La biotecnologia molecolare è la capacità di alterare i materiali genetici, nonché di trasferirli tra cellule organiche, da parte di scienziati in un laboratorio. Implica l’uso di proteine ricombinanti per l’ingegneria genetica, ad esempio, e la creazione di prodotti che hanno un profondo impatto sulla vita quotidiana. La manipolazione di proteine e acidi nucleici può essere eseguita con organismi unicellulari, specie multicellulari e piante. Gli studi molecolari biotecnologici hanno un impatto sulla salute, oltre che sull’agricoltura, la produzione e l’ambiente. Studiando i processi biologici, è possibile creare farmaci per una miriade di malattie, rilevare agenti patogeni negli alimenti e realizzare colture resistenti alle malattie per massimizzare la resa per gli agricoltori.
Una mappa completa del genoma umano ha migliorato la biotecnologia molecolare, poiché conoscere i ruoli di ciascun gene nelle malattie e nelle funzioni corporee ha contribuito a creare farmaci e vaccini più efficaci. Gli anticorpi contro le malattie sono stati sviluppati con queste informazioni, utilizzando la ricerca di laboratorio e i progressi della biologia. Nella biotecnologia vegetale molecolare, è anche possibile alterare la genetica delle piante in modo che le colture possano resistere a malattie o sostanze come gli erbicidi. Anche le attività agricole come il bestiame possono trarre vantaggio poiché l’ingegneria genetica può portare a caratteristiche più desiderabili per gli animali venduti sul mercato.
Nel campo della biotecnologia molecolare, i microrganismi unicellulari possono eventualmente essere modificati per creare enzimi, sostanze chimiche e persino antibiotici specifici per l’uso nella medicina umana. A parte il potenziale futuro passato 2011, la biotecnologia a livello molecolare è utile per fare diagnosi in medicina. I medici possono analizzare i campioni di sangue alla ricerca di sottili indizi di malattie, infezioni e condizioni cardiovascolari rilevando piccoli volumi di molecole. Le sostanze biochimiche possono anche essere modificate per l’uso in applicazioni commerciali, quindi i composti bioluminescenti possono essere utilizzati per creare etichette o sviluppare apparecchiature su misura per l’analisi di campioni di laboratorio.
La biotecnologia molecolare marina è un’altra parte significativa del campo perché tanti microrganismi utili si trovano negli oceani, nei laghi e nei fiumi. Gli oceani sono il fulcro degli organismi per studiare, ottenere informazioni sulla genetica e potenzialmente trovare nuovi farmaci. Come molti aspetti della biotecnologia molecolare, la scienza marina continua ad essere oggetto di ricerca. Le molte aree del campo sono aperte allo studio in molti istituti di istruzione superiore negli Stati Uniti, compresi quelli specializzati in scienze marine. La ricerca inizia anche a livello di studenti, quindi i progressi nella biotecnologia sono benefici sia per la scienza che per il mercato del lavoro in questo settore in espansione dell’economia.