IL Biologia molecolare è una delle branche della Biologia dedicata allo studio delle relazioni tra DNA e RNA, la sintesi proteica e le caratteristiche genetiche trasmesse di generazione in generazione.
Più specificamente, Biologia Molecolare cerca di comprendere i meccanismi di replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico.
È un campo di studio relativamente nuovo e molto ampio, che copre anche aspetti di citologia, chimica, microbiologia, genetica e biochimica.
Storia della biologia molecolare
La storia della Biologia Molecolare inizia con il sospetto di qualche tipo di materiale presente nel nucleo cellulare.
voi acidi nucleici sono stati scoperti nel 1869, dal ricercatore Johann Friedrich Miescher durante l'analisi del nucleo dei globuli bianchi dal pus della ferita. Tuttavia, inizialmente erano chiamati nucleine.
Nel 1953, James Watson e Francis Crick hanno chiarito la struttura tridimensionale della molecola del DNA, che consiste in una doppia elica di nucleotidi.
Per sviluppare il modello, Watson e Crick hanno utilizzato le immagini di diffrazione dei raggi X ottenute da Rosalind Franklin e l'analisi delle basi azotate mediante cromatografia di Erwin Chargaff.
Nel 1958, i ricercatori Matthew Meselson e Franklin Stahl hanno dimostrato che il DNA si replica semi-conservativo, cioè le molecole neoformate conservano una delle catene della molecola che la originato.
Con queste scoperte e il miglioramento di nuove apparecchiature, gli studi genetici sono avanzati in ricerca sui geni, dai test di paternità, malattie genetiche e infettive, tra altri. Tutti questi fattori sono stati fondamentali per la crescita dell'area della Biologia Molecolare.
Dogma centrale della biologia molecolare
Il dogma centrale della Biologia Molecolare, proposto da Francis Crick nel 1958, consiste nello spiegare come si trasmette l'informazione contenuta nel DNA. In sintesi, spiega che il flusso di informazioni genetiche avviene nella seguente sequenza: DNA → RNA → PROTEINE.
Ciò significa che il DNA promuove la produzione di RNA (Trascrizione), che a sua volta codifica per la produzione di proteine (Traduzione). Al momento della scoperta, si credeva che questo flusso non potesse essere invertito. Oggi è noto che l'enzima trascrittasi inversa è in grado di sintetizzare DNA da RNA.
Scopri di più, leggi anche tu:
- DNA
- RNA
- proteine
- Sintesi proteica
Tecniche di biologia molecolare
Le principali tecniche utilizzate negli studi di Biologia Molecolare sono:
- Reazione a catena della polimerasi (PCR): questa tecnica viene utilizzata per amplificare copie di DNA e generare copie di determinate sequenze, il che rende possibile, ad esempio, analizzarne le mutazioni, clonare e manipolare i geni.
- Elettroforesi su gel: Questo metodo viene utilizzato per separare proteine e filamenti di DNA e RNA, attraverso la differenza tra le loro masse.
- macchia del sud: Attraverso l'autoradiografia o l'autofluorescenza, questa tecnica consente di specificare la massa molecolare e verificare se una determinata sequenza è presente in un filamento di DNA.
- macchia settentrionale: Questa tecnica consente di analizzare informazioni, come la posizione e la quantità di RNA messaggero, responsabile dell'invio di informazioni sul DNA alla sintesi delle proteine nelle cellule.
- macchia occidentale: Questo metodo viene utilizzato per l'analisi delle proteine e combina i principi del Southern Blot e del Northern Blot.
Progetto Genoma
Uno dei progetti più completi e ambiziosi in Biologia Molecolare è il Progetto Genoma, che mira a mappare il codice genetico di diversi tipi di organismi.
A tal fine, a partire dagli anni '90, sono emerse diverse partnership tra paesi in modo che attraverso la biologia molecolare e le sue tecniche di movimentazione dei materiali genetico, è stato possibile svelare le peculiarità e i geni presenti in ogni filamento di DNA e RNA, tra cui: animali, piante, funghi, batteri e virus.
Uno dei progetti più rappresentativi e stimolanti è stato il Progetto Genoma Umano. La ricerca è durata sette anni ei suoi risultati finali sono stati presentati nell'aprile 2003, con il 99% del genoma umano sequenziato e un'accuratezza del 99,99%.
