Molekularbiologie

Dieser Text beschreibt Molekularbiologie.

Die Molekularbiologie beschäftigt sich mit dem genetischen Apparat der Viren, Zellen und Organismen, seinen Prozessen und Strukturen auf molekularer Ebene. In dem Zentrum steht die Analyse der Erbinformation der DNA und RNA und ihrer Verarbeitung in dem Rahmen der Proteinbiosynthese sowie die Genregulation.

Die Molekularbiologie nutzt eine Vielzahl von biochemischen, mikrobiologischen, genetischen und gentechnischen Verfahren. (Molekularbiologische Methoden)

Die Aufklärung der genetischen Information durch Sequenzierung der DNA sowie der RNA ermöglicht wesentliche Einsichten in die Evolution der Lebewesen. Vielfach werden die aufgrund morphologischer und biochemischer Merkmale sowie anhand von Fossilien entwickelten Stammbäume des Systems der Lebewesen bestätigt, teilweise jedoch auch widerlegt. Hierfür werden vor allem Sequenzen der rRNA der Zellen, Plastiden und Mitochondrien benutzt. So wurde die Gruppe der Häutungstiere (Ecdysozoa) primär aufgrund von Sequenzierungsdaten gebildet und erst sekundär anhand von morphologischen Daten bestätigt. Auch für die Stammesgeschichte des Menschen sind Sequenzierungsdaten informativ. So bestätigen sie, dass alle heute auf der Erde lebenden Menschen sehr nahe verwandt sind. Besonders große Übereinstimmungen weisen alle außerafrikanischen Menschenrassen auf. Dadurch wird die Hypothese gestützt, dass die heutigen Bewohner Eurasiens, Australiens und Amerikas von Menschen abstammen, die vor weniger als 100 Tausend Jahren aus Afrika kamen.

Wichtige Arbeitsfelder sind auch die Erforschung der Proteinbiosynthese und der Genregulation auf allen Ebenen (Epigenetik, Chromatinorganisation, Zellkernarchitektur). Hierdurch ist es zu dem Beispiel möglich, Krankheiten besser zu verstehen und die Wirkungsweise von Medikamenten zu verbessern. Molekularbiologische Forschungsinstitute in dem deutschsprachigen Raum, die sich hiermit beschäftigen, sind u.a. das European Molecular Biology Laboratory, verschiedene Max-Planck-Institute sowie das Deutsche Krebsforschungszentrum.

Durch die Gentechnik ist es möglich, das Erbgut von Organismen zu verändern. So können beispielsweise in Bakterien oder in Nutztieren Hormone und andere körpereigene Substanzen des Menschen, aber auch andere neue Arzneistoffe hergestellt werden. In dem Bereich der Pflanzenzucht kann die Gentechnik dazu benutzt werden, Gene für Krankheitsresistenzen oder Abwehrmechanismen gegen Fressfeinde oder konkurrierende Pflanzen einzuschleusen, so dass die entsprechenden Stoffe von den Nutzpflanzen selbst gebildet werden.