Co to jest biologia molekularna?
Biologia molekularna to dziedzina biologii, która przygląda się cząsteczkowej maszynerii życia. Pole zostało założone na początku lat 30. ubiegłego wieku, ale fraza została użyta dopiero w 1938 r., A pole zaczęło działać dopiero na przełomie lat 50. i 60. Od tego czasu postęp w tej dziedzinie był ogromny. Dziedzinę tę rozpoczęto od krystalografii rentgenowskiej różnych ważnych cząsteczek biologicznych. Teraz bazy danych krystalografii przechowują strukturę molekularną dziesiątek tysięcy tych cząsteczek. Zrozumienie tych białek pomaga nam zrozumieć, jak działa ciało i jak to naprawić, gdy się rozpada.
Prawdziwie nowoczesna biologia molekularna pojawiła się wraz z odkryciem struktury DNA w latach sześćdziesiątych i jednoczesnym postępem w biochemii i genetyce. Biologia molekularna jest jedną z trzech podstawowych nauk biologicznych w skali molekularnej, pozostałe to biochemia i genetyka. Nie ma wyraźnego podziału między tymi trzema, ale mają one ogólne domeny.
Mówiąc ogólnie, biochemia przygląda się funkcji białek w ciele, genetyka przygląda się dziedziczeniu i propagacji genów, a biologia molekularna analizuje proces replikacji, transkrypcji i translacji genów. Biologia molekularna ma pewne podobieństwa do powierzchni z informatyką, ponieważ geny można postrzegać jako odrębny kod, chociaż kodowane przez nie białka i ich późniejsze interakcje mogą być wysoce nieliniowe.
Najważniejszą ideą w biologii molekularnej jest tak zwany „centralny dogmat” biologii molekularnej, który stwierdza, że przepływ informacji w organizmach odbywa się w jedną stronę - geny są transkrybowane do RNA, a RNA jest przekształcany w białka. Chociaż ogólnie słuszny, „centralny dogmat” nie jest tak absolutny ani pewny, jak sugeruje jego nazwa. W niektórych przypadkach przepływ informacji może ulec odwróceniu, ponieważ środowisko białka może wpływać na to, które geny są transkrybowane do RNA, a które RNA jest przekształcane w białka. Ogólny obraz jest jednak taki, jak gdyby białka miały zbyt duży wpływ na kodujące je geny, ciało byłoby w chaosie.
Jednym z najbardziej podstawowych obszarów badań w biologii molekularnej jest zastosowanie klonowania ekspresyjnego, aby zobaczyć, które białka są tworzone przez poszczególne geny. Klonowanie ekspresyjne obejmuje klonowanie segmentu DNA kodującego białko będące przedmiotem zainteresowania, przyłączenie DNA do wektora plazmidowego, a następnie wprowadzenie wektora do innej rośliny lub zwierzęcia. Sposób ekspresji przenoszonego DNA zapewnia cenny wgląd w jego rolę w organizmie. To pozwala nam dowiedzieć się, co robią geny. Bez tej wiedzy duża część genetyki, na przykład nasza wiedza o ludzkim genomie, byłaby bezużyteczna.
Istnieje wiele innych kierunków badań w biologii molekularnej. Pole jest zadziwiająco ogromne. Informacje przedstawione powyżej służą jednak jako wstęp.