[목 차]
분자생물학의 정의와 발전과정
분자생물학은 생명체의 구조 기능과 분자 구성에 관한 학문이다. DNA, RNA 및 단백질 합성의 상호관계를 포함한 세포의 다양한 시스템 간의 상호작용과 이러한 상호작용이 어떻게 조절되는지에 초점을 맞춘다. 분자생물학은 생화학, 유전학, 세포생물학 분야와 밀접하게 관련되어 있다. 분자생물학은 과학자들이 생명을 생성하는 고분자를 연구하여 생명의 현상을 설명하는 데 주력했던 1930년대까지 그 기원을 추적한다. 분자생물학의 주요 발견은 1940년 조지 비들레와 에드워드 타툼이 유전자와 단백질 사이의 정확한 관계의 존재를 확립하면서 시작된 약 25년이라는 기간에 이루어졌다. 오늘날 유전공학이라는 이름으로 통합된 새로운 첨단기술이 유전자의 고립과 특성화를 허용하기까지는 또 다른 15년이 필요했다.
분자생물학의 첫 25년 동안 진정으로 근본적인 발견은 1953년 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 DNA 분자의 이중 나선 구조를 발견했을 때 일어났다. 그리고 30년 후, 캐리 물리스는 연구실에서 특정 DNA 조각의 많은 복제품을 빠르게 생산할 수 있는 우아하고 단순한 "생물학적 복사기"인 중합효소 연쇄반응을 발명하면서 유전공학 분야를 도약시켰다. 뮬리스와 마이클 스미스는 분자생물학의 기술적 이정표를 세운 공로로 1993년 노벨 화학상을 공동 수상했다. 유전 메커니즘의 발견은 현대 과학의 주요한 돌파구임이 증명되었다. 분자가 신진대사를 어떻게 수행하는지, 또는 생명을 유지하기 위해 필요한 에너지를 어떻게 처리하는지 이해하는 데 또 다른 중요한 진전이 있었다.
유전공학 기술은 분자생물학자들이 더 높은 동식물을 연구할 수 있게 하여 식물과 동물의 유전자를 조작하여 농업 생산성을 높일 수 있는 가능성을 열어준다. 이러한 기법들은 유전자 치료법의 발전을 위한 길을 열어주기도 했다. 분자생물학에 대한 야심 찬 국제적인 노력은 현재 완성된 인간 게놈 프로젝트의 시작과 함께 1990년에 시작되었다. 그것의 목표는 2만에서 2만 5천 개로 추정되는 모든 인간 유전자를 발견하여 더 많은 생물학적 연구를 위해 그것들을 이용할 수 있게 하는 것이었다. 또 다른 프로젝트 목표는 30억 개의 DNA 서브유닛의 완전한 순서를 결정하는 것이었다.
HGP의 일부로서, 기술을 개발하고 인간의 유전자 기능을 해석하는 데 도움을 주기 위해 대장균, 생쥐와 같은 선별된 모델 유기체에 대한 병행 연구가 수행되었다. 에너지부 인간 게놈프로그램과 국립보건원 국립 인간 게놈연구소가 함께 HGP를 후원했다. 분자생물학의 하위 학문은 쥐, 초파리, 대장균과 같은 모형 유기체와 비교해서 인간 유전학을 연구하는 학문 비교 유전체학, 유전자와 그들의 결과적인 단백질 그리고 신체의 생화학적 과정에서 단백질이 하는 역할에 대한 연구인 기능성 게노믹스, 정상적인 유전자로 기능하지 않거나 잘못된 유전자를 대체, 조작 또는 보완하기 위한 실험적인 절차인 진테라피 등이 있다.