Développée depuis les années 30, la biologie moléculaire est une discipline scientifique permettant d'étudier les mécanismes de fonctionnement des cellules au niveau moléculaire. Au carrefour de la biochimie et de la génétique, ce domaine utilise différentes techniques pour analyser l'organisation et les interactions entre des molécules telles que l'ADN, l'ARN et les protéines (enzymes).

Techniques utilisées en biologie moléculaire

Le clonage moléculaire permet de copier en grande quantité un ADN ou un fragment d'ADN présentant un intérêt. Le principe consiste à l'insérer dans un plasmide (petit fragment d'ADN circulaire) d'un microorganisme (bactérie, levure). Ce dernier, du fait de sa grande vitesse de multiplication permettra le maintien et la production du fragment d'ADN étudié division après division.

La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une autre technique de réplication in vitro. Elle permet d'obtenir, à partir d'un échantillon peu abondant, un grand nombre de copies d'une molécule d'ADN.

D'autres méthodes permettent de sonder une séquence particulière de nucléotides dans une molécules d'ADN (Southern blot), d'étudier l'expression des gènes dans les tissus (Northern blot) ou de séparer des protéines (électrophorèse, Western blot).

Les puces à ADN, supports rigides (verre, nylon) sur lesquelles de courtes séquences d'ADN sont déposées, donnent une image de l'état fonctionnel d'un génome en observant l'expression en simultanée de plusieurs gènes dans un tissus donné.

  Les différentes étapes de la réalisation d'une puce à ADN © Wikimavi 2014, Wikipedia CC BY-SA 4.0
  Les différentes étapes de la réalisation d'une puce à ADN © Wikimavi 2014, Wikipedia CC BY-SA 4.0

 Application de la biologie moléculaire en santé

Plus spécialement orientés vers l'étude du support de l'information génétique, la biologie moléculaire et le génie génétique sont des outils ayant permis des avancées considérables dans le domaine des pathologies génétiques, infectieuses et cancéreuses. Outils de diagnostic, ils permettent une identification rapide d'un pathogène difficile à mettre en culture par l'amplification des séquences de leur ADN en particulier dans le domaine des affections respiratoires.

Ces outils modernes appliqués à la génétique, contribuent à l'identification des mutations géniques et grâce à la cartographie du génome humain et à son séquençage, identifient les gènes impliqués dans des maladies génétiques complexes.

En matière de cancérologie, la biologie moléculaire aide au diagnostic des mutations contenues dans des tumeurs afin de développer des thérapies ciblées.

Plus récemment, la biologie moléculaire a largement contribué à développer des vaccins innovants tels que les vaccins à ARN ou ADN.