Molekyylibiologian

Molekyylibiologia on biotieteiden ala, joka tutkii biologisten ilmiöiden toimintaa molekyylitasolla ja keskittyy DNA:n, RNA:n ja proteiinien vuorovaikutuksiin sekä niiden ilmentymän säätelyyn soluissa. Tutkimuksen tavoitteena on ymmärtää, miten geneettinen informaatio siirretään, kopioidaan ja toteutetaan proteiinien muodossa sekä miten molekyylit reagoivat solujen signaaleihin.

Historiallisesti ala kehittyi genetiikan, biokemian ja fysiikan rajapinnalla. Keskeisiä virstanpylväitä ovat DNA:n rakenteen ratkaiseminen sekä mekanismien ymmärtäminen replikaatiossa ja geenien ilmentymässä. Tekniikoiltaan molekyylibiologia on kehittynyt nopeasti: PCR, DNA- ja RNA-sekvensointi sekä rekombinantti DNA -tekniikat ovat mahdollistaneet laajan tutkimuksen ja bioteknologian sovellukset. Viime vuosina on lisätty CRISPR-Cas9- geenimuokkaukset, RNA-seq, massaspektrometria sekä cryo-elektronimikroskopia.

Keskeisiä käsitteitä ovat genetiikka, transkription ja translaation prosessit sekä geenin säätely ja ilmentymä. Tutkimus kattaa genomian, transkriptomian ja proteomian sekä solujen signaalinvaihdon ja molekyylien rakenteiden sekä toimintojen ymmärtämisen.

Sovellukset kattavat diagnostiikan, geneettisen terapian, personoidun lääketieteen, biotekniikan sekä maatalouden ja oikeuslääketieteen. Malliorganismeina käytetään usein Escherichia coli -bakteeria, Saccharomyces cerevisiae -hiivaa, Arabidopsis thalianaa sekä laboratoriohiiriä. Eettiset ja turvallisuuskysymykset ovat keskeisiä alalla.

Tulevaisuudessa keskeisiä suuntia ovat yksisolureaalianalytiikka, synteettinen biologia sekä epigenomiikan ja genomisen tutkimuksen kehittäminen sekä uusia terapeuttisia ja teknologisia sovelluksia.