Biologia molecular

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A Biologia Molecular é a disciplina científica que tem como objectivo o estudo dos processos que se desenvolvem nos seres vivos desde um ponto de vista molecular. Dentro do Projecto Genoma Humano pode encontrar-se a seguinte definição sobre a Biologia Molecular: O estudo da estrutura, função e composição das moléculas biologicamente importantes 1. Esta área esta relacionada com outros campos da Biologia e a Química, particularmente Genética e Bioquímica. A biologia molecular concierne principalmente ao entendimento das interacções dos diferentes sistemas da célula, o que inclui muitíssimas relações, entre elas as do DNA com o ARN, a síntese de proteínas, o metabolismo, e o como todas essas interacções são reguladas para conseguir um refinado funcionamento da célula.

Ao estudar o comportamento biológico das moléculas que compõem as células vivas, a Biologia molecular roza outras ciências que abordam temas similares: assim, p. ej., juntamente com a Genética interessa-se pela estrutura e funcionamento dos genes e pela regulação (indução e repressão) da síntese intracelular de enzimas (v.) e de outras proteínas. Com a Citología, ocupa-se da estrutura dos corpúsculos subcelulares (núcleo, nucléolo, mitocondrias, ribosomas, lisosomas, etc.) e suas funções dentro da célula. Com a Bioquímica estuda a composição e cinética das enzimas, interessando pelos tipos de catálisis enzimática, activações, inhibiciones competitivas ou alostéricas, etc. Também colabora com a Filogenética ao estudar a composição detalhada de determinadas moléculas nas diferentes espécies de seres vivos, contribuindo valiosos dados para o conhecimento da evolução.

No entanto, difere de todas estas ciências listadas tanto nos objectivos concretos como nos métodos utilizados para os conseguir. Bem como a Bioquímica pesquisa detalhadamente os ciclos metabólicos e a integração e desintegração das moléculas que compõem os seres vivos, a Biologia molecular pretende se fixar com preferência no comportamento biológico das macromoléculas (DNA, ARN, enzimas, hormonas, etc.) dentro da célula e explicar as funções biológicas do ser vivo por estas propriedades a nível molecular.

Métodos

Os métodos que emprega esta nova ciência são fundamentalmente os mesmos que a Biofísica, Bioquímica, e Biologia. Utiliza as análises químicas, cualitativo e cuantitativo, os conhecimentos da Química orgânica, a Biologia de microorganismos e de vírus, etc., mas revestem especial importância os novos métodos microanalíticos tanto físicos como químicos. Merecem destacar-se a Microscopía electrónica, que permite resoluções que atingem os 10 Amstrongs; a difracción de raios X, que determina a estrutura e disposição espacial dos átomos das macromoléculas; a ultracentrifugación diferencial, tanto analítica como preparativa, que permite separações dantes impossíveis; a Cromatografía de gases, e, em fase líquida, a Espectrografía de infravermelhos, a Química com isótopos plotadoras, a Espectroscopía de massas, etc...

Conteúdo

Ao aprofundar em qualquer fenómeno biológico e pretender explicar a natureza íntima dos processos que determinam uma propriedade ou uma função dos seres vivos, entramos inevitavelmente no campo da Biologia molecular. Vejamos, por exemplo o estudo dos genes. As clássicas leis de Mendel têm sua explicação imediata no conhecimento morfológico e funcional dos cromosomas. Mas quando desejamos saber a composição e forma de actuação de um gene precisamos penetrar a fundo na estrutura do DNA duplo helicoide de Watson e Crick, o ordenamento de bases púricas e pirimidímicas, isto é, a informação genética.

Ao enfatizar a possibilidade de sintetizar uma enzima por parte de um gene, devemos seguir o processo de transmissão desta informação genética do DNA nuclear ao ARN mensageiro; a activação dos aminoácidos pelo ARN transportador, a classificação destes aminoácidos activados sobre o ribosoma de acordo com a pauta prefixada pelo ARN mensageiro, a obtenção da estrutura primária da enzima proteína. Todos estes temas são objecto de estudo da Biologia molecular

Mas há mais; a proteína, uma vez sintetizada, deve ordenar no espaço segundo determinadas regras que constituem a conformación espacial específica (estruturas secundária e terciária) e às vezes se associar várias moléculas iguais ou diferentes para constituir o que se chamou estruturas cuaternaria e quinaria, de modo que as propriedades biológicas da molécula como enzima estão vinculadas a esta classificação espacial complexa. A molécula proteica assim organizada pode resultar ser uma enzima que, em sua actividade catalítica, é susceptível de sofrer activações ou inhibiciones por determinadas substâncias, acções estas de trascendental importância para a vida da célula. Do mesmo modo, a Biologia molecular interessa-se pela estrutura química das substâncias que compõem as membranas biológicas e a classificação das enzimas que realizam acções encadeadas, p. ej., dentro das mitocondrias, núcleo e outros corpúsculos subcelulares, para explicar a mecânica dos ciclos e processos bioquímicos determinados pela Topoquímica celular.

Os processos de reprodução do vírus, das bactérias, e dos organismos superiores encerram multidão de incógnitas que trata de ir resolvendo a Biologia molecular. As mutaciones produzidas por agentes físicos (raios X, raios gama, calor, etc.) ou químicos (substâncias mutágenas) têm uma explicação tanto mais satisfatória quanto melhor conhece-se a base molecular dos processos de alteração na estrutura e classificação das bases nitrogenadas do DNA.

O parentesco entre espécies diferentes de seres vivos pode estabelecer mediante o estudo individual comparado das substâncias macromoleculares (proteínas) elaboradas por eles. Assim, da sequência de aminoácidos na hemoglobina, mioglobina, citocromos, hormonas hipofisarias ou insulina se induze o grau de proximidade filogenética, ao se demonstrar a evolução da proteína por mutaciones progressivas. Multidão de fenómenos genéticos como selecção natural, adaptação ao ambiente, diferenciación das espécies, etc., têm sua última explicação a nível molecular. Por último, a Biologia molecular de microorganismos está a contribuir dados interessantes para a busca de novos antibióticos e antimetabolitos, que permitem atacar eficaz e selectivamente aos gérmenes patogénicos.

Com tudo isto não queremos afirmar que a Biologia molecular seja uma ciência completa nem perfeitamente elaborada. Todo o contrário; as novas descobertas, ao resolver uma incógnita propõem muitos mais interrogantes que são objecto de investigações futuras. Hoje em dia esta jovem ciência está em expansão explosiva. Por outro lado, a última e definitiva explicação dos comportamentos das moléculas dos seres vivos requer, para ser conhecida em profundidade, enfrentar com outros ramos da ciência tais como a Biofísica submolecular (orbitais, forças de enlace, hibridación, etc.) e inclusive a Física subatómica, para a qual se requer um bagaje de conhecimentos que jamais pode ser património de pesquisadores isolados, senão de equipas de trabalho cientificamente heterogéneos, mas armonicamente conjuntados.

Notáveis biólogos moleculares

Veja-se também

José María Macarulla.

Referências

O conteúdo deste artigo incorpora material da Grande Enciclopedia Rialp [1] que mediante uma autorização permitiu agregar conteúdos e os publicar baixo licença GFDL. A autorização foi revogada em abril de 2008, de modo que não se deve acrescentar mais contido desta enciclopedia.

Bibliografía

C. PETIT e G. PRÉVOST, Genetique et évolution, «Journal of Molecular Biologyu, Londres 1967; C. A. VILLE, Biologia, México 1966.
Genome Glossary. Informação sobre projecto de genoma humano (em inglês) (acedido o 15 de junho de 2009)