Biologia molekularna jest to dziedzina nauki z pogranicza kilku
nauk biologicznych, m.in. biochemii, biofizyki i genetyki. Zajmuje
się ona ustalaniem związku pomiędzy budową substancji
wielkocząsteczkowych (głównie DNA, RNA i białek), a rolą, jaką
pełnią one w komórce. Przedmiotem jej badań jest również
organizacja organelli komórkowych oraz molekularne podłoże ich
funkcjonowania.
Termin biologia molekularna został po raz pierwszy użyty w
1930 r. przez Warrena Weavera, pracującego dla Fundacji Rockefellera.
Obecnie wyróżnia się biologię molekularną człowieka, bakterii i
mitochondriów. Jej rozwój zawdzięcza się opracowaniu
takich technik jak mikroskopia elektronowa, łańcuchowa reakcja
polimerazy (PCR), elektroforeza, chromatografia, metody dyfrakcyjne i
hybrydyzacyjne, klonowanie molekularne, czy sekwencjonowanie.
Za ich pomocą opisuje ona na poziomie
molekularnym sposób w jaki zachodzą mechanizmy regulujące
różnorodne procesy życiowe organizmu, takie jak przewodnictwo
impulsów nerwowych, funkcjonowanie błon komórkowych,
działanie hormonów, morfogeneza, kurczliwość mięśni, czy
różnicowanie się komórek. Stosowane w biologii
molekularnej techniki znalazły również zastosowanie w medycynie,
patomorfologii, biochemii, toksykologii, bakteriologii, wirusologii i
genetyce.
Do najważniejszych osiągnięć biologii molekularnej zaliczyć
można odkrycie sposobu replikacji DNA i biosyntezy białek oraz
ustalenie kodu genetycznego, czyli uniwersalnego zapisu informacji
genetycznej. Odkrycia te wpłynęły w znacznym stopniu na
rozwój biotechnologii, genetyki molekularnej oraz
inżynierii genetycznej. Dały ona również początek terapii
genowej, czyli leczeniu chorób m. in. za pomocą wprowadzenia
obcych kwasów nukleinowych do komórki.