分子生物學是生物學的一個分支，研究生物活動的分子基礎(chǔ)。與非生物體一樣，生物體也是由化學物質(zhì)組成的。因此，分子生物學家研究生物體內(nèi)的分子如何相互作用，從而發(fā)揮生命的功能。分子生物學家通過實驗來研究生物分子的結(jié)構(gòu)、功能、加工、調(diào)節(jié)和進化以及它們之間的相互作用。他們通過研究分子之間如何相互作用來實現(xiàn)這一目標--提供有關(guān)生命如何運作的微觀信息。

雖然每個生物體內(nèi)都有許多不同類型的分子，但大多數(shù)分子生物學家都把重點放在基因和蛋白質(zhì)上。蛋白質(zhì)在活細胞中執(zhí)行不同的功能，而基因則包含制造其他蛋白質(zhì)所需的信息。

一、基因與蛋白質(zhì)之間的復雜關(guān)系

基因是寫在巨大核酸分子上的信息，而蛋白質(zhì)是獨立的分子，因此研究這兩種物質(zhì)(以及它們之間的關(guān)系)極為重要。

分子生物學家致力于識別和了解生物代謝途徑的組成部分。蛋白質(zhì)可以:

相互調(diào)節(jié)和影響。

響應(yīng)來自基因的信號。

響應(yīng)來自細胞外的信號。

許多分子生物學家試圖全面記錄這些相互作用的長鏈。功能鏈中的每一步都可能受到疾病的干擾或藥物的攻擊。 要了解生命和生物體功能更復雜的方面，就必須了解其中每個分子的作用。

分子生物學家還試圖了解分子結(jié)構(gòu)(包括蛋白質(zhì)活性位點的位置和形狀等細節(jié))如何影響分子的功能。收集這些信息不僅能從根本上了解生物的運作方式，還能幫助其他試圖操縱這種生物的科學家開展工作。這些科學家包括藥物開發(fā)人員和基因工程師。

二、分子生物學、生物化學和遺傳學之間的區(qū)別

分子生物學與生物化學和遺傳學這兩個相關(guān)學科有很多共同之處。這三個學科都對生物體如何在分子水平上工作的細節(jié)感興趣。不過，它們各自關(guān)注的領(lǐng)域不同，應(yīng)用也不同。

1.生物化學

生物化學通常更關(guān)注蛋白質(zhì)以外的分子。它還關(guān)注核酸和大量物質(zhì)存在時產(chǎn)生的化學效應(yīng)，如毒素的效應(yīng)。此外，生物化學還使用一些基于有機化學的方法。

2.遺傳學

遺傳學專門研究遺傳性狀以及遺傳密碼的變化如何影響生物體。這種對遺傳的關(guān)注意味著遺傳學通常最適合在群體水平上進行研究，使其成為一個比分子生物學規(guī)模大得多的領(lǐng)域。

這三個領(lǐng)域中的每一個都相互重疊并相互影響。遺傳學與分子生物學有很多共同之處，尤其是在 RNA 的功能方面。RNA 可以像 DNA 一樣存儲信息，也可以像蛋白質(zhì)一樣執(zhí)行活性功能。

三、分子生物學的實驗方法

分子生物學最著名的可能是其獨特的實驗室方法。這些方法被分子生物學家廣泛使用：

分子克隆。

聚合酶。

鏈反應(yīng)。

凝膠電泳。

染色。

這些技術(shù)有助于收集、分離和定量感興趣的分子。

其他技術(shù)，如 X 射線晶體學，也可用于研究蛋白質(zhì)和核酸的結(jié)構(gòu)。許多分子生物學家在工作中廣泛使用計算機模型。 現(xiàn)代技術(shù)，尤其是為遺傳學開發(fā)的技術(shù)，也在改變著分子生物學研究的方式。

分子生物學是一個不斷發(fā)展的巨大領(lǐng)域，其重要性尚未得到充分認識。隨著分子生物學的不斷發(fā)展和壯大，醫(yī)學、生態(tài)學和其他領(lǐng)域的許多進步都將是分子生物學研究的成果。

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