Sitoloji veya hücre biyolojisi, kökü Yunancadaki kytos, barındırıcı kelimesidir), hücrelerin fizyolojisini, yapısını, içerdiği organelleri, bulunduğu ortamla olan ilişkisini, yaşam döngüsünü, bölünmesini ve ölümünü inceleyen bir bilim dalıdır. Bu işlem hem moleküler hem de mikroskobik ölçüde gerçekleştirilir. Sitoloji araştırmaları, bakteriler ve protozoa gibi tek hücreli organizmalardan, insan gibi çok hücreli organizmalara kadar büyük bir alana yayılır.
Farmakoloji ya da eczabilim günümüzdeki anlamıyla canlı organizmadaki ilaç etkilerini ve canlı organizmaya alınan ilaçların yapısını inceleyen bir bilim dalıdır. Yeni sentezlenmiş veya bitkilerden ayrıştırılmış maddelerin etkilerini biyolojik yapısını laboratuvar çalışmaları ile deney hayvanlarında, klinik araştırmalar ile insanlarda inceleyerek ilaç geliştirme çalışmalarına katkı veren bir tıp ve eczacılık bilimidir. Diğer bir deyişle, ilaçların yapımından, kullanıma sunulmasına, ilaçlar ile biyolojik dizgeler arasındaki etkileşimleri inceleyen bilim dalıdır. Farmakoloji, deneyleri ve canlılar üzerindeki araştırmalardan klinik uygulamaya değin uzanan bu karmaşık ve yoğun süreci birçok alt dalı ve yardımcı bilim dalları ile yakından bağlantılı yürütür.
Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına "genetik mühendisi" denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar. Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik maniplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir.
Biyoteknoloji; hücre ve doku biyolojisi kültürü, moleküler biyoloji, mikrobiyoloji, genetik, fizyoloji ve biyokimya gibi doğa bilimlerinin yanı sıra makine mühendisliği, elektrik-elektronik mühendisliği ve bilgisayar mühendisliği gibi mühendislik dallarından yararlanarak, DNA teknolojisiyle bitki, hayvan ve mikroorganizmaları geliştirmek, özel bir kullanıma yönelik ürünleri oluşturmak ya da dönüştürmek için biyolojik sistemleri, canlı organizmaları ya da türevlerini kullanan uygulamaların tümüne verilen addır.
Nanoteknoloji, maddenin atomik, moleküler ayrıca supramoleküler seviyede kontrolüdür.
Rekombinant DNA teknolojisi, doğada kendiliğinden oluşması mümkün olmayan, çoğunlukla farklı biyolojik türlerden elde edilen DNA moleküllerinin, genetik mühendislik teknolojisiyle kesilmesine ve elde edilen farklı DNA parçalarının birleştirilmesi işlemlerini kapsayan bir teknolojidir. Rekombinant DNA ise; bu işlem sonucu üretilmiş olan yeni DNA molekülüne verilen isimdir ve kısaca rDNA olarak yazılır.
Moleküler biyoloji, canlılardaki olayları moleküler seviyede inceleyen biyoloji dalıdır.
Evrimsel biyoloji; biyoloji konularını, canlıların evrimini göz önüne alarak inceleyen bilim dalıdır. Taksonomi biliminin temelinde evrimsel biyoloji yer almaktadır. Canlıları sistematik bir şekilde ayırmada, canlıların evrimsel akrabalıkları ve farklılıkları göz önüne alınır. Ayrıca birçok ekolojik ilişkinin açıklanmasında evrimsel biyoloji kullanılır. Moleküler biyolojide DNA ve RNA dizilerinin baz dizilişleri göz önüne alınarak canlıların hatta organellerin mikroorganizmalarla olan akrabalıkları incelenmekte ve bu incelemede evrimsel biyoloji temel alınmaktadır.
Elektroforez, bir elektrik alanın etkisi altında yüklü parçacıkların (iyonların) göçünü ve ayrılmasını tanımlayan genel bir terimdir. Bu teknoloji, nükleik asitlerin ayrıştırılması ve analizi için önem taşımaktadır. Nükleik asitlerin elektroforezi, klonlanmış DNA fragmanlarının izolasyonu ve manipülasyonu için laboratuvar tezgahında rutin olarak kullanılmaktadır. Ek olarak, nükleik asitlerin hücrelerdeki ve dokulardaki rolünü ve etkileşimini değerlendiren birçok moleküler biyoloji protokolünün kritik bir bileşenidir. Nükleik asit elektroforezi, mevcut genom dizileme çağında özel bir önem kazanmıştır. Bu uygulama, nükleik asit analizinin hızı ve doğruluğunu yansıtacak şekilde gelişmiştir.
Moleküler biyolojideki ilk gelişmeler, hızlı çoğalan ve kullanışlı bakteri ve virüslerin incelenmeleriyle elde edilmiştir. İlerideki birçok çalışma, öncelikle prokaryotlarda, sonrasında ökaryotlara uyarlanarak sağlanmıştır.
Biyolojide dizi analizi bir DNA veya protein dizisini bir bilgisayar kullanarak, biyoenformatik yöntemlerle incelenmesidir. Dizi analizi ana hatlarıyla aşağıdaki konuları kapsar:
- İki veya daha çok dizinin karşılaştırılarak benzerliklerini bulunması
- Bir dizinin içinde belli özelliğe sahip nokta veya bölgelerin bulunması. Örneğin, dizi motifleri, okuma çerçeveleri, intron ve ekson sınırları ve gen düzenleyici elemanlar.
- Genom haritalaması
- Homolog dizilerin karşılaştırılarak filojenik ağaç kurmak.
- Protein yapı tahmini
Model canlı veya model organizma, belirli biyolojik olayların anlaşılması için yapılan deneylerde yaygın olarak kullanılan canlılara verilen genel isimdir. Bu canlılarda çalışılarak bulunması ümit edilen keşiflerle, canlılardaki diğer süreçlerin de açıklanacakları düşünülmektedir.
Homoloji, biyolojinin anatomi ve genetik alt dallarında farklı yapılar için kullanılan bir terimdir.
- Anatomide homolog organ, embriyonik gelişim kökenleri benzer ancak aynı görevi yapmak zorunda olmayan organları ifade etmektedir. Bu tip organlar gelişim aşamasında benzer moleküler denetim mekanizmalarına tabidir ve hücresel bileşimleri ve kökleri birbirine benzer; ancak işlevsel anlamda farklılıklar gösterebilirler. Örnek olarak fokgillerin ön yüzgeci ile insan kolu verilebilir.
- Genetikte homoloji ; protein ve DNA dizilimleri ile ölçülür. Homolog iki gen, yüksek seviyede dizilim benzerliğine özdeşliğine sahiptirler, bu paylaşım ile dizilimler aynı soydan geldikleri hipotezini de desteklemektedirler. Dizilim homolojisi aynı zamanda ortak işlev göstergesi de olabilmektedir. Dizilimlerin birbirleriyle homolog olan belli bölgelerine koru adı verilmektedir. Homolog dizilimler, ortolog ve paralog olarak isimlendirilerek iki tipte sınıflandırılırlar.
Moleküler klonlama, Gen çoğaltımı veya Gen klonlaması, rekombinant DNA moleküllerinin uygun bir konak hücreye sokularak orada çoğaltılması işlemine verilen addır.
Sistem biyolojisi biyomedikal ve biyolojik bilimsel araştırma uygulanan gelişmekte olan bir yaklaşımdır. Sistem biyolojisi biyolojik ve biyomedikal araştırma daha bütünsel bir bakış açısı ile, biyolojik sistemleri içinde karmaşık etkileşimler üzerinde yaklaşım odaklanan bir çalışma biyoloji tabanlı disiplinler arası bir alandır. Özellikle 2000 yılından itibaren, kavram bağlamlarda çeşitli biyolojik bilimler alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.Outreaching biri sistem biyolojisi amacı acil özellikleri, olan teorik açıklamalar sistemleri biyoloji havale giren teknikleri kullanarak mümkündür bir sistem olarak işleyen hücre, doku ve organizmaların özellikleri modeli ve keşfetmektir. Bunlar tipik olarak metabolik ağların veya hücre sinyalizasyon ağları içerir.
Moleküler evrim, nesiller boyu aktarılacak şekilde, DNA, RNA ve protein gibi hücresel moleküllerin diziliminin değiştirilmesi işlemidir ya da bununla ilgilenen bilim dalıdır. Moleküler evrimin alanı, bu değişimlerdeki kalıpları açıklamak için evrimsel biyoloji ve popülasyon genetiği ilkelerini kullanır. Moleküler evrim başlıca, nükleotid değişimlerinin oranları ve etkilerini, nötr evrimi, doğal seçilimi, yeni genlerin kökenlerini, karmaşık özelliklerin genetik yapısını, türleşmenin genetik temelini, gelişim evrimini ve evrimin genomik ve fenotipik değişikliklere neden olan etkilerini inceler.
Hesaplamalı biyoloji veya bilişimsel biyoloji, biyolojik, ekolojik, davranışsal ve sosyal sistemlerin araştırılmasında veri analitik ve teorik yöntemlerin, matematiksel modelleme ve hesaplamalı simülasyon tekniklerinin geliştirilmesini ve uygulanmasını içerir. Disiplinlerarası bir alandır ve de farklı disiplinleri kucaklar. Temelinde biyoloji, uygulamalı matematik, istatistik, biyokimya, kimya, biyofizik, moleküler biyoloji, genetik, genomik, bilgisayar bilimi ve evrim yer almaktadır.
Yapısal biyoloji, biyolojinin özellikle amino asitlerden yapılmış olan proteinler, nükleotitlerden yapılmış RNA ve DNA gibi nükleik asitler ve lipitlerden oluşmuş membranlar olmak üzere biyolojik makromoleküllerin yapılarını ve uzamsal dizilişlerini inceleyen bir dalıdır. Yapısal biyoloji asıl olarak biyofizik yöntemleri ile makromoleküllerin atom düzeyinde üç boyutlu yapılarının belirlenmesi, yapısal değişikliklerinin temel prensipleri, moleküler hareketlerin analizi ve bu yapıların dinamiği ile ilgilenir. Makromoleküller hücrelerin hemen hemen tüm işlevlerini yerine getirir ve bunu da yapabilmek için belirli üç boyutlu şekillere girerler. Moleküllerin "üçüncül yapı"sı olarak adlandırılan bu yapılar her molekülün temel bileşimi ya da "birincil yapı"ları ile karmaşık bir şekilde bağlantılıdır.
Tıbbi biyoloji veya biyomedikal, sağlık hizmetlerinde ve laboratuvar teşhislerinde pratik uygulamaları olan bir biyoloji alanıdır. Medikal hizmetlerde ve medikal bilim araştırmalarında bu bilim dalı büyük önem taşır zira diğer canlılar ve insanın medikal olmayan özellikleri bu uzmanlığın araştırmaları ve ışığında ilerleyebilir. Örneğin; hayvan kaynaklı olabilecek enfeksiyonlarda hayvan biyolojisi ve insan hastalıkları arasındaki ilişkiyi iyi bilen ve aktaran uzmanlar gerekir veya genetik aktarımla ilgili klinisyenlerin yeterli bilgisi olmayabilir. Biyomedikal kendi çapında halihazırda büyük araştırmalara imza atan ve tıp alanının dışında insan biyolojisinin gizemlerini açıklayan bir bilim dalıdır fakat genellikle tıbbi kondisyonlar hakkında yardım alınması amacıyla istihdam edilir. Tipik olarak "biyo-" ön ekini içeren birçok biyomedikal disiplini ve uzmanlık alanını içerir, örneğin:
- Moleküler biyoloji, biyokimya, biyofizik, biyoteknoloji, hücre biyolojisi, embriyoloji.
- Nanobiyoteknoloji, biyoloji mühendisliği, laboratuvar temelli tıbbi biyoloji.
- Sitogenetik, genetik, gen tedavisi.
- Biyoinformatik, biyoistatistik, sistem biyolojisi.
- Mikrobiyoloji, viroloji, parazitoloji.
- İzyoloji, patoloji.
- Toksikoloji ve genellikle tıpta uygulandığı şekliyle yaşam bilimlerini ilgilendiren diğerleri.
Biyoloji - Yaşamı inceleyen doğa bilimi. Odaklandığı alanlar arasında yapı, işlev, büyüme, köken, evrim, dağılım ve taksonomi yer alır.
