molekylærbiologi

Polymerasekjedereaksjon er en metode for å øke mengden kopier av et spesifikt DNA-fragment. Denne metoden brukes siden det trengs en viss menge DNA-materiale for å kunne studere dette nærmere og eventuelt identifisere rekkefølgen på byggesteinene (basene) i DNA-et. Utviklingen av PCR-metoden var et svært viktig fremskritt for molekylærbiologien. Biokjemikeren Kary B. Mullis ble i 1993 tildelt Nobelprisen i kjemi for sitt arbeid med utviklingen av PCR-metoden.

Molekylær kloning er sentral i forståelsen av sykdomsmekanismer på et molekylært nivå. Denne metoden gjør det mulig å studere effekten av enkelte gener og bidrar slik i identifikasjonen av hvilke gener som er påvirket ved ulike genetiske sykdommer.

I genteknologien brukes molekylær kloning for å endre den genetiske sammensetningen av en organisme. Ved molekylær kloning kan en spesifikk DNA-sekvens, som oftest et gen, hentes ut fra en organisme og overføres til en annen organisme. Dette gjøres uten at den opprinnelige DNA-sekvensen endres. Når det er et gen som hentes ut og flyttes, vil man slik kunne overføre en egenskap fra en organisme til en annen.

Elektroforese er en metode for å separere DNA, RNA eller protein etter størrelse. Innenfor genetikken brukes elektroforese hyppig for å bestemme størrelsen på et DNA-fragment. Ved bruk av molekyler med kjente størrelser kan man for eksempel identifisere et spesifikt gen.

Fysikeren Francis Crick er sammen med biologen James Watson kjent for å ha beskrevet strukturen til DNA. De to ble i 1962 tildelt Nobelprisen i medisin eller fysiologi for denne beskrivelsen sammen med biofysikeren Maurice Wilkins. Det ble i ettertid oppdaget at Francis Crick hadde blitt vist et røntgenkrystallografi fremstilt av den britiske kjemikeren Rosalind Franklin, som uten hennes samtykke ble fremvist av nettopp Maurice Wilkins.

I molekylærbiologiens sentrale dogme, eller læresetning, beskrives informasjonsflyten fra DNA til RNA, og videre til proteiner. Dette ble først formulert som et dogme av Francis Crick i en forelesning i 1957, og var svært betydningsfull for forståelsen av den genetiske informasjonsflyten. I senere tid har forståelsen av DNA, RNA og proteiner økt betraktelig og det er tydelig at læresetningen gir et sterkt forenklet bilde av virkeligheten.

En viktig milepæl for molekylærbiologien var det humane genomprosjektet som pågikk fra oktober 1990 til april 2003. Det var et verdensomspennende prosjekt som gikk ut på å kartlegge alt genom (DNA) hos mennesket. Prosjektet var avhengig av samarbeid på tvers av ulike fagfelt, og samlet forskere fra hele verden. Tidligere hadde få forskere innenfor fagfeltet biomedisin tiltro til så store prosjekter, som ofte var omtalt som «big science». Denne skepsisen ble snudd til entusiasme i denne perioden.

Det humane genomprosjektet la grunnlaget for en ny måte å arbeide på. Det viste hvordan man kunne finne ny, verdifull informasjon som gavnet det vitenskapelige fellesskapet ved å sette seg et mål om å produsere en spesifikk type data, uten bruk av en spesifikk hypotese. Prosjektet gjorde det mer vanlig å dele data åpent, noe som gjør den tilgjengelig for andre.

I forbindelse med prosjektet ble flere teknologier og analysemetoder utviklet innenfor blant annet biologien og medisinen. Spesielt ble metodene for DNA-sekvensering videreutviklet. Når man sekvenserer et genom bruker man forskjellige analysemetoder for å bestemme rekkefølgen av baseparene i DNA. Den genetiske koden bestemmer hvordan DNA-et leses og oversettes til proteiner. Proteomikken, som blant annet består av å identifisere og karakterisere alle proteiner en organisme kan produsere, har sitt utspring fra denne perioden. Tilsvarende kalles studien av alle gener i en organisme for genomikk.