A Biologia Molecular é um ramo de estudo da Biologia focado nas relações entre o DNA e o RNA, síntese de proteínas, mutações e terapia genética. Continue lendo para conhecer mais sobre essa área.

O que é Biologia Molecular?

A Biologia Molecular é um dos ramos da Biologia e estuda tópicos como:

• Relações entre o DNA e o RNA;
• Síntese de proteínas;
• Características genéticas transmitidas de geração em geração;
• Mutações genéticas;
• Terapia genética. 

Em outras palavras, a Biologia Molecular se ocupa da compreensão dos mecanismos de replicação, transcrição e tradução do material genético. Esse é um ramo de estudos relativamente novo e bastante amplo que contempla aspectos da:

• Química;
• Citologia;
• Microbiologia;
• Bioquímica;
• Genética. 

Linha do tempo da história da Biologia Molecular

• Esse ramo da Biologia tem início com a suspeita de que havia algum tipo de material presente no núcleo celular. 
• Em 1869, o pesquisador Johann Friedrich Miescher descobriu os ácidos nucleicos analisando o núcleo de glóbulos brancos do pus das feridas. 
• Em 1953, James Watson e Francis Crick desvendam a estrutura tridimensional da molécula de DNA. Ela possui uma dupla hélice de nucleotídeos. 
• Os pesquisadores Matthew Meselson e Franklin Stahl, em 1958, demonstraram que o DNA tem replicação semiconservativa.
• Essa descoberta permitiu compreender que as moléculas recém-formadas mantêm uma das cadeias da molécula de origem. 
• O avanço da tecnologia levou ao desenvolvimento e aprimoramento de novos equipamentos. 
• O campo de estudo genético avançou. 

Biologia Molecular: células

Os constituintes moleculares das células, independente do grau de complexidade do organismo, têm a mesma estrutura. Essa estrutura é formada pela membrana plasmática e ela circunda o conteúdo celular separando-o do meio extracelular pelo citosol e pelo núcleo (ou nucleoide). 

Biologia Molecular: DNA e RNA

Em 1958, Francis Crick propôs o dogma central da Biologia Molecular, a forma como as informações contidas no DNA são transmitidas. Basicamente, ele explicou que o fluxo das informações genéticas segue essa sequência: DNA → RNA→ PROTEÍNAS.

Em outras palavras, o DNA promove a produção de RNA (Transcrição) e ele, por sua vez, codifica a produção de proteínas (tradução). Quando essa descoberta foi feita acreditava-se que o fluxo contrário não era possível. Contudo, atualmente, se sabe que a enzima transcriptase reversa pode sintetizar DNA a partir do RNA. 

Biologia Molecular: síntese proteica

A síntese proteica nada mais é do que o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA. Esse processo acontece em duas fases distintas: transcrição e tradução. 

Esse processo ocorre no citoplasma das células e também estão envolvidos:

• RNA;
• Ribossomos;
• Enzimas específicas;
• Aminoácidos que ajudarão na sequência da proteína que deverá ser formada. 

Etapas do processo de síntese proteica

• O DNA é “transcrito” pelo RNA mensageiro (RNAm);
• Essa informação é traduzida pelos ribossomos e pelo RNA transportador (RNAt) que faz o transporte de aminoácidos. 
• A sequência de aminoácidos irá determinar a proteína formada. 

Biologia Molecular: mutações genéticas

A mutação genética é uma alteração (natural ou induzida) no genoma (material genético do organismo ou vírus). O processo natural de mutação pode ocorrer durante os processos de mitose, meiose ou síntese proteica. A indução pode ocorrer através de algum agente mutagênico. 

O processo de mutação pode acontecer tanto nas células somáticas como nas células germinativas (dessa forma pode ser herdada). É importante destacar que as mutações representam as principais fontes de variabilidade genética. Então, essas alterações estão diretamente ligadas ao processo de evolução dos seres vivos. 

As mutações podem acontecer em três níveis:

• Molecular – afeta um nucleotídeo ou um grupo de nucleotídeos do DNA. Pode ser chamada de mutação gênica ou pontual.
• Cromossômica – nesse caso ocorre em mais de um gene e afeta a estrutura do cromossomo.
• Genômica – ocorre no conjunto do genoma. Pode afetar o número total dos cromossomos ou cromossomos presentes nos pares. Ex: síndrome de Down. 

Biologia Molecular: terapia genética

A terapia genética ou terapia gênica consiste no tratamento de doenças através de alterações no material genético das células. Resumidamente, a técnica permite inserir genes funcionais em células que apresentam genes defeituosos. Assim se acaba com a doença. 

A técnica da terapia gênica pode ser usada para modificar genes tornando as células saudáveis e também para marcar células levando a uma resposta imune. Nesse tipo de tratamento não é necessário recorrer a medicamentos. 

O que é o gene?

O gene nada mais é do que uma porção do DNA que possui informações necessárias para sintetizar proteínas ou uma molécula de RNA. Os genes são entendidos como as unidades fundamentais da hereditariedade.

Como a terapia gênica é realizada? 

A base da terapia gênica é introduzir genes funcionais no interior de células, isso pode reverter o quadro de algumas doenças ou estimular a resposta imune. Contudo, para que isso ocorra é necessário utilizar uma técnica de introdução eficiente. O DNA puro dificilmente consegue entrar na membrana plasmática.

Então para o processo acontecer é necessário usar um vetor, um agente que irá transportar o material genético. Atualmente, os vetores mais usados são os plasmáticos, virais e nanoestruturados. 

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