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Los métodos experimentales que permiten el estudio de las macromoléculas de la vida / / Oscar Gregorio-Ramírez y otros

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Los métodos experimentales que permiten el estudio de las macromoléculas de la vida: historia, fundamentos y perspectivas / Oscar Gregorio-Ramírez, Julián M. Peña-Castro y Blanca E. Barrera-Figueroa

Revista de la Facultad de Química. Volumen: XXIV, Número: 2, Año: 2013

Los ácidos nucleicos y las proteínas componen una red de biomacromoléculas que almacenan y transmiten la información que sustenta la vida celular. El estudio de estos mecanismos está a cargo de la biología molecular. El desarrollo de esta ciencia siempre ha ido a la par de los avances técnicos que han permitido romper barreras metodológicas para probar nuevas hipótesis. De entre los métodos disponibles para el biólogo molecular, cinco se destacan: electroforesis, secuenciación, clonación, hibridación y la reacción en cadena de la polimerasa. Su impacto se ha extendido a la genética, la medicina y las distintas ramas de la biotecnología. En esta revisión se describe la importancia histórica, los principios técnicos y las tendencias modernas de éstas cinco metodologías esenciales. La revisión tiene como objetivo ser útil tanto para los estudiantes como para los científicos profesionales que desean adquirir conocimientos avanzados sobre el valor de estos métodos en los estudios de los mecanismos moleculares que sustentan a la vida.

Palabras clave: biomacromoléculas, información genética, genómica, transcriptómica, proteómica.

Introducción

La biología molecular ha revelado en el último siglo varios de los mecanismos fundamentales que sustentan el funcionamiento de la célula. Hoy en día, el papel de las biomoléculas poliméricas —el ácido desoxirribonucleico adn), el ácido ribonucléico (arn) y las proteínas— en la salud y en las aplicaciones biotecnológicas se estudia en todos los niveles educativos. Algunos de los conocimientos más populares derivados de la biología molecular son la codificación química de información en el adn, la secuenciación del genoma humano, la posibilidad de las terapias génicas, el diagnóstico molecular de enfermedades y la clonación de genes. Estos conocimientos no solo han sido de alto impacto científico y tecnológico, también han fascinado tanto negativa como positivamente al imaginario colectivo (Maio, 2006).

A pesar de que han pasado 84 años desde que los cimientos de la biología molecular se levantaron a partir del trabajo de Frederick Griffith (1928), todavía es difícil y puede ser polémico definir a la biología molecular. Lo anterior se debe a que es una de las ramas de la biología más dinámicas en cuanto a la cantidad y profundidad del conocimiento que ha generado y a que, frecuentemente, sus fronteras se entrelazan con ramas centenarias de la biología como la bioquímica, la microbiología y la genética.

Con base en nuestra experiencia, en este trabajo se define a la biología molecular como el estudio de los mecanismos (geométricos, mecánicos, atómicos, temporales y teóricos) mediante los cuales las moléculas participan en los procesos de transmisión de la información genética. Nuestra definición empírica está apoyada por estudios en el campo de la filosofía de la ciencia donde también se ha concluido que los tres principales conceptos que sostienen a la biología molecular son: mecanismo, gen e información (Darden y Tabery, 2010). El mecanismo del flujo de la información codificada en el adn hacia la proteína se puede analizar en la biología molecular, de forma abstracta y experimental, independientemente del flujo de materia y de energía, que se estudia de manera más adecuada por la bioquímica (Darden, 2006). Lo anterior no quiere decir que ambas áreas sean inmiscibles o que no estén conectadas, al contrario, cada vez es más frecuente que compartan métodos y conceptos para complementarse.

Los descubrimientos de la biología molecular y sus ramificaciones hacia la medicina, la biología celular y la biotecnología no se pueden entender sin el avance de las herramientas de análisis, síntesis y modificación de las moléculas de la vida. Entre los múltiples métodos de los que se vale el biólogo molecular, cinco han sido pilares en el desarrollo de la biología molecular y son parte esencial de la investigación moderna. Estos métodos son: electroforesis, secuenciación, clonación, hibridación y reacción en cadena de la polimerasa.

Dada la importancia de la biología molecular en los últimos años, el objetivo de este trabajo es presentar al estudiante que se aproxima por primera vez a esta ciencia un contexto histórico de los métodos primordiales y sus fundamentos técnicos básicos. Finalmente, para el docente y el científico profesional también se analizan sus desarrollos modernos.

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17 de mayo de 2013

 

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