La biologia molecolare è la branca della biologia che studia le basi molecolari dell’attività biologica.
Gli esseri viventi sono fatti di sostanze chimiche proprio come gli esseri non viventi, quindi un biologo molecolare studia come le molecole interagiscono tra loro negli organismi viventi per eseguire le funzioni della vita.
I biologi molecolari conducono esperimenti per studiare la struttura, la funzione, l’elaborazione, la regolazione e l’evoluzione delle molecole biologiche e le loro interazioni
l’una con l’altra – fornendo intuizioni di microlivello su come funziona la vita.
Anche se ci sono molti tipi di molecole in ogni essere vivente, la maggior parte dei biologi molecolari si concentra su geni e proteine. Le proteine svolgono un’enorme varietà di funzioni all’interno delle cellule viventi e i geni contengono le informazioni necessarie per creare altre proteine.
La complessa relazione dei geni & Proteine
I geni sono segmenti di informazione immagazzinati in gigantesche molecole di acido nucleico e le proteine sono molecole a sé stanti, rendendo entrambe queste sostanze (e la relazione tra di esse), straordinariamente importanti da studiare.
I biologi molecolari lavorano per identificare e comprendere le parti dei percorsi biologici. Le proteine possono:
- Regolare e impattare l’una con l’altra
- Rispondere a segnali dai geni
- Rispondere a segnali dall’esterno della cellula
La lunga catena di queste interazioni è ciò che molti biologi molecolari cercano di documentare completamente. Ogni passo in un percorso funzionale è qualcosa che una malattia può interrompere o un farmaco può colpire. Comprendere il ruolo di ciascuna di queste molecole è importante per comprendere aspetti più complessi di come gli organismi vivono e lavorano.
I biologi molecolari possono anche cercare di capire come la struttura di una molecola, compresi i dettagli come la posizione e la forma dei siti attivi su una proteina, influenzano il funzionamento di una molecola. La raccolta di queste informazioni non solo fornisce conoscenze di base su come funziona la biologia, ma aiuta a informare gli sforzi di altri scienziati che cercano di manipolare quella biologia. Questi scienziati includono progettisti di farmaci e ingegneri genetici.
Le differenze in biologia molecolare, biochimica & genetica
La biologia molecolare ha molto in comune con due scienze correlate: biochimica e genetica. Le tre scienze si occupano tutte dei dettagli del funzionamento degli organismi a livello molecolare. Tuttavia, ognuna si concentra su un’area diversa e hanno applicazioni diverse.
Biochimica
La biochimica spesso dedica la sua attenzione a molecole diverse dalle proteine. Si concentra anche sugli acidi nucleici e sugli effetti chimici che si verificano quando sono presenti grandi quantità di una sostanza, come gli effetti dei veleni. Inoltre, la biochimica usa molti metodi basati sulla ricerca in chimica organica.
Genetica
La genetica si concentra specificamente sui tratti ereditabili e su come i cambiamenti nel codice genetico influenzano un organismo. Questo focus sull’ereditabilità significa che la genetica è spesso studiata al meglio a livello di popolazione, rendendola un campo molto più ampio della biologia molecolare.
Ognuno di questi tre campi si sovrappone e influenza gli altri. La genetica, in particolare, ha condiviso molto con la biologia molecolare, in particolare per quanto riguarda il ruolo dell’RNA. L’RNA può sia immagazzinare informazioni come il DNA che svolgere funzioni attive come una proteina.
Metodi di laboratorio di biologia molecolare
La biologia molecolare è forse più famosa per la sua caratteristica serie di metodi di laboratorio. I biologi molecolari fanno largo uso di:
- Clonazione molecolare
- Polimerasi
- Reazione a catena
- Elettroforesi su gel
- Blotting
Queste tecniche facilitano la raccolta, l’isolamento e la quantificazione delle molecole di interesse.
Lo studio della struttura delle proteine e degli acidi nucleici beneficia di un diverso insieme di tecniche, come la cristallografia a raggi X. Molti biologi molecolari fanno ampio uso della modellazione al computer nel loro lavoro. Le tecniche moderne, in particolare quelle sviluppate per la genetica, stanno anche modificando il corso della ricerca in biologia molecolare.
La biologia molecolare è un campo vasto e in crescita, la cui importanza deve ancora essere pienamente realizzata. Molti altri progressi nella medicina, nell’ecologia e in altre aree deriveranno dalla ricerca in biologia molecolare man mano che questa scienza continuerà a crescere e a progredire.
Si tratta di un campo vasto e in crescita, la cui importanza deve essere ancora pienamente compresa.