Biología Molecular, Concepto, Objetivos, Principios, Importancia, Técnicas y Más

La biología es una ciencia que tiene como objeto de estudio conocer la estructura, el desarrollo, la interacción y el funcionamiento de todos los seres vivos. Por su parte, el término molecular hace mención a todo lo relacionado a las moléculas, que son unidades pequeñas de un elemento y están conformadas por átomos. Por consiguiente, cuando se unifican estos dos conceptos, obtendremos que la biología molecular es una ramificación de la ciencia concerniente al desarrollo biológico a nivel molecular.

Además, conociendo las propiedades de las moléculas se pueden analizar y explicar diversos comportamientos de los seres vivos. Al estudiar los fenómenos biológicos en el ámbito molecular se toman en cuenta las macromoléculas, es decir, moléculas de gran tamaño y peso, como las proteínas y los ácidos nucleicos.

Historia de la biología molecular

La biología molecular tiene implícitas muchas historias y todas se encuentran conectadas. No se pueden explicar de manera aislada una de la otra por todos los acontecimientos que han contribuido en esta ciencia. En primer lugar, uno de los primeros en dejar huella de forma significativa fue Charles Darwin, quien planteo la teoría del origen de las especies, la cual abarca sobre la preservación de características en un organismo como resultado de una alteración en la secuencia del ADN, esto hoy en día se conoce bajo el nombre de mutación.

Por otra parte, en el año 1895, Gregor Mendel, un monje de origen agustino público sus estudios experimentales con una planta híbridas que había en el convento donde se encontraba, y nombro sus resultados como Leyes de la herencia, por esta razón se le considera el padre de la genética. Sus experimentos, permitieron deducir que las características que expresa un organismo vivo son producto de unos factores. En la actualidad estos factores son los genes.

En relación con lo anterior, estos genes son los responsables de contener toda la información genética que se transmite de una generación a otra. No obstante, Mendel no se formuló la pregunta de la naturaleza química de los factores ni su ubicación dentro de las células.

Más adelante, alrededor de los años 1868 y 1869, Friedrich Miescher, un químico suizo, aisló núcleos a través de células que se encontraban en pus de vendas quirúrgicas, y evidenció que los núcleos poseían una sustancia química que no era de origen proteico a la cual llamó nucleína, que posteriormente en el año 1889 se le confiere el término ácido nucleico, acuñado por Richard Altman. El suizo Friedrich, preparó el camino para la conocer la molécula transportadora de la información genética, el ADN.

Objetivos de la biología molecular

biología molecular

Como toda ciencia la biología molecular tiene unos objetivos concretos que estudiar y alcanzar, para el desarrollo y aporte a otras ramas que no se desligan de su estudio. Los principales objetivos de esta ciencia son:

  1. Conocer los distintos mecanismos moleculares que ordenan los diversos procesos fisiológicos y que son de vital importancia en el indicio de procesos patológicos.
  2. Manejar el protocolo de abordaje metodológico para extender el conocimiento en otras ciencias asociadas.

Otro objetivo de esta disciplina es que dentro del marco del Genoma humano la biología molecular es una base importante en la composición y función de moléculas biológicamente prescindibles.

Campos de estudio de la biología molecular

De acuerdo a la definición de la biología molecular, esta ciencia está vinculada con otros campos de estudios como lo son, la biología, la química y más estrechamente con la genética y la bioquímica. Con la biología estudian todo lo concerniente a los seres vivos, desde su composición hasta su funcionamiento. Conjuntamente con la genética se incumben por la estructura y comportamiento de los genes y por la coordinación de la síntesis celular de enzimas y proteínas.

A su vez, con la bioquímica indagan los componentes de las enzimas, ciclos metabólicos y la unión y desintegración de las moléculas que componen a los seres vivos. Sin embargo, todos estos campos señalados no concuerdan con la biología molecular tanto en los objetivos ni en los métodos utilizados para alcanzarlos.

Biología molecular del gen

Los genes son las unidades capaces de contener la información hereditaria de los seres vivos. Existe una lista extensa de todos los genes y los que actualmente se están conociendo. Como ya se explicó, la biología molecular fija su mirada en una molécula importante, el ADN. Los genes solo son partes de  esta macromolécula y que produce una proteína que tiene una función específica dentro de la célula.

 A parte, los genes no sólo codifican una proteína, también pueden producir más de una a la vez. Además algunos funcionan como reguladores de las funciones celulares. Otro aspecto, es que el ADN se encuentra organizado en el núcleo celular en forma de cromosoma.

Biología molecular del cáncer

Para que una célula normal se convierta en una célula cancerosa y transmita esa información tumoral, el cambio tiene un asentamiento genético. Esto significa que las características cancerosas son expresadas por un gen dentro de la célula. El material genético, el ADN es el blanco principal de la formación de células cancerosas.

Actualmente se conocen los oncogenes, con la aparición de este avance el cáncer ya no es más una serie de patologías variadas, no muy relacionadas entre sí. Al contrario, la investigación de los oncogenes hace posible conocer los mecanismos moleculares que son comunes en todos los procesos tumorales.

Principios de la biología molecular

El principio fundamental en el cual está basado el estudio molecular trata sobre los eventos de replicación, transcripción y traducción del ácido desoxirribonucleico (ADN) de los seres vivos, al igual que la estructuración de los genes, cromosomas y la cromatina.  Todos estos términos, sientan las columnas de esta ciencia.

Importancia de la biología molecular

Gracias al avance de esta disciplina, en la actualidad al estudiar e indagar más acerca de sus principios tiene como finalidad ser un aporte investigativo. De esta manera, proporciona un medio para acertar soluciones en el ámbito, no solo de la salud, sino en la prevención de enfermedades.

Otra importancia, está en su aplicación en el Genoma Humano, su interacción en los diversos sistemas de la célula, en estos se incluyen, el ADN con el ARN, la producción o síntesis de proteínas, el metabolismo y como estas son controladas por los genes para un correcto funcionamiento celular.

Técnicas de la biología molecular

Las técnicas de laboratorio que se utilizan para aislar el ADN o extraer un componente se conocen como técnicas de la biología molecular. Existen una variedad de técnicas para el análisis, visualización y amplificación de esta molécula. La principal técnica que se necesita es la extracción del ADN, primero se debe purificar el tejido aunque generalmente se adquiere de la sangre. Luego se pasa por una serie de lavados y agregados proteicos.

 Todos los métodos presentan distintas aplicaciones, habitualmente en el diagnóstico de enfermedades hereditarias, exploración de alelos frecuentes con características que se quieran seleccionar, diagnóstico de contaminación de origen bacteriano en alimentos, test de paternidad, identificación forense, entre muchas otras.

Áreas de estudio de la biología molecular

Las áreas donde tiene una aplicación esta ciencia son el área de la salud, con su abordaje en la implementación de métodos para conocer el origen genético de una patología en particular. Además, en el área forense estos estudios son importantes en el reconocimiento de cuerpo, a través de la biología molecular se identifican las características fenotípicas y genotípicas de los individuos. Por su parte, en el marco de las leyes un test de paternidad proporcionado por las técnicas de esta ciencia es un aporte más de esta disciplina

Relación de la biología molecular con otras disciplinas

 

La biología molecular no es una ciencia que trabaja aislada, necesita la ayuda de otras disciplinas que con sus conocimientos le sumen al trabajo investigativo a nivel molecular.

Relación entre la biología celular y molecular

Existe un vínculo estrecho entre ambas disciplinas, debido a que se complementan permitiendo comprender los eventos y procesos de la célula a nivel molecular en los seres biológicos. Más sobre la Biología celular

Biología molecular de la célula

En una célula viva se llevan a cabo múltiples procesos a la vez, y todos ellos están coordinados por la expresión genética del ADN que está perfectamente empaquetada en los núcleos en forma de cromosomas. El ADN y el ARN es el dúo dinámico de los eventos celulares. Además, cada orgánulo cumple una función específica en el desarrollo de estos procesos.

Relación entre la bioquímica y biología molecular

La bioquímica aborda temas similares con las bases moleculares al investigar sobre las enzimas y los ciclos metabólicos con una marcada preferencia en el funcionamiento de las macromoléculas (ADN y el ARN) que se localizan en el interior de la célula y explicar el comportamiento de los seres vivos en el marco molecular. Artículo completo de Bioquímica

Relación entre la biología molecular y citogenética

La citogenética estudia los cromosomas y las enfermedades vinculadas a ellos. Su relación con la biología molecular radica en que los genes contenidos en las moléculas de ADN y ARN que se expresan mal están estructurados de manera organizada en un cromosoma. Ambas disciplinas trabajan en conjunto para el aporte investigativo. Conoce más de la citogenética.

Relación entre la biología molecular y medicina

Cuando se conocen la estructura normal de la molécula de ADN una alteración se traduce en una patología. La biología molecular en el campo de la medicina es de gran ayuda en la prevención de enfermedades, ya sea hereditarias o las concernientes a proliferaciones tumorales. Lee más de Medicina.

Relación entre la biología molecular y genética

La genética es una ramificación de la biología que explica cómo se transmite la herencia biológica de una generación a otra. Su estudio se fundamenta en los genes, concretamente en los ácidos nucleicos al igual que la biología molecular. Mas de Genética 

Pruebas modelos de biología molecular

Algunos modelos a lo largo del tiempo que son el resultado de la experimentación molecular se encuentran la visualización del ADN como técnica en el estudio de la disciplina. Con la ayuda de los geles de Agarosa es posible visualizar la molécula. El ADN se debe teñir con bromuro de etidio, un colorante que bajo la luz UV se torna un color naranja, así se puede ver los fragmentos de ADN teñidos en naranja sobre los nucleótidos.

Laboratorios famosos de biología molecular en Inglaterra

Es este laboratorio se realizan cuantiosos estudios médicos en campos de la biología celular, la neurobiología y la inmunología. En el laboratorio de biología molecular de Inglaterra se refuerzan y se actualizan los conocimientos en la materia.

A su vez, se encuentra el Laboratorio de Biología Molecular de TECNALIA, el único laboratorio acreditado en el país Vasco por el departamento de Sanidad. En este laboratorio con múltiples sedes y oficinas en el mundo busca potenciar los conocimientos biosanitarios en el área molecular y genética.

Donde puedo estudiar la carrera de Biología celular

La biología celular es de gran interés en muchas casas de estudios superiores a nivel mundial siendo algunas de ella la Universidad de Cambridge y la Universidad de Oxford en Reino Unido. En Estados Unidos está la Universidad Harvard que está categorizada como la mejor universidad para cursar biología en el mundo. Por otra parte, en la Universidad de Pekín en China es la más destacada de las universidades asiáticas.

Entre otras opciones esta, la Universidad de Barcelona en España, la Universidad Central de Venezuela, la Universidad de los Andes de Colombia. Existen muchas otras universidades que brindan las herramientas necesarias a los estudiantes que quieran adentrarse en el mundo de la biología celular.

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