Molekularbiologie
Die Molekularbiologie befasst sich mit dem genetischen Apparat der Viren, Zellen und Organismen, seinen Prozessen und Strukturen auf molekularer Ebene. Im Zentrum steht die Analyse der Erbinformation der DNA und RNA und ihrer Verarbeitung im Rahmen der Proteinbiosynthese sowie die Genregulation.
Die Molekularbiologie nutzt eine Vielzahl von biochemischen, mikrobiologischen, genetischen und gentechnischen Verfahren.
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 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 aller 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 100.000 Jahren aus Afrika kamen.
Wichtige Arbeitsfelder sind auch die Erforschung der Proteinbiosynthese und der Genregulation. Hierdurch ist es zum Beispiel möglich, Krankheiten besser zu verstehen und die Wirkungsweise von Medikamenten zu verbessern.
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. Im 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.