A biologia molecular é uma especialidade científica dedicada ao estudo das bases moleculares da atividade biológica. Os seres vivos são formados por compostos químicos complexos chamados moléculas, responsáveis pelo bom funcionamento da célula, por isso os profissionais que atuam nessa área investigam a estrutura, função, processamento, regulação e evolução das moléculas biológicas bem como suas interações com outras moléculas, por meio de experimentos que fornecem informações detalhadas, sobre como a vida funciona.
Dentre as muitas moléculas presentes nos seres vivos, destacam-se o DNA e o RNA, os lipídios, os carboidratos e as proteínas. No entanto, a maioria dos cientistas concentra suas pesquisas em genes e proteínas, já que os primeiros contêm as informações necessárias para sintetizar proteínas, que possuem uma grande diversidade de funções dentro das células.
O dogma central da biologia molecular é um conceito enunciado pela primeira vez há mais de 50 anos por Francis Crick, que define as relações entre macromoléculas: DNA, RNA e proteínas. É uma hipótese inicial que descreve o processo pelo qual o DNA codifica os genes de forma linear por meio do RNA, que é uma espécie de molde para a síntese de proteínas.
A primeira fase é a transcrição, que consiste na síntese de RNA por meio de uma enzima que usa o DNA como molde para produzir o polímero de RNA. A próxima fase é a tradução que consiste na síntese de proteínas a partir da molécula de RNA, isso acontece nos ribossomos e a molécula que contém essa informação é o RNA mensageiro (mRNA). Inicialmente, são sintetizados polipeptídeos que devem ser acoplados entre si para formar proteínas que cumpram sua função dentro da célula. Para que isso aconteça, o DNA precisa se replicar, o que garante a multiplicação das células.
Existe uma relação entre biologia molecular, bioquímica e genética. Os três ramos nos fornecem informações detalhadas sobre como os organismos funcionam no nível molecular, embora se concentrem em diferentes áreas e aplicações.
O estudo da bioquímica é mais focado em ácidos nucléicos, lipídios, enzimas, carboidratos e nos efeitos químicos que ocorrem quando grandes quantidades de uma substância são encontradas, como os efeitos de venenos. Esta área utiliza métodos baseados na pesquisa da química orgânica.
O estudo da genética se concentra em características hereditárias e como as mudanças no código genético afetam um organismo. O conceito de herdabilidade significa que a genética geralmente estuda no nível da população, tornando-a um campo de escala muito maior do que a biologia molecular.
Ao longo da história, como humanidade, enfrentamos doenças infecciosas, razão pela qual se tornou necessário otimizar os diagnósticos bem como torná-los mais específicos, sensíveis e rápidos, razão pela qual surgiram várias técnicas e métodos de pesquisa para prevenir, controlar e tratar doenças.
As técnicas mais utilizadas neste ramo são a clonagem molecular, o uso da enzima polimerase, reação em cadeia, eletroforese, blotting, entre outras. Com estas técnicas, os biólogos moleculares conseguem extrair, isolar e quantificar as moléculas de interesse, embora existam também métodos digitais e bioinformáticos que permitem a sua modelação.
Sem dúvida, a reação em cadeia da polimerase (PCR) é a principal técnica que auxilia no diagnóstico e se baseia nos benefícios da biologia molecular. No entanto, também é uma ferramenta muito útil na pesquisa. Existem duas variantes, a PCR de ponto final e a PCR em tempo real. O primeiro fornece informações sobre a ativação do gene, enquanto o segundo permite o uso do RNA como modelo, a transcrição reversa do RNA para o DNA complementar (cDNA) e fornece informações sobre a detecção, caracterização e quantificação de ácidos nucléicos.
A teoria desta técnica consiste em fornecer um meio que inclui uma DNA polimerase, magnésio, nucleotídeos, oligonucleotídeos, o cDNA sintetizado e um termociclador. Eventualmente, e após curtos períodos de mudanças de temperatura, o DNA de fita dupla irá:
1) Desnaturalizar (90°C): separação das mechas. 2) Alienar (50-65°C): ligação dos oligonucleótidos à cadeia simples. 3) Estender (70°C): síntese de uma nova fita, por 20-30 ciclos.
O campo da biologia molecular continua revolucionando à medida que a tecnologia avança e nos fornece informações cada vez mais específicas em diferentes áreas da vida cotidiana.
Artigo de: Stephanie Villa. Graduada em Biologia, Dra. em Ciências Biológicas, pesquisadora na área de toxicologia, alimentos funcionais, nutracêuticos e nutrigenômica.
Referencia autoral (APA): svilla. (Maio 2023). Conceito de Biologia Molecular. Editora Conceitos. Em https://conceitos.com/biologia-molecular/. São Paulo, Brasil.
