Molekuláris biológia

Ebben a cikkben a Molekuláris biológia témáját átfogó és teljes megközelítésből tárgyaljuk. A következőkben a Molekuláris biológia-hez kapcsolódó kulcsfontosságú szempontokba fogunk beleásni, elemezve annak hatását, következményeit és lehetséges jövőbeli perspektíváit. A Molekuláris biológia a jelenlegi kontextusban nagyon fontos téma, ezért elengedhetetlen annak dimenzióinak és hatókörének megértése. Egy részletes és kimerítő elemzéssel arra törekszünk, hogy megvilágítsuk a Molekuláris biológia-et, és olyan részletes és szigorú elképzelést kínálunk az olvasónak, amely lehetővé teszi számukra, hogy mélyen és gazdagon elmélyüljenek ebben a témában.

DNS szerkezeti képe, a kettős hélix, mint egy megcsavart létra
Sematikus kapcsolat a biokémia, a genetika és a molekuláris biológia között

A molekuláris biológia az élőlények és sejtek működésének molekuláris szintű tanulmányozása. Jelenti egyrészt a sejtben végbemenő molekuláris folyamatot kutató tudományterületet, de másrészt a molekuláris biológia egy technológia rendszer, amely gyakorlatilag minden biológiai diszciplínában alkalmazható. Minden biológiai és biológián alapuló tudományterületnek vannak molekuláris aspektusai. Eszerint beszélhetünk molekuláris ökológiáról, molekuláris neurobiológiáról, molekuláris genetikáról többek közt.

Valójában a molekuláris biológia tágabb értelemben használatos a molekuláris genetikánál, mert magában foglalja a sejtbiológiát, a biokémiát és az élettan molekuláris területeit is. A területnek több átfedése is van a biológia más szakterületeivel, különösen a genetikával és a biokémiával és sejtbiológiával. Megjegyzendő, hogy a molekuláris biológia és a molekuláris genetika fogalmát rendszerint egybemossák.[1]

A molekuláris biológia főleg a különféle sejteken belüli interakciók és szabályozásuk megértésével foglalkozik, beleértve a DNS, RNS és a proteinszintézis témakörét. Ezenkívül ezen tudományág feladata a molekuláris laboratóriumi technikák alkalmazása és fejlesztése, úgy mint a HPLC, Western blot, Southern blot, FISH vagy az immunfluoreszcencia.

W. T. Astbury a Nature magazinban így jellemezte a molekuláris biológiát:

„…nem is annyira módszer, mint inkább megközelítés, az úgynevezett alaptudományok szemszögéből vizsgálva a klasszikus biológia nagyobb egységeit felépítő molekulaszerkezetet. Főként a biológiai molekulák formájával foglalkozik, javarészt (…) háromdimenziós és strukturális – ami azonban nem jelenti, hogy pusztán a morfológia aprólékosabb változatát jelentené: magában foglalja a kialakulás és működés vizsgálatát is.” [2]

A molekuláris biológia forradalma

Egy BamHI restrikciós enzim felismeri az 5'-GGATCC-3' szekvenciát a DNS-ben, és az első guanin után mindkét szálat lehasítja a végből 5′, így ragadós végeket hagyva
Egy duplaszálú DNS bázispárosodása, ahol a foszfátgerinc világoskékkel; az adenin rózsaszínnel; a guanin zölddel; a timin sárgával; a citozin pedig kékkel van jelölve. A bázisok közötti lila csíkok a hidrogénkötéseket jelképezik. Guanin és citozin között három, adenin és timin között két hidrogénkötés épül ki.

A számítástechnika és az elektronika mellett a molekuláris biológia az a terület, amelyben forradalmi változások zajlanak az utóbbi évtizedekben. Ennek fő jellemzői a rohamosan gyarapodó ismeretek a molekuláris szintű biológiai folyamatok megértésében és a biológiai ismeretek alkalmazása a gyógyításban, az iparban és a mezőgazdaságban. A forradalom valójában a molekuláris genetikában zajlik, nem az egész molekuláris biológiában. A modern biológián alapuló orvoslás fejlődése az emberi genom feltérképezésétől a betegágyig a következő, időben átfedő, szakaszokból áll:

  • a genom szerkezetének megismerése
  • a genom funkciójának megértése
  • a betegségek biológiájának megértése
  • az orvostudomány fejlődése
  • a gyógyítás hatékonyságának javítása

Az idő haladtával egy folyamatos eltolódás figyelhető meg az (1)-től az (5) fázis felé.

A molekuláris biológia fő területei

  • A sejt szerkezete és fő építőelemei
  • A genetikai információ áramlása
  • Sejten belüli jelátvitel
  • Fehérjék sorsa és funkciói
  • Genetika
  • Bioanalitika
  • Biokémia-genomika
  • Immunológia, sejt- és mikrobiológia
  • Molekuláris agrobiológia
  • Molekuláris evolúcióbiológia
  • Fejlődésgenetika
  • Orvosi molekuláris biológia és genomika
  • Orvosbiológia-farmakológia[3]
  • Géndiagnosztika
  • Molekuláris biológiai módszerek a gyógyszerészeti kutatásban[4]
  • A molekuláris biológia határai

Kapcsolódó szócikkek

Jegyzetek

  1. ↑ Boldogkői Zsolt Department of Medical Biology - University of Szeged[halott link]
  2. ↑ Astbury, W.T. (1961). „Molecular Biology or Ultrastructural Biology?” (PDF). Nature 190 (4781), 1124. o. DOI:10.1038/1901124a0. PMID 13684868. (Hozzáférés: 2008. augusztus 4.) 
  3. ↑ http://www.molbiol.med.unideb.hu/kepzes.htm
  4. ↑ Molekuláris biológiai módszerek a gyógyszerészeti kutatásban Sipos Katalin 2012 PTE

További információk

  • Bánfalvi G.: Molekuláris sejtbiológia 2. kiadás, Kossuth Kiadó 2005
  • Bálint Miklós: Molekuláris biológia I.-III. „ Műszaki kiadó (2000,2002)
  • Encyclopedia of Biological Chemistry William J. Lennarz State University of New York at Stony Brook, Stony Brook, New York, USA Volume I - IV. Elsevier 2013 ISBN 978-0-12-378630-2
  • Szabó Gábor: Sejtbiológia (2. kiadás; 2009)