Vad är molekylärbiologi?

Molekylärbiologi är ett område inom biologi som tittar på livets molekylära maskiner. Fältet grundades i början av 1930-talet, men uttrycket användes först 1938 och fältet startade inte förrän i slutet av 50-talet och början av 60-talet. Sedan dess har framstegen på fältet varit enorma. Fältet började med röntgenkristallografi av olika viktiga biologiska molekyler. Nu lagrar kristallografidatabaser molekylstrukturen hos tiotusentals av dessa molekyler. Förståelsen av dessa proteiner hjälper oss både att förstå hur kroppen fungerar och hur man fixar det när den bryts ned.

Verkligen modern molekylärbiologi framkom med upptäckten av DNA-strukturen på 1960-talet och samtidiga framsteg inom biokemi och genetik. Molekylärbiologi är en av tre biologiska vetenskaper i molekylär skala, de andra är biokemi och genetik. Det finns ingen tydlig uppdelning mellan de tre, men de har allmänna domäner.

I stort sett tittar biokemi på proteinernas funktion i kroppen, genetik tittar på hur gener ärvs och förökas och molekylärbiologi tittar på processen för replikering, transkription och översättning av gener. Molekylärbiologi har vissa ytor likheter med datavetenskap, eftersom gener kan betraktas som en diskret kod, även om proteinerna de kodar för och deras efterföljande interaktioner kan vara mycket olinjära.

Den viktigaste idén inom molekylärbiologi är den så kallade "centrala dogmen" i molekylärbiologi, som säger att informationsflödet i organismer följer en envägsgata - gener transkriberas till RNA och RNA översätts till proteiner. Även om det är allmänt korrekt är den "centrala dogmen" inte så absolut eller säker som namnet antyder. I vissa fall kan informationsflödet vända, eftersom proteinmiljön kan påverka vilka gener som transkriberas till RNA och vilket RNA som översätts till proteiner. Den breda bilden rymmer emellertid, som om proteiner hade för stort inflytande över generna som kodar för dem, skulle kroppen befinna sig i kaos.

Ett av de mest grundläggande undersökningsområdena inom molekylärbiologi är användningen av uttryckskloning för att se vilka proteiner som skapas av vilka gener. Uttryckskloning involverar kloning av ett DNA-segment som kodar för ett protein av intresse, koppling av DNA till en plasmidvektor och sedan införande av vektorn till en annan växt eller djur. Det sätt som det överförda DNA uttrycks ger värdefull insikt om dess roll i organismen. Detta gör att vi kan lära oss vad gener gör. Utan denna kunskap skulle mycket av genetik, till exempel vår kunskap om det mänskliga genomet, vara värdelös.

Det finns många andra undersökningar inom molekylärbiologi. Fältet är otroligt stort. Informationen som presenteras ovan fungerar emellertid som en introduktion.