Η μοριακή βιολογία είναι ένα πεδίο της βιολογίας που εξετάζει τον μοριακό μηχανισμό της ζωής. Το γήπεδο ιδρύθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1930, αν και η φράση χρησιμοποιήθηκε μόνο το 1938 και το γήπεδο δεν απογειώθηκε παρά τα τέλη της δεκαετίας του ’50 και τις αρχές της δεκαετίας του ’60. Από τότε, η πρόοδος στον τομέα ήταν τεράστια. Το πεδίο ξεκίνησε με την κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ διαφόρων σημαντικών βιολογικών μορίων. Τώρα, οι βάσεις δεδομένων κρυσταλλογραφίας αποθηκεύουν τη μοριακή δομή δεκάδων χιλιάδων από αυτά τα μόρια. Η κατανόηση αυτών των πρωτεϊνών μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το σώμα και πώς να το διορθώσουμε όταν διασπάται.
Η πραγματικά σύγχρονη μοριακή βιολογία εμφανίστηκε με την αποκάλυψη της δομής του DNA τη δεκαετία του 1960 και τις ταυτόχρονες προόδους στη βιοχημεία και τη γενετική. Η μοριακή βιολογία είναι μία από τις τρεις κύριες βιολογικές επιστήμες μοριακής κλίμακας, οι άλλες είναι η βιοχημεία και η γενετική. Δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός μεταξύ των τριών, αλλά έχουν γενικούς τομείς.
Σε γενικές γραμμές, η βιοχημεία εξετάζει τη λειτουργία των πρωτεϊνών μέσα στο σώμα, η γενετική εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο κληρονομούνται και διαδίδονται τα γονίδια και η μοριακή βιολογία εξετάζει τη διαδικασία αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης των γονιδίων. Η μοριακή βιολογία έχει κάποιες επιφανειακές ομοιότητες με την επιστήμη των υπολογιστών, επειδή τα γονίδια μπορούν να θεωρηθούν ως ένας διακριτός κώδικας, αν και οι πρωτεΐνες για τις οποίες κωδικοποιούν και οι επακόλουθες αλληλεπιδράσεις τους μπορεί να είναι εξαιρετικά μη γραμμικές.
Η πιο σημαντική ιδέα στη μοριακή βιολογία είναι το λεγόμενο «κεντρικό δόγμα» της μοριακής βιολογίας, το οποίο δηλώνει ότι η ροή πληροφοριών στους οργανισμούς ακολουθεί μονόδρομο – τα γονίδια μεταγράφονται σε RNA και το RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Αν και γενικά σωστό, το «κεντρικό δόγμα» δεν είναι τόσο απόλυτο ή σίγουρο όσο υπονοεί το όνομά του. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η ροή πληροφοριών μπορεί να αντιστραφεί, καθώς το πρωτεϊνικό περιβάλλον μπορεί να επηρεάσει ποια γονίδια μεταγράφονται σε RNA και ποιο RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Ωστόσο, η ευρεία εικόνα ισχύει, καθώς εάν οι πρωτεΐνες είχαν υπερβολική επιρροή στα γονίδια που τις κωδικοποιούν, το σώμα θα βρισκόταν σε χάος.
Ένας από τους πιο βασικούς τομείς έρευνας στη μοριακή βιολογία είναι η χρήση της κλωνοποίησης έκφρασης για να δούμε ποιες πρωτεΐνες δημιουργούνται από ποια γονίδια. Η κλωνοποίηση έκφρασης περιλαμβάνει την κλωνοποίηση ενός τμήματος DNA που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη ενδιαφέροντος, τη σύνδεση του DNA σε έναν πλασμιδιακό φορέα και στη συνέχεια την εισαγωγή του φορέα σε άλλο φυτό ή ζώο. Ο τρόπος με τον οποίο εκφράζεται το μεταφερόμενο DNA παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τον ρόλο του στον οργανισμό. Αυτό μας επιτρέπει να μάθουμε τι κάνουν τα γονίδια. Χωρίς αυτή τη γνώση, μεγάλο μέρος της γενετικής, όπως η γνώση μας για το ανθρώπινο γονιδίωμα, θα ήταν άχρηστο.
Υπάρχουν πολλές άλλες γραμμές έρευνας στη μοριακή βιολογία. Το πεδίο είναι απίστευτα τεράστιο. Οι πληροφορίες που παρουσιάζονται παραπάνω, ωστόσο, χρησιμεύουν ως εισαγωγή.