Es el estudio de las moléculas químicas como elementos constitutivos y originarios de los seres vivientes. Se ocupa, por una parte, de determinar la composición de esas moléculas; y, por otra, de establecer relación entre esa estructura y la función que la molécula cumple en el desarrollo de la célula y en el organismo.
La biología molecular, asimismo, intenta explicar los fenómenos básicos de la vida, tales como el crecimiento, el movimiento, la herencia y las enfermedades. Siempre en términos referidos a la estructura molecular de los seres vivos. Así, por ejemplo, se descubrió la estructura compleja de la molécula de la hemoglobina y, gracias a ello, actuablemente se conoce la forma en que dicha molécula se liga a las de oxígeno para cumplir con su finalidad de transportarlo a través de la sangre.
En general los mayores descubrimientos debidos a la bilogía molecular se produjeron en el campo de la genética. En tal sentido, nada tan fundamental como la investigación realizada en 1953 por francis Crick y James Watson, tras la cual descubrieron la famosa estructura doble espiral del Ácido Nucleico, conocido como ADN. Actualmente se sabe que el ADN es la sustancia del núcleo de la célula que contiene la información genética.
Por la superposición de los campos de estudios, la biología molecular suele entenderse como sinónimo de la bioquímica, es decir, el estudio de las reacciones y alteraciones químicas que se operan en los organismos vivos.
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