Biologia molekularna

DNA - podstawowa jednostka dziedziczenia.

Biologia molekularna – nauka podstawowa zajmująca się biologią na poziomie molekularnym. Bada, w jaki sposób funkcjonowanie organizmów żywych uwarunkowane jest właściwościami budujących je cząsteczek, a zwłaszcza biopolimerów, jakimi są kwasy nukleinowe i białka. Zazębia się ona z takimi dziedzinami wiedzy jak genetyka, biochemia, biofizyka czy cytologia.

William Astbury w „Nature” opisał, że biologia molekularna:

... jest szczególnie zainteresowana formami biologicznych cząsteczek, ich trójwymiarową strukturą, genezą i ich funkcjonowaniem.

Techniki biologii molekularnej

Schemat różnych poziomów budowy białek.
Metody analizy.
- Genomu:
  - Izolacja i oczyszczanie DNA,
  - Izolacja i oczyszczanie plazmidowego DNA,
  - Amplifikacja DNA PCR,
  - Amplifikacja DNA metodą PCR in situ,
  - Elektroforeza żelowa,
  - Struktura drugorzędowa tRNA.
    Kinezyna "krocząca" po mikrotubuli, przykład molekularnej maszyny biologicznej wykorzystującej dynamikę białek w nanoskali.
    Analiza wyznakowanych fluorescencyjnie fragmentów STR,
  - Analiza polimorfizmu typu SNP,
  - Sekwencjonowanie DNA,
  - Sekwencjonowanie genomowe,
  - Analiza mikromacierzy SNP,
  - Analiza restrykcyjna fragmentów DNA,
  - Hybrydyzacja kwasów nukleinowych w tym metodą fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ,
  - Tworzenie bibliotek genomowych
- Transkryptomu:
  - Izolacja i oczyszczanie RNA,
  - Izolacja i oczyszczanie miRNA,
  - Izolacja i oczyszczanie piRNA (biologia),
  - Dwuwarstwa lipidowa.
    Odwrotna transkrypcja RNA do cDNA,
  - Amplifikacja cDNA metodą Real time PCR,
  - Amplifikacja cDNA metodą RACE PCR,
  - Analiza ekspresji genów metodą mikromacierzy,
- Proteomu:
  - Izolacja i oczyszczanie białek,
  - Sekwencjonowanie białka,
  - Mikromacierz białkowa,
  - Metody immunohistochemiczne
  - Metody mikroskopowe w tym analiza proteomu z wykorzystaniem mikrodysekcji laserowej
- Metabolomu:
  - Analiza biochemiczna metabolitów metodą spektrometrii masowej,
  - Spektroskopia EPR,
  - Spektroskopia NMR,
  - Spektroskopia UV-VIS,
  - Analiza chemiczna płynów ustrojowych, wydzielin i wydalin w diagnostyce laboratoryjnej,
Metody syntezy in vitro:
- - Synteza genów,
  - Synteza oligonukleotydów z wykorzystaniem syntetyzera DNA/RNA,
  - Synteza białek z wykorzystaniem syntetyzera białek,
  - Synteza białek rekombinowanych w systemach in vitro (lizatów kiełków pszenicy, erytrocytów króliczych),
Metody biosyntezy in vivo:
- Inżynieria genetyczna:
  - Przecinanie DNA z wykorzystaniem enzymów restrykcyjnych,
  - Łączenie fragmentów DNA z wykorzystaniem ligaz,
  - Wprowadzanie do genomu insertów DNA z wykorzystaniem transpozaz,
  - DNA i tworzenie konstruktów genetycznych,
  - Biosynteza białek rekombinowanych tj.: Rekombinowana insulina, erytropoetyna, rekombinowane enzymy i inne,
  - Biosynteza białek rekombinowanych,
  - Tworzenie szczepionek opartych na białkach rekombinowanych,
  - Tworzenie szczepionek genetycznych,
  - Tworzenie organizmów genetycznie modyfikowanych - GMO
- Transformacja bakterii z wykorzystaniem:
- Transfekcja komórek eukariotycznych z wykorzystaniem:
  - chlorku wapnia,
  - liposomów,
  - strzelby genowej,
  - wirusów tj.: lentiwirusów, retrowirusów, adenowirusów,
Metody mikromanipulacji in vivo na poziomie molekularnym:
- - Mikromanipulacje z wykorzystaniem mikroskopii laserowej i szczypiec optycznych,
  - Wprowadzanie i usuwanie wybranych organelli komórkowych,
  - Wprowadzanie całego chromosomu do komórek za pomocą szczypiec optycznych,
  - Metody wykorzystywane w zapłodnieniu in vitro,
  - Metody terapii genowej w medycynie molekularnej.

Zobacz też

Przypisy

↑ W.T.W.T. Astbury W.T.W.T., Molecular Biology or Ultrastructural Biology?, „Nature”, 190 (4781), 1961, s. 1124–1124, DOI: 10.1038/1901124a0, PMID: 13782405 [dostęp 2021-04-20] (ang.).
↑ JerzyJ. Bal JerzyJ. (red.), Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej, wyd. 3, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011, ISBN 978-83-01-16665-6, OCLC 803952237 .
↑ Opportunities and challenges for the integration of massively parallel genomic sequencing into clinical practice: lessons from the ClinSeq project
↑ Laser Capture Microdissection Applications in Breast Cacer Proteomics
↑ Noncontact laser microdissection and pressure catapulting: sample preparation for genomic, transcriptomic, and proteomic analysis
↑ Genetyka molekularna, pod redakcją Piotra Węgleńskiego, PWN 2007,
↑ Podstawowe techniki biologii molekularnej i biotechnologii, Bugno M., Rokita H., Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999
↑ Multi-beam bilateral teleoperation of holographic optical tweezers,
↑ Optical tweezers for mechanical control over DNA in a nanopore,

Linki zewnętrzne

Podręcznik do biologii molekularnej. zguw.ibb.waw.pl. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-10-21)].

JamesJ. Tabery JamesJ., MonikaM. Piotrowska MonikaM., LindleyL. Darden LindleyL., Molecular Biology, [w:] Stanford Encyclopedia of Philosophy, CSLI, Stanford University, 20 kwietnia 2015, ISSN 1095-5054 [dostęp 2018-08-07] (ang.).
Molecular biology (ang.), Routledge Encyclopedia of Philosophy, rep.routledge.com [dostęp 2023-05-12].

[1] W.T.W.T. Astbury W.T.W.T., Molecular Biology or Ultrastructural Biology?, „Nature”, 190 (4781), 1961, s. 1124–1124, DOI: 10.1038/1901124a0, PMID: 13782405 [dostęp 2021-04-20] (ang.).

[2] JerzyJ. Bal JerzyJ. (red.), Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej, wyd. 3, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011, ISBN 978-83-01-16665-6, OCLC 803952237 .

[3] Opportunities and challenges for the integration of massively parallel genomic sequencing into clinical practice: lessons from the ClinSeq project

[4] Laser Capture Microdissection Applications in Breast Cacer Proteomics

[5] Noncontact laser microdissection and pressure catapulting: sample preparation for genomic, transcriptomic, and proteomic analysis

[6] Genetyka molekularna, pod redakcją Piotra Węgleńskiego, PWN 2007,

[7] Podstawowe techniki biologii molekularnej i biotechnologii, Bugno M., Rokita H., Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999

[8] Multi-beam bilateral teleoperation of holographic optical tweezers,

[9] Optical tweezers for mechanical control over DNA in a nanopore,