Biologi molekuler adalah bagian khusus dari biologi yang mempelajari proses biologis menurut struktur fisik-kimia molekul, sehingga menghubungkannya dengan fungsi sel.
Awal mula biologi molekuler sesuai dengan ilmuwan Francis Harry Compton Crick dan James Dewey Watson pada tahun 1953, yang mempresentasikan struktur asam deoksiribonukleat (DNA).
Temuan penting ini memiliki arti yang sangat penting, karena DNA-lah yang mentransmisikan segala sesuatu yang merupakan informasi turun-temurun dari satu generasi ke generasi lainnya, dan juga mengungkapkan mekanisme yang melakukannya.
Kita tahu bahwa molekul adalah kumpulan atom-atom yang bergabung, memiliki fungsi yang berbeda jika atom-atom ini diisolasi, artinya atom-atom ketika bergabung bersama membentuk partikel yang lebih besar yang membentuk molekul.
DNA adalah molekul yang terdiri dari heliks ganda, yang pada gilirannya terdiri dari dua untai yang disatukan oleh jembatan antara basa nitrogen yang disebut: adenin, guanin, sitosin, dan tiamin.
Adenin dari satu untai selalu mengikat tiamin dari untai komplementer, dan dengan cara yang sama guanin bergabung dengan sitosin, dan seterusnya.
Dengan cara ini molekul DNA lain muncul yang benar-benar mirip dengan aslinya, dan melalui operasi yang seimbang ini materi genetik diduplikasi, yang berisi semua informasi yang diperlukan untuk mengontrol fungsi vital organisme.
Mekanisme di mana kontrol seluler dilakukan dijelaskan melalui fungsi lain DNA, yang disebut transkripsi. Ini berarti bahwa ia menciptakan molekul baru yaitu asam ribonukleat, (RNA) yang memiliki rantai tunggal, dan dari aksi ini, protein dibuat. Seperti dalam replikasi DNA, apa yang merupakan informasi genetik ditranskripsikan dengan tepat melalui penambahan basa komplementer.
Jadi dalam proses sintesis protein, ada dua mekanisme yang terlibat:
Transkripsi, yang sudah dijelaskan, dan translasi dimana RNA diterjemahkan ke dalam urutan asam amino yang bersama-sama akan menimbulkan pembentukan protein.
DNA, yang ditemukan dalam inti sel, adalah yang berisi informasi untuk membuat protein yang dibutuhkan tubuh, tetapi ada asam amino yang ada di sitoplasma sel yang juga terlibat dalam sintesis protein, dan ini dilakukan melalui proses yang telah dilaporkan di atas.
Periode yang sangat penting untuk biologi molekuler terjadi pada tahun 1950, tetapi kemajuan yang paling penting terjadi pada tahun 1960-an ketika kloning gen ditemukan.
Peristiwa ini kemudian memungkinkan isolasi fragmen DNA mulai dari genom, untuk kemudian melakukan urutan yang sama di mana gen ditemukan. Untuk menghasilkan sejumlah besar protein, ekspresi DNA yang sesuai diperlukan, dan metode ini adalah dasar untuk melakukan perawatan dalam kasus penyakit yang terjadi tanpa adanya protein tertentu. Prosedur pemurnian protein dilakukan dari hewan atau mayat manusia. Misalnya, ini adalah pendekatan yang disajikan untuk produksi insulin dalam pengobatan diabetes.
Kemajuan ilmiah sekarang telah memungkinkan untuk mencoba membuang produksi protein dengan mengobati penyakit genetik dengan gen fungsional, yaitu protein yang dibutuhkan disintesis oleh individu yang sama.
Dengan demikian terapi gen menawarkan panorama yang sangat menjanjikan sejak masa kanak-kanak, dan meskipun masih banyak kendala yang harus diatasi, jelas bahwa biologi molekuler telah mengalami perkembangan yang luar biasa dalam empat puluh tahun terakhir setelah ditemukannya DNA. Perkembangan ini memberikan kesempatan untuk menemukan pengobatan yang cocok untuk penyakit manusia.