Biologie moléculaire - Définition et Explications

Introduction

La biologie moléculaire (parfois abrégée bio mol ou BM) est une discipline scientifique au croisement de la génétique, de la biochimie et de la physique, dont l'objet est la compréhension des mécanismes de fonctionnement de la cellule au niveau moléculaire. Le terme « biologie moléculaire », utilisé la première fois en 1938 par Warren Weaver, désigne également l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) des techniques de manipulation d'acides nucléiques (ADN, ARN), appelées aussi techniques de génie génétique (Le génie génétique (ou ingénierie génétique) est un ensemble de...).

La biologie moléculaire (La biologie moléculaire (parfois abrégée bio mol ou BM) est une discipline...) est apparue au XX^e siècle, à la suite de l'élaboration des lois de la génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est...), la découverte des chromosomes et l'identification de l'ADN comme support chimique de l'information génétique.

Après la découverte de la structure en double hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme...) de l'ADN en 1953 par James Watson (1928- ), Francis Crick (Francis Harry Compton Crick (né le 8 juin 1916 à Northampton en Angleterre et...) (1916-2004), Maurice Wilkins (Maurice Hugh Frederick Wilkins (15 décembre 1916 - 5 octobre 2004) est un...) (1916-2004) et Rosalind Franklin (1920-1958) la biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) moléculaire a connu d'importants développements pour devenir un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) incontournable de la biologie moderne à partir des années 1970.

Relation avec les autres sciences biologiques à « l'échelle moléculaire »

Relation schématique entre la biochimie (La biochimie est la discipline scientifique qui étudie les réactions chimiques ayant lieu...) (biochemistry), la génétique (genetics) et la biologie moléculaire (molecular biology)

Les chercheurs en biologie moléculaire utilisent des techniques spécifiques pour la biologie moléculaire (voir plus loin Techniques de biologie moléculaire), mais les combinent de plus en plus avec les techniques et les idées provenant de la génétique et de la biochimie. Il n'y a pas de frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux...) bien définie entre ces disciplines, bien qu'il y en ait eu à une certaine époque. La figure ci-contre illustre une vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) possible de la relation entre les domaines :

• La biochimie est l'étude des substances chimiques et des processus vitaux qui se produisent dans les organismes vivants.
• La génétique est l'étude des effets des différences génétiques entre les organismes. Souvent cela peut être déduit par l'absence d'un composant normal (par exemple un gène). L'étude des « mutants » — organismes dont il manque un ou plusieurs composants fonctionnels par rapport au soi-disant « type naturel » ou au phénotype normal. Les interactions génétiques telles que les épistasies mettent souvent en défaut les interprétations simples de ces études par « élimination ».
• La biologie moléculaire est l'étude des processus de réplication, de transcription et de traduction du matériel génétique. Le dogme central de la biologie moléculaire où le matériel génétique est transcrit en ARN, puis traduit en protéines, bien qu'il soit une image très simpliste et sans fondement de la biologie moléculaire, fournit encore un bon point (Le bon point (parfois abrégé BP) est un système de récompense,...) de départ pour comprendre ce domaine. Cette image, cependant, doit être révisée à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) des nouveaux rôles qu'on découvre à l'ARN.

L'essentiel du travail en biologie moléculaire est quantitatif, et récemment beaucoup de travaux ont été faits à l'intersection de la biologie moléculaire et de l'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine...), dans la bio-informatique (La bio-informatique est un champ de recherche multi-disciplinaire où travaillent de concert...) et dans la biologie calculatoire. Depuis les années 2000, l'étude de la structure et de la fonction des gènes, la génétique moléculaire, fait partie des sous-domaines les plus saillants de la biologie moléculaire.

De plus en plus, de nombreux autres domaines de la biologie se concentrent sur les molécules, soit directement, en étudiant leurs interactions propres comme en biologie cellulaire et en biologie du développement, soit indirectement, quand les techniques de la biologie moléculaire sont utilisées pour déduire les attributs historiques des populations ou des espèces, comme dans les domaines de la biologie de l'évolution telles que la génétique des populations (La génétique des populations traite des fluctuations des fréquences des...) et la phylogénie. Il y a également une longue tradition d'étude des biomolécules « à partir du bas » en biophysique (La biophysique est une discipline à l'interface de la physique et la biologie où les outils...).