Biyoloji ya da dirim bilimi, yaşamın bilimsel olarak incelenmesidir. Geniş bir kapsama sahip bir doğa bilimidir ancak onu tek ve tutarlı bir alan olarak birbirine bağlayan birkaç birleştirici teması vardır. Örneğin, tüm organizmalar, gelecek nesillere aktarılabilen genlerde kodlanmış kalıtsal bilgileri işleyen hücrelerden oluşur. Bir diğer ana tema ise yaşamın birliğini ve çeşitliliğini açıklayan evrimdir. Enerji işleme, organizmaların hareket etmesine, büyümesine ve çoğalmasına izin verdiği için yaşam için de önemlidir. Son olarak, tüm organizmalar kendi iç ortamlarını düzenleyebilmektedir.
Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.
Zooloji hayvanların bilimsel olarak incelenmesidir. Çalışmaları, hem yaşayan hem de soyu tükenmiş tüm hayvanların yapısını, embriyolojisini, sınıflandırmasını, alışkanlıklarını ve dağılımını ve ekosistemleriyle nasıl etkileşime girdiklerini içerir. Zooloji, biyolojinin ana dallarından biridir. Terim, Antik Yunanca ζῷον, zōion ('hayvan') ve λόγος, logos kelimelerinden türetilmiştir.
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.
Gen, bir kalıtım birimidir. Bir DNA'nın belirli bir kısmını oluşturan nükleotid dizisidir. Popüler ve gayriresmî kullanımda gen sözcüğü, "ebeveynden çocuklarına geçen belirli bir karakteristiği taşıyan biyolojik birim" anlamında kullanılır. Kromozomun kesitleri olan genler birbirinden çok farklı işlevlerde ve büyüklüklerde (uzunluklarda) olabilirler. Genlerin büyüklükleri ve işlevleri her zaman doğru orantılı değildir.
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.
Mutasyon ya da değişinim, bir canlının genomu içindeki DNA ya da RNA diziliminde meydana gelen kalıcı değişmelerdir. Mutasyona sahip bir organizma ise mutant olarak adlandırılır.
Biyolojide filogenetik çeşitli organizma grupları arasındaki evrimsel ilişkinin araştırmasıdır. Bu ilişkiler filogeni olarak adlandırılır. Filogenetik terimi Yunanca kökenlidir, "kabile, ırk" anlamına gelen file veya filon (φυλή/φῦλον) ve doğumla ilişkili anlamındaki genetikos (γενετικός) terimlerinden türetilmiştir. Organizmaların sınıflandırması ve adlandırması olan taksonomi, filogenetikten büyük miktarda etkilenmiştir ama yöntemsel ve mantıksal olarak farklıdır. Bu iki saha, "kladizm" veya "kladistik" olarak bilinen filogenetik sistematik bilim dalında örtüşürler. Filogenetik sistematikte taksonları birbirinden ayırt etmek için sadece filogenetik ağaçlar kullanılır. Evrimsel hayat ağacının araştırılması için filogenetik analiz yöntemleri vazgeçilmez hâle gelmiştir.
Popülasyon, her türlü canlı varlığın sayısal yoğunluk ve dağılımıdır. Sözcük Türkçeye Fransızcadan geçmiştir. Türkçe karşılığı nüfus olmasına rağmen biyoloji ve toplumbilim terimi olarak sıklıkla kullanılır. Bunun yanında biyolojideki anlamı ile popülasyon, belli bir yerde belli bir zamanda bulunan, birbirleriyle çiftleşip üreyebilen ve aynı tür içinde yer alan canlıların oluşturduğu bireyler topluluğuna verilen isimdir. Bir popülasyonda sadece bir tür bulunabilir.
- Popülasyon: Belirli bir bölgede yaşayan aynı türe ait bireyler topluluğudur.
- Tür: Ortak bir atadan gelen çiftleştiklerinde verimli döller meydana getirebilen bireylerdir.
- Ekosistem: Belirli bir bölgede bulunan canlı ve cansız varlıkların oluşturduğu yapıdır.
- Habitat: Bir organizmanın yaşadığı ve geliştiği yer.
- Ekoton: İki ekosistemin kesiştiği yerlerdir. Canlı çeşitliliği yüksektir.
- Baskın tür: Ekosistemde en fazla bulunan tür.
- Süksesyon: Çevre koşulları ile baskın türün değişmesidir.
- Komünite: Belirli bir bölgede yaşayan popülasyonların tümüdür.
Popülasyon genetiği, popülasyonlardaki fertlerin benzerlik ve farklılıklarının kaynaklarını, bunun yanında popülasyonlardaki alel frekansının dağılımlarını ve değişimlerini araştıran bir genetik altdalıdır.
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.
Epigenetik, biyolojide, DNA dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan ama aynı zamanda ırsi olan gen ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir deyişle, ırsi (kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları incelemektedir. Bu değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir ancak, DNA dizisinde hiçbir değişiklik gerçekleşmemektedir.
Genetik çeşitlenme veya rekombinasyon, genetik materyalin bir zincirinin kırılması ve sonrasında farklı bir DNA molekülüne katılmasıyla oluşan süreçtir. Ökaryotlarda çeşitlilik genellikle mayoz sırasında, kromozom çiftleri arasındaki kromozomal parça değişimiyle meydana gelir. Bu süreç döllerin ebeveynlerinden farklı gen dizilimlerine sahip olmasına ve daha önce olmayan yeni alleler üretmesine öncülük eder.
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.
Fenotipik özellik veya biyolojik özellik, bir canlı organizmanın fenotipik karakterinin kalıtılan, doğal çevre tarafından belirlenen veya her ikisinin bir kombinasyonu olabilen değişik bir varyantı. Örneğin, göz rengi bir karakter veya bir niteliğin soyut tanımlanması olurken mavi, ela ve kahverengi ise somut özelliklerdir.
Gen düzenleyici ağ veya genetik düzenleyici ağ (GRN), bir hücre içinde (RNA ve protein ifadesinin ürünleri yoluyla) dolaylı olarak birbirleri ile etkileşim gösteren DNA bölümlerinin ve hücre içindeki diğer maddelerin bir koleksiyonu veya derlemesi olup ağlardaki hangi genlerin transkripsiyon sonucu mRNA'ya dönüştürüleceğini belirler. Genel olarak, her mRNA molekülü, belirli bir protein (veya protein dizilerinin) oluşturmak için yola çıkar. Bazı durumlarda bu protein, yapısal proteine dönüşür ve belirli yapısal özellikler oluşturmak için hücre zarında veya hücre içerisinde birikmeye başlar. Başka durumlarda protein bir enzim olacaktır ve bir besin kaynağını veya toksini parçalayarak yıkıma uğratmak gibi belirli bir tepki için kataliz görevini gören bir mikro-makineye dönüşecektir. Bazı proteinler ise sadece diğer genleri uyararak onları aktive etmek görevine sahip olup transkripsiyon faktörleri olarak düzenleyici ağlarda veya ardışık bağlantılardaki ana aktivatörlerdir. Diğer genlerin başlangıç uçlarındaki promotör bölgeye bağlanma ve böylece başka bir proteinin üretimini başlatma suretiyle onları etkinleştirirler ve bu, bu şekilde devam eder. Bazı transkripsiyon faktörleri önleyici olup inhibitör'dür.
Genetik kanalizasyon, yaşadıkları çevrenin değişebilirliği veya sahip oldukları genotipin değişkenliği ne ölçüde olursa olsun, bir popülasyonun aynı fenotipi üretebilme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Diğer bir deyişle "dayanıklılık" veya "performans" anlamına gelir ve popülasyonun sağlamlığını ifade eder. Genetik kanalizasyon terimi ilk defa Conrad Hal Waddington tarafından kullanılmıştır. Waddington bu terimi, daha ziyade popülasyonun dayanaklılığını dikkate almak yerine, örneğin tasarlanmış sistemler gibi biyolojik sistemlerin tam olarak aynı şekilde sağlam ve dayanıklı olmadıklarını ifade etmek için kullanmıştır. Biyolojik dayanıklılık veya kanalizasyon, gelişimsel yolların evrim tarafından şekillendirildiğinde belirir. Waddington, organizmaların gelişimleri sırasında "yokuş aşağı" yuvarlandıkları durum için epigenetik yüzey terimini ortaya atmıştır. Bu benzetmede, kanalize edilmiş bir özellik, güvenli bir şekilde fenotipi onun "kaderine" doğru yönlendiren ve yüksek sırtlar ve tepelerle çevrili bir vadi olarak gösterilmiştir. Waddington, bu kanalların evrim süreçleri sırasında epigenetik yüzey tarafından şekillendirildiği ve bu sezginin biyolojik dayanıklılığın benzersiz niteliklerini anlamak için yararlı olduğunu öne sürmüştür.
Mikro evrim, tek bir canlı türü ve bu türün popülasyonları içinde çeşitli seleksiyonlar sonucu oluşan tüm küçük değişimler ve evrimleşme olayları. Bu anlamda mikro evrim, bir popülasyonun gen sıklığında küçük ölçekte oluşan değişimlerin evrimidir.
Evrimsel gelişim biyolojisi, canlı türlerin ataları aralarındaki ilişkiyi belirlemek ve gelişimsel süreçlerin nasıl evrildiğini keşfetmek için farklı organizmaların gelişim süreçlerini karşılaştıran biyolojinin bir alt dalıdır. Bu anlamda evrimsel gelişim biyolojisi embriyonik gelişimin kökeni ve evrimini araştırarak tüylerin evrimi gibi gelişmeleri ve gelişim süreçlerini, yeni özelliklerin kazanılmasında ve ortaya çıkmasında nasıl etki ettikleri, gelişimsel plastisitenin evrimdeki rolü, ekolojik etkenlerin gelişime ve evrimsel değişime nasıl yol açtıkları, yakınsak evrimin ve homolojinin gelişimsel temelleri gibi konuları ele alır.
Biyoloji - Yaşamı inceleyen doğa bilimi. Odaklandığı alanlar arasında yapı, işlev, büyüme, köken, evrim, dağılım ve taksonomi yer alır.