Sinh học phân tử /məˈlɛkjʊlər/ là phân ngành sinh học tìm hiểu về cơ sở phân tử của hoạt tính sinh học trong và giữa các tế bào, bao gồm các phép tổng hợp, biến đổi, cơ chế và tương tác phân tử.[1][2][3] Ngành nghiên cứu cấu trúc hóa học và vật lý của các đại phân tử sinh học được gọi là sinh học phân tử.[4] Sinh học phân tử lần đầu được miêu tả là một cách tiếp cận chú trọng vào nền tảng của hiện tượng sinh học - khám phá cấu trúc của các phân tử sinh học cũng như tương tác của chúng, và cách mà những tương tác này lý giải các quan sát của sinh học truyền thống.[5]

Năm 1945, thuật ngữ sinh học phân tử được sử dụng bởi nhà vật lý William Astbury. Sự phát triển ở mảng sinh học phân tử xảy ra rất muộn, bởi hệ thống phức tạp hoặc cách tiếp cận thuận lợi sẽ được thực hiện theo lối hiểu đơn giản bằng cách sử dụng vi khuẩn và thực khuẩn; những sinh vật này cung cấp thông tin về hoạt tính sinh học cơ bản dễ hơn so với tế bào động vật. Năm 1953, hai thanh niên tên Francis Crick và James Watson công tác tại đơn vị Hội đồng nghiên cứu y khoa, phòng thí nghiệm Cavendish, Cambridge (nay là phòng thí nghiệm phân tử sinh học MRC) đã làm một mô hình chuỗi xoắn kép của DNA, thứ thay đổi toàn bộ thí nghiệm về cấu trúc DNA mà họ đề xuất dựa trên nghiên cứu trước đó của Rosalind Franklin và Maurice Wilkins; nghiên cứu ấy đã dẫn tới việc tìm kiếm chất liệu DNA ở các vi sinh vật, thực vật và động vật khác.[4]

Molecular biology is not simply the study of biological molecules and their interactions; rather, it is also collection of techniques developed since the field's genesis which have enabled scientists to learn about molecular processes.[6] One notable technique which has revolutionized the field is the polymerase chain reaction (PCR), which was developed in 1983.[6] PCR is a reaction which amplifies small quantities of DNA, and it is used in many applications across scientific disciplines, as will be discussed later.[7][8]

The central dogma of molecular biology describes the process in which DNA is transcribed into RNA, which is then translated into protein.[2][9]

Molecular biology also plays a critical role in the understanding of structures, functions, and internal controls within individual cells, all of which can be used to efficiently target new drugs, diagnose disease, and better understand cell physiology.[10] Some clinical research and medical therapies arising from molecular biology are covered under gene therapy whereas the use of molecular biology or molecular cell biology in medicine is now referred to as molecular medicine.

History of molecular biology sửa

Molecular biology sits at the intersection of biochemistry and genetics; as these scientific disciplines emerged and evolved in the 20th century, it became clear that they both sought to determine the molecular mechanisms which underlie vital cellular functions.[11] Advances in molecular biology have been closely related to the development of new technologies and their optimization.[12] Molecular biology has been elucidated by the work of many scientists, and thus the history of the field depends on an understanding of these scientists and their experiments.

It all begins with the phenomenon of transformation in the bacteria,  in 1928, Frederick Griffith, observed a phenomenon of transformation from one bacterium to other [now known as genetic transformation]. At that time, he couldn't explain the phenomenon of transformation. Later in 1944, three scientists Oswald Avery, Colin Macleod and Maclyn McCarty, demonstrated the whole phenomenon of transformation in the bacteria. After, two years in 1930, molecular biology was established as an official branch of science. But the term “Molecular Biology” wasn't coined until 1938 and that was done by the scientist Warren Weaver, who was working as the director of Natural sciences at Rockefeller Foundation.[4]

From the following experiment it was concluded that DNA is the basic genetic material which caused the genetic changes. Basic composition of the DNA was known that it contains four bases known as – Adenine, Guanine, Thymine and Cytosine. So, on the bases of the chemical composition and the X-ray crystallography, done by Maurice Wilkins and Rosalind Franklin the DNA structure was proposed by James Watson and Francis Crick. But, before the Watson and Crick proposed the DNA structure, in 1950 Austrian born scientist Erwin Chargaff, proposed the theory / rule [today known as- Chargaff's rule], which stated that the number of Adenine and Thymine and Guanine and Cytosine are in equal proportion.[4]


Chú thích sửa

  1. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P (2014). Molecular Biology of the Cell, Sixth Edition. Garland Science. tr. 1–10. ISBN 978-1-317-56375-4.
  2. ^ a b Gannon F (tháng 2 năm 2002). “Molecular biology--what's in a name?”. EMBO Reports. 3 (2): 101. doi:10.1093/embo-reports/kvf039. PMC 1083977. PMID 11839687.
  3. ^ “Molecular biology - Latest research and news | Nature”. www.nature.com (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2021.
  4. ^ a b c d S., Verma, P. (2004). Cell biology, genetics, molecular biology, evolution and ecology. S Chand and Company. ISBN 81-219-2442-1. OCLC 1045495545.
  5. ^ Astbury, W. T. (tháng 6 năm 1961). “Molecular Biology or Ultrastructural Biology ?”. Nature (bằng tiếng Anh). 190 (4781): 1124. Bibcode:1961Natur.190.1124A. doi:10.1038/1901124a0. ISSN 1476-4687. PMID 13684868. S2CID 4172248.
  6. ^ a b Morange, Michel (15 tháng 2 năm 2016), “History of Molecular Biology”, eLS, Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd, tr. 1–8, doi:10.1002/9780470015902.a0003079.pub3, ISBN 9780470016176, truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2021
  7. ^ “Polymerase Chain Reaction (PCR)”, Definitions, Qeios, 26 tháng 11 năm 2019, doi:10.32388/167113, S2CID 94561339, truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2021
  8. ^ “Smithsonian Institution Archives”. siarchives.si.edu. Truy cập ngày 7 tháng 11 năm 2021.
  9. ^ Cox, Michael M. (16 tháng 3 năm 2015). Molecular biology: principles and practice. Doudna, Jennifer A.,, O'Donnell, Michael (Biochemist) . New York. ISBN 978-1-4641-2614-7. OCLC 905380069.
  10. ^ Bello, Elizabeth A.; Schwinn, Debra A. (1 tháng 12 năm 1996). “Molecular Biology and Medicine: A Primer for the Clinician”. Anesthesiology. 85 (6): 1462–1478. doi:10.1097/00000542-199612000-00029. ISSN 0003-3022. PMID 8968195. S2CID 29581630.
  11. ^ author., Morange, Michel (tháng 6 năm 2021). A history of biology. ISBN 978-0-691-18878-2. OCLC 1184123419.
  12. ^ Fields, Stanley (28 tháng 8 năm 2001). “The interplay of biology and technology”. Proceedings of the National Academy of Sciences (bằng tiếng Anh). 98 (18): 10051–10054. doi:10.1073/pnas.191380098. ISSN 0027-8424. PMC 56913. PMID 11517346.