La biología molecular es la disciplina científica que tiene como
objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde
un punto de vista molecular.
En su sentido moderno, la biología molecular pretende explicar los
fenómenos de la vida a partir de sus propiedades macromoleculares.
Los ácidos nucleicos, entre los cuales el más famoso es el ácido
desoxirribonucleico (ADN), el componente de genes.
1.Biología
molecular y otras ciencias
Esta área está relacionada con otros campos de la biología y la química,
particularmente ingeniería genética y bioquímica. La biología molecular
concierne principalmente al entendimiento de las interacciones de los
diferentes sistemas de la célula, lo que incluye muchísimas relaciones, entre ellas
las del ADN con el ARN, la síntesis de proteínas, el metabolismo, y el cómo
todas esas interacciones son reguladas para conseguir un correcto
funcionamiento de la célula.
Al estudiar el comportamiento biológico de las moléculas que componen
las células vivas, la Biología molecular roza otras ciencias que abordan temas
similares: así, por ejemplo, juntamente con la Genética se interesa por la
estructura y funcionamiento de los genes y por la regulación (inducción y
represión) de la síntesis intracelular de enzimas y de otras proteínas. Con la
Citología, se ocupa de la estructura de los corpúsculos subcelulares (núcleo,
nucléolo, mitocondrias, ribosomas, lisosomas, etc.) y sus funciones dentro de
la célula. Con la Bioquímica estudia la composición y cinética de las enzimas,
interesándose por los tipos de catálisis enzimática, activaciones, inhibiciones
competitivas o alostéricas, etc. También colabora con la Filogenética al
estudiar la composición detallada de determinadas moléculas en las distintas
especies de seres vivos, aportando valiosos datos para el conocimiento de la
evolución.
2.Métodos
Los métodos que emplea esta nueva ciencia son fundamentalmente los
mismos que la Biofísica, Bioquímica, y Biología. Utiliza los análisis químicos,
cualitativo y cuantitativo, los conocimientos de la Química orgánica, la
Biología de microorganismos y de virus, etc., pero revisten especial
importancia los nuevos métodos microanalíticos tanto físicos como químicos.
Merecen destacarse la microscopía electrónica, que permite resoluciones que
alcanzan los 10 Amstrongs; la difracción de rayos X, que determina la
estructura y disposición espacial de los átomos de las macromoléculas; la
ultracentrifugación diferencial, tanto analítica como preparativa, que permite
separaciones antes imposibles; la cromatografía de gases, y, en fase líquida,
la espectrografía de infrarrojos, la Química con isótopos trazadores, la
espectrometría de masas, etc.
3.Contenido
Al profundizar en cualquier fenómeno biológico y pretender explicar la naturaleza
íntima de los procesos que determinan una propiedad o una función de los seres
vivos, entramos inevitablemente en el campo de la Biología molecular. Veamos,
por ejemplo el estudio de los genes. Las clásicas leyes de Mendel tienen su
explicación inmediata en el conocimiento morfológico y funcional de los
cromosomas. Pero cuando deseamos saber la composición y forma de actuación de
un gen necesitamos penetrar a fondo en la estructura del ADN doble helicoide de
Watson y Crick, el ordenamiento de bases púricas y pirimidímicas, es decir, la
información genética.
Al matizar la posibilidad de sintetizar una enzima por parte de un gen,
debemos seguir el proceso de transmisión de esta información genética del ADN
nuclear al ARN mensajero; la activación de los aminoácidos por el ARN
transportador, la ordenación de estos aminoácidos activados sobre el ribosoma
de acuerdo con la pauta prefijada por el ARN mensajero, la obtención de la
estructura primaria de la enzima proteína.
Pero hay más; la proteína, una vez sintetizada, debe ordenarse en el
espacio según determinadas reglas que constituyen la conformación espacial
específica (estructuras secundaria y terciaria) y a veces asociarse varias
moléculas iguales o diferentes para constituir lo que se ha llamado estructuras
cuaternaria y quinaria, de modo que las propiedades biológicas de la molécula
como enzima están vinculadas a esta ordenación espacial compleja. La molécula
proteica así organizada puede resultar ser una enzima que, en su actividad
catalítica, es susceptible de sufrir activaciones o inhibiciones por
determinadas sustancias, acciones éstas de trascendental importancia para la
vida de la célula.
Los procesos de reproducción de los virus, de las bacterias, y de los
organismos superiores encierran multitud de incógnitas que trata de ir
resolviendo la Biología molecular. Las mutaciones producidas por agentes
físicos (rayos X, rayos gamma, calor, etc.) o químicos (sustancias mutágenas)
tienen una explicación tanto más satisfactoria cuanto mejor se conoce la base
molecular de los procesos de alteración en la estructura y ordenación de las
bases nitrogenadas del ADN.
El parentesco entre especies diferentes de seres vivos puede
establecerse mediante el estudio individual comparado de las sustancias macromoleculares
(proteínas) elaboradas por ellos. Así, de la secuencia de aminoácidos en la
hemoglobina, mioglobina, citocromos, hormonas hipofisarias o insulina se induce
el grado de proximidad filogenética, al demostrarse la evolución de la proteína
por mutaciones progresivas. Multitud de fenómenos genéticos como selección
natural, adaptación al ambiente, diferenciación de las especies, etc., tienen
su última explicación a nivel molecular. Por último, la Biología molecular de
microorganismos está aportando datos interesantes para la búsqueda de nuevos
antibióticos y antimetabolitos, que permiten atacar eficaz y selectivamente a
los gérmenes patógenos.
4.Notables biólogos moleculares
- Francis Crick
- James Dewey Watson
- Rosalind Franklin
- Max Perutz
- François Jacob
- Christiane Nüsslein-Volhard
- Severo Ochoa
- Alberto Kornblihtt
- Linus Pauling
