Die Molekularbiologie ist ein Teilgebiet der Biologie, das sich mit der Struktur und der Zusammensetzung von Zellmolekülen sowie mit der Frage befasst, wie diese Moleküle in Organismen zusammenwirken. Mit der Entwicklung neuer wissenschaftlicher Techniken im späten 20. Jahrhundert begannen Wissenschaftler, biologische Systeme genauer zu untersuchen, indem sie die methodischen Ansätze der Zellbiologie, Biochemie und Genetik miteinander kombinierten. An diesem Schnittpunkt der Fachgebiete stellen Molekularbiologen Fragen zur molekularen Grundlage biologischer Prozesse, insbesondere zur Speicherung und Übertragung biologischer Informationen durch kodierte Moleküle wie DNA, RNA und Proteine. Wie wird zum Beispiel die genetische Information in einer Vielzahl von Genen gespeichert? Oder welche molekularen Interaktionen sind notwendig, um die Geschwindigkeit der Proteinbildung zu kontrollieren, und wie werden diese Raten mit anderen Zellsignalmechanismen im Zytosol koordiniert? Und wie interagieren Proteine mit anderen kodierten Molekülen, um wesentliche biologische Aufgaben in den Zellen zu erfüllen? Dieses interdisziplinäre Gebiet ist relativ jung, denn es entstand in den 1960er Jahren, als sich unser Wissen über die molekulare Struktur von DNA und RNA und den genetischen Code radikal erweiterte. Seitdem haben Molekularbiologen Laborgeräte zum Kopieren von DNA und RNA und zur Manipulation von Genen entwickelt. Einige dieser bekanntesten Instrumente sind die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Gelelektrophorese, Southern Blotting, DNA-Sequenzierung, Mikroarrays und transgene Organismen. Mit diesen Ansätzen können Molekularbiologen die dynamischen molekularen Interaktionen in lebenden Organismen untersuchen und verstehen, wie Zellen auf molekularer Ebene funktionieren. Heute hat sich die Molekularbiologie mit der Entdeckung der nichtkodierenden RNA und anderer epigenetischer Mechanismen, die die Informationsübertragung innerhalb einer Zelle und letztlich die Funktion eines Organismus beeinflussen, erneut radikal erweitert.
Bildnachweis: Wu-Min Deng & John S. Deng. Public Domain.