsen av 60-tallet. Siden den gang har fremgangen på feltet vært enorm. Feltet begynte med røntgenkrystallografi av forskjellige viktige biologiske molekyler. Nå lagrer krystallografidatabaser molekylstrukturen til titusenvis av disse molekylene. Forståelse av disse proteinene hjelper oss begge til å forstå hvordan kroppen fungerer og hvordan vi fikser det når den brytes sammen.

Virkelig moderne molekylærbiologi dukket opp med avdekking av strukturen til DNA på 1960-tallet og samtidig fremskritt innen biokjemi og genetikk. Molekylærbiologi er en av tre biologiske vitenskaper i molekylær skala, de andre er biokjemi og genetikk. Det er ingen klar fordeling mellom de tre, men de har generelle domener.

Grovt sett ser biokjemi på proteinenes funksjon i kroppen, genetikk ser på hvordan gener blir arvet og forplantet, og molekylærbiologi ser på prosessen med replikasjon, transkripsjon og oversettelse av gener. Molekylærbiologi har noen overflate-likheter med informatikk, fordi gener kan sees på som en diskret kode, selv om proteinene de koder for og deres påfølgende interaksjoner kan være svært ulineære.

Den viktigste ideen innen molekylærbiologi er den såkalte "sentrale dogmen" i molekylærbiologi, som sier at informasjonsflyt i organismer følger en enveis gate - gener blir transkribert til RNA og RNA blir oversatt til proteiner. Selv om det er generelt riktig, er den "sentrale dogmen" ikke så absolutt eller sikker som navnet tilsier. I noen tilfeller kan informasjonsflyt snu, ettersom proteinmiljøet kan påvirke hvilke gener som blir transkribert til RNA og hvilket RNA som blir oversatt til proteiner. Det brede bildet holder imidlertid, som om proteiner hadde for stor innflytelse på genene som koder for dem, ville kroppen være i kaos.

Et av de mest grunnleggende undersøkelsesområdene innen molekylærbiologi er bruken av uttrykkskloning for å se hvilke proteiner som skapes av hvilke gener. Uttrykkskloning innebærer kloning av et DNA-segment som koder for et protein av interesse, festing av DNA til en plasmidvektor, og deretter introdusering av vektoren til en annen plante eller dyr. Måten det overførte DNA uttrykkes på gir verdifull innsikt i dens rolle i organismen. Dette lar oss lære hva gener gjør. Uten denne kunnskapen, ville mye av genetikk, for eksempel vår kunnskap om det menneskelige genom, være ubrukelig.

Det er mange andre undersøkelseslinjer innen molekylærbiologi. Feltet er overveldende stort. Informasjonen presentert ovenfor fungerer imidlertid som en introduksjon.