Definición de Biología Molecular

La biología molecular es una especialidad científica dedicada al estudio de las bases moleculares de la actividad biológica. Los seres vivos se conforman de compuestos químicos complejos llamados moléculas, responsables por el correcto funcionamiento de la célula, por lo que los profesionales formados que se desempeñan en esta área investigan la estructura, función, procesamiento, regulación y evolución de las moléculas biológicas y sus interacciones con otras, a través de experimentos que proporcionan pequeñas pero detalladas perspectivas respecto a cómo funciona la vida.

Stephanie Villa | Jul. 2022
Bióloga, Dra. en Ciencias Biológicas

Entre las tantas moléculas presentes en los seres vivos, cabe resaltar a los lípidos, carbohidratos, genes y las proteínas. Sin embargo, la mayoría de los científicos enfocan su investigación en los genes y las proteínas, ya que los primeros contienen la información requerida para sintetizar proteínas, las cuales presentan una amplia diversidad de funciones dentro de las células.

Dogma central de la biología molecular

El dogma central de la biología molecular es un concepto que se enunció por primera vez hace más de 50 años por Francis Crick que define las relaciones entre las macromoléculas: DNA, RNA y proteínas. Es una hipótesis inicial que describe el proceso en el que el DNA codifica los genes de un modo linear a través del RNA, el cual es una especie de plantilla para la síntesis de proteínas.

La primera fase es la transcripción, que consiste en síntesis de RNA usando una enzima que utiliza en DNA como molde para producir el polímero de RNA. La siguiente fase es la traducción que consiste en la síntesis de proteínas a partir de la molécula de RNA, esto sucede en los ribosomas y la molécula que contiene dicha información es el RNA mensajero (mRNA). Inicialmente, se sintetizan polipéptidos los cuales deben acoplarse unos con otros para formar a las proteínas y que cumplan su función dentro de la célula. Para que esto pueda suceder el DNA se tiene que replicar, lo que asegura la multiplicación de las células.

Diferencias entre biología molecular, bioquímica y genética

Existen una relación entre la biología molecular, la bioquímica y la genética. Las tres ramas nos proveen información detallada de cómo funcionan los organismos a nivel molecular, aunque se enfocan en áreas y aplicaciones diferentes.

El estudio de la bioquímica está más enfocado en ácidos nucleicos, lípidos, enzimas, carbohidratos y en los efectos químicos que suceden cuando se encuentran grandes cantidades de una sustancia, como los efectos de los venenos. Esta área utiliza métodos basados en la investigación de la química orgánica

El estudio de la genética se centra en los rasgos hereditarios y cómo los cambios en el código genético afectan a un organismo. El concepto de heredabilidad significa que la genética a menudo estudia a nivel poblacional lo que la convierte en un campo de mucho mayor escala que la biología molecular

Métodos de estudio en biología molecular

A lo largo de la historia, como humanidad nos hemos enfrentado a enfermedades infecciosas, por lo que se ha hecho necesaria la optimización de los diagnósticos, y que sean además específicos, sensibles y rápidos, por lo que han surgido diversas técnicas y métodos de investigación con el fin de prevenir, controlar y dar tratamiento a las enfermedades.

Las técnicas más usadas en esta rama son la clonación molecular, el uso de la enzima polimerasa, la reacción en cadena, la electroforesis, el blotting, entre otros. Con estas técnicas, los biólogos moleculares logran extraer, aislar y cuantificar las moléculas de interés, aunque también existen métodos digitales y bioinformáticos que permiten el modelado de estas.

Sin duda, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es la principal técnica que ayuda en el diagnóstico y que se basa en las bondades de la biología molecular. Sin embargo, también en investigación es una herramienta de gran utilidad. Existen dos variantes, la PCR punto final y la PCR tiempo real. La primera da información sobre la activación de genes, mientras que la segunda permite el uso del RNA como molde, la transcripción inversa de RNA a DNA complementario (cDNA) y proporciona información sobre la detección, caracterización y cuantificación de ácidos nucleicos.

La teoría de esta técnica consiste en propiciar un medio donde se incluya una DNA polimerasa, magnesio, nucleótidos, oligonucleótidos, el cDNA sintetizado y un termociclador. Eventualmente, y a partir de periodos cortos de cambios de temperatura, el DNA de doble cadena se va a:

1) Desnaturalizar (90°C): separación de las hebras.
2) Alienar (50-65°C): unión de los oligonucleótidos a la cadena sencilla.
3) Extender (70°C): síntesis de una nueva hebra, durante 20-30 ciclos.

El campo de la biología molecular se continúa revolucionando conforme avanza la tecnología y nos propicia cada vez más información específica en distintos ámbitos de la vida cotidiana.

 
 
 
 
Por: Stephanie Villa. Licenciada en Biología, Dra. en Ciencias Biológicas, investigadora en el área de toxicología, alimentos funcionales, nutracéutica y nutrigenómica. Jul., 2022.
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Referencias

Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis J.; Raff M.; Roberts K. y Walter P.: Biología Molecular de la célula. 6° ed. Editorial Omega. 2014.
 
 
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