分子生物學(xué)是生物學(xué)的一個(gè)分支，研究生物活動(dòng)的分子基礎(chǔ)。與非生物體一樣，生物體也是由化學(xué)物質(zhì)組成的。因此，分子生物學(xué)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(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究生物分子的結(jié)構(gòu)、功能、加工、調(diào)節(jié)和進(jìn)化以及它們之間的相互作用。他們通過(guò)研究分子之間如何相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)--提供有關(guān)生命如何運(yùn)作的微觀(guān)信息。

雖然每個(gè)生物體內(nèi)都有許多不同類(lèi)型的分子，但大多數(shù)分子生物學(xué)家都把重點(diǎn)放在基因和蛋白質(zhì)上。蛋白質(zhì)在活細(xì)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(fù)雜關(guān)系

基因是寫(xiě)在巨大核酸分子上的信息，而蛋白質(zhì)是獨(dú)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(xué)家致力于識(shí)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(lái)自基因的信號(hào)。

響應(yīng)來(lái)自細(xì)胞外的信號(hào)。

許多分子生物學(xué)家試圖全面記錄這些相互作用的長(zhǎng)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(fù)雜的方面，就必須了解其中每個(gè)分子的作用。

分子生物學(xué)家還試圖了解分子結(jié)構(gòu)(包括蛋白質(zhì)活性位點(diǎn)的位置和形狀等細(xì)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(yùn)作方式，還能幫助其他試圖操縱這種生物的科學(xué)家開(kāi)展工作。這些科學(xué)家包括藥物開(kāi)發(fā)人員和基因工程師。

二、分子生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)之間的區(qū)別

分子生物學(xué)與生物化學(xué)和遺傳學(xué)這兩個(gè)相關(guān)學(xué)科有很多共同之處。這三個(gè)學(xué)科都對(duì)生物體如何在分子水平上工作的細(xì)節(jié)感興趣。不過(guò)，它們各自關(guān)注的領(lǐng)域不同，應(yīng)用也不同。

1.生物化學(xué)

生物化學(xué)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(shí)產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)，如毒素的效應(yīng)。此外，生物化學(xué)還使用一些基于有機(jī)化學(xué)的方法。

2.遺傳學(xué)

遺傳學(xué)專(zhuān)門(mén)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(duì)遺傳的關(guān)注意味著遺傳學(xué)通常最適合在群體水平上進(jìn)行研究，使其成為一個(gè)比分子生物學(xué)規(guī)模大得多的領(lǐng)域。

這三個(gè)領(lǐng)域中的每一個(gè)都相互重疊并相互影響。遺傳學(xué)與分子生物學(xué)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(chǔ)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(xué)的實(shí)驗(yàn)方法

分子生物學(xué)最著名的可能是其獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)室方法。這些方法被分子生物學(xué)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(xiàn)晶體學(xué)，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(xué)家在工作中廣泛使用計(jì)算機(jī)模型。 現(xiàn)代技術(shù)，尤其是為遺傳學(xué)開(kāi)發(fā)的技術(shù)，也在改變著分子生物學(xué)研究的方式。

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

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