definiția cercetării in vitro și in vivo depinde de modelul experimental utilizat. Cercetarea in vitro este denumită în general manipularea organelor, țesuturilor, celulelor și biomoleculelor într-un mediu artificial controlat. Caracterizarea și analiza biomoleculelor și a sistemelor biologice în contextul organismelor intacte este cunoscută sub numele de cercetare in vivo.,unitatea de bază a organismelor vii este celula, care în termeni de scară și dimensiune se află la interfața dintre nivelul molecular și cel microscopic. Celula vie este la rândul ei împărțită în domenii funcționale și structurale, cum ar fi nucleul, citoplasma și calea secretorie, care sunt compuse dintr-o gamă largă de biomolecule. Aceste molecule ale vieții efectuează reacțiile chimice care permit unei celule să interacționeze cu mediul său, să utilizeze și să stocheze energie, să se reproducă și să crească., Structura fiecărei biomolecule și localizarea sa subcelulară determină în ce reacții chimice este capabilă să participe și, prin urmare, ce rol joacă în procesul de viață al celulei. Orice manipulare care descompune această unitate de viață, adică celula în componentele sale non-vii, este considerată o abordare in vitro. Astfel, in vitro, care înseamnă literalmente „în sticlă”, se referă la manipularea experimentală efectuată folosind extracte fără celule și biomolecule purificate sau parțial purificate în eprubete., Majoritatea abordărilor și tehnicilor biologice biochimice și moleculare sunt considerate cercetări de manipulare genetică. Clonarea moleculară a unei gene cu scopul de a-și exprima produsul proteic include câteva etape care sunt considerate experimente in vitro, cum ar fi amplificarea PCR a genei și ligarea genei respective la vectorul de Expresie. Expresia acelei gene într-o celulă gazdă este considerată o procedură in vivo. Ceea ce caracterizează un experiment in vitro este, în principiu, faptul că condițiile sunt artificiale și sunt reconstrucții ale ceea ce s-ar putea întâmpla in vivo., Multe teste in vitro sunt reconstituiri aproximative ale proceselor biologice prin amestecarea componentelor și reactivilor necesari în condiții controlate. Exemple de procese biologice care pot fi reconstituite in vitro sunt reacțiile enzimatice, plierea și reumplerea proteinelor și ADN-ului și replicarea ADN-ului în reacția PCR.microbiologii și geneticienii drojdiei care lucrează cu celule unice sau populații celulare efectuează cercetări in vivo, în timp ce un imunolog care lucrează cu limfocite purificate în cultura țesuturilor consideră de obicei experimentele sale ca o abordare in vitro., Abordarea in vivo implică experimente efectuate în contextul sistemului mare al corpului unui animal experimental. În cazul fertilizării in vitro (FIV), medicii și biologii reproducători manipulează sistemele vii, iar multe dintre procesele biologice implicate au loc în interiorul oului viu și a spermei. Această procedură este considerată un proces in vitro pentru ao distinge de fertilizarea naturală a oului în corpul intact al femelei.,cercetarea experimentală In vivo a devenit larg răspândită prin utilizarea microorganismelor și modelelor animale în experimentele de manipulare genetică, precum și utilizarea modelelor animale pentru a studia toxicitatea medicamentelor în farmacologie. Geneticienii au folosit eucariote procariote, unicelulare precum drojdia și organisme întregi precum Drosophila, broaște și șoareci pentru a studia genetica, biologia moleculară și toxicologia. Funcția genelor a fost studiată prin observarea efectelor mutațiilor spontane în organisme întregi sau prin introducerea mutațiilor vizate în celulele cultivate., Introducerea clonării genelor și a mutagenezei in vitro a făcut posibilă producerea de mutații specifice la animale întregi, facilitând astfel considerabil cercetarea in vivo. Șoarecii cu copii suplimentare sau copii modificate ale unei gene din genomul lor pot fi generate prin transgeneză, care este acum o tehnică bine stabilită. În multe cazuri, funcția unei anumite gene poate fi înțeleasă pe deplin numai dacă se poate obține un animal mutant care nu exprimă gena., Acest lucru este acum realizat prin tehnologia gene knock-out, care implică mai întâi izolarea unei gene de interes și apoi înlocuirea acesteia in vivo cu o copie defectă.atât abordările in vitro cât și in vivo sunt de obicei combinate pentru a obține informații detaliate despre relațiile structură-funcție în gene și produsele lor proteice, fie în celulele cultivate și în eprubetele de testare, fie în întregul organism.