La biologie moléculaire est un domaine de la biologie qui examine la machinerie moléculaire de la vie. Le domaine a été fondé au début des années 1930, bien que l’expression n’ait été utilisée qu’en 1938 et que le domaine n’a décollé qu’à la fin des années 50 et au début des années 60. Depuis lors, les progrès dans le domaine ont été massifs. Le domaine a commencé avec la cristallographie aux rayons X de diverses molécules biologiques importantes. Désormais, les bases de données de cristallographie stockent la structure moléculaire de dizaines de milliers de ces molécules. La compréhension de ces protéines nous aide à comprendre comment fonctionne le corps et comment le réparer lorsqu’il se décompose.
La biologie moléculaire vraiment moderne a émergé avec la découverte de la structure de l’ADN dans les années 1960 et les progrès simultanés de la biochimie et de la génétique. La biologie moléculaire est l’une des trois principales sciences biologiques à l’échelle moléculaire, les autres étant la biochimie et la génétique. Il n’y a pas de division claire entre les trois, mais ils ont des domaines généraux.
D’une manière générale, la biochimie examine la fonction des protéines dans le corps, la génétique examine comment les gènes sont hérités et propagés, et la biologie moléculaire examine le processus de réplication, de transcription et de traduction des gènes. La biologie moléculaire présente certaines similitudes de surface avec l’informatique, car les gènes peuvent être considérés comme un code discret, bien que les protéines pour lesquelles ils codent et leurs interactions ultérieures puissent être hautement non linéaires.
L’idée la plus importante en biologie moléculaire est le soi-disant dogme central de la biologie moléculaire, qui stipule que le flux d’informations dans les organismes suit une voie à sens unique : les gènes sont transcrits en ARN et l’ARN est traduit en protéines. Bien que généralement correct, le dogme central n’est pas aussi absolu ou certain que son nom l’indique. Dans certains cas, le flux d’informations peut s’inverser, car l’environnement protéique peut influencer quels gènes sont transcrits en ARN et quel ARN est traduit en protéines. Le tableau d’ensemble tient, cependant, comme si les protéines avaient trop d’influence sur les gènes qui les codent, le corps serait dans le chaos.
L’un des domaines de recherche les plus fondamentaux de la biologie moléculaire est l’utilisation du clonage d’expression pour voir quelles protéines sont créées par quels gènes. Le clonage d’expression implique le clonage d’un segment d’ADN codant pour une protéine d’intérêt, la fixation de l’ADN à un vecteur plasmidique, puis l’introduction du vecteur dans une autre plante ou un autre animal. La façon dont l’ADN transféré est exprimé fournit des informations précieuses sur son rôle dans l’organisme. Cela nous permet d’apprendre ce que font les gènes. Sans cette connaissance, une grande partie de la génétique, telle que notre connaissance du génome humain, serait inutile.
Il existe de nombreuses autres pistes de recherche en biologie moléculaire. Le champ est ahurissant énorme. Les informations présentées ci-dessus, cependant, servent d’introduction.