THE Biologie moleculara este una dintre ramurile Biologiei dedicate studiului relațiilor dintre ADN și ARN, sinteza proteinelor și caracteristicile genetice transmise din generație în generație.
Mai precis, Biologia moleculară încearcă să înțeleagă mecanismele de replicare, transcriere și traducere a materialului genetic.
Este un domeniu de studiu relativ nou și foarte larg, care acoperă, de asemenea, aspecte de citologie, chimie, microbiologie, genetică și biochimie.
Istoria biologiei moleculare
Istoria biologiei moleculare începe cu suspiciunea unui anumit tip de material prezent în nucleul celular.
Tu acizi nucleici au fost descoperite în 1869, de către cercetătorul Johann Friedrich Miescher la analiza nucleului celulelor albe din sânge din puroiul rănii. Cu toate acestea, ele au fost inițial numite nucleine.
În 1953, James Watson și Francis Crick au elucidat structura tridimensională a moleculei de ADN, care constă dintr-o dublă helix de nucleotide.
Pentru a dezvolta modelul, Watson și Crick au folosit imagini de difracție cu raze X obținute de Rosalind Franklin și analiza bazelor azotate prin cromatografia Erwin Chargaff.
În 1958, cercetătorii Matthew Meselson și Franklin Stahl au demonstrat că ADN-ul are replicare semi-conservatoare, adică moleculele nou formate conservă unul dintre lanțurile moleculei pe care originare.
Odată cu aceste descoperiri și îmbunătățirea noilor echipamente, studiile genetice au avansat în cercetări asupra genelor, din testele de paternitate, boli genetice și infecțioase, printre altele alții. Toți acești factori au fost fundamentali pentru creșterea zonei de biologie moleculară.
Dogma centrală a biologiei moleculare
Dogma centrală a Biologiei Moleculare, propusă de Francis Crick în 1958, constă în explicarea modului în care sunt transmise informațiile conținute în ADN. În rezumat, el explică faptul că fluxul de informații genetice are loc în următoarea secvență: ADN → ARN → PROTEINE.
Aceasta înseamnă că ADN-ul promovează producția de ARN (transcripție), care la rândul său codifică producția de proteine (Traducere). La momentul descoperirii, se credea că acest flux nu putea fi inversat. Astăzi, se știe că enzima transcriptaza inversă este capabil să sintetizeze ADN din ARN.
Aflați mai multe, citiți și voi:
- ADN
- ARN
- Proteine
- Sinteza proteinei
Tehnici de biologie moleculară
Principalele tehnici utilizate în studiile de biologie moleculară sunt:
- Reacția în lanț a polimerazei (PCR): Această tehnică este utilizată pentru a amplifica copii ADN și a genera copii ale anumitor secvențe, ceea ce face posibilă, de exemplu, analiza mutațiilor acestora, clonarea și manipularea genelor.
- Electroforeză cu gel: Această metodă este utilizată pentru a separa proteinele și firele de ADN și ARN, prin diferența dintre masele lor.
- Southern Blot: Prin autoradiografie sau autofluorescență, această tehnică face posibilă specificarea masei moleculare și verificarea dacă o anumită secvență este prezentă într-un fir de ADN.
- Northern Blot: Această tehnică permite analiza informațiilor, cum ar fi locația și cantitatea de ARN messenger, responsabilă pentru trimiterea informațiilor ADN la sinteza proteinelor din celule.
- Western Blot: Această metodă este utilizată pentru analiza proteinelor și combină principiile Southern Blot și Northern Blot.
Proiectul genomului
Unul dintre cele mai cuprinzătoare și ambițioase proiecte în biologia moleculară este proiectul genomului, care își propune să cartografieze codul genetic al diferitelor tipuri de organisme.
În acest scop, începând cu anii 1990, au apărut mai multe parteneriate între țări, astfel încât prin Biologia Moleculară și tehnicile sale de manipulare a materialului genetic, a fost posibil să se dezvăluie particularitățile și genele prezente în fiecare fir de ADN și ARN, inclusiv: animale, plante, ciuperci, bacterii și virus.
Unul dintre cele mai reprezentative și provocatoare proiecte a fost Proiectul genomului uman. Cercetarea a durat șapte ani și rezultatele sale finale au fost prezentate în aprilie 2003, cu 99% din genomul uman secvențiat și cu 99,99% precizie.
