Biología molecular: que es, historia y aplicaciones

LA Biología Molecular es una de las ramas de la Biología dedicada al estudio de las relaciones entre el ADN y el ARN, la síntesis de proteínas y las características genéticas transmitidas de generación en generación.

Más específicamente, la Biología Molecular busca comprender los mecanismos de replicación, transcripción y traducción del material genético.

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Es un campo de estudio relativamente nuevo y muy amplio, que también cubre aspectos de citología, química, microbiología, genética y bioquímica.

Historia de la Biología Molecular

Descubrimiento de la estructura del ADN
En 1953 se llevó a cabo el descubrimiento de la estructura tridimensional del ADN.

La historia de la Biología Molecular comienza con la sospecha de algún tipo de material presente en el núcleo celular.

Los ácidos nucleicos fueron descubiertos en 1869 por el investigador Johann Friedrich Miescher cuando analizó el núcleo de los glóbulos blancos del pus de la herida. Sin embargo, inicialmente se denominaron nucleínas.

En 1953, James Watson y Francis Crick aclararon la estructura tridimensional de la molécula de ADN, que consta de una doble hélice de nucleótidos.

Para desarrollar el modelo, Watson y Crick utilizaron imágenes de difracción de rayos X obtenidas por Rosalind Franklin y el análisis de bases nitrogenadas por cromatografía de Erwin Chargaff.

En 1958, los investigadores Matthew Meselson y Franklin Stahl demostraron que el ADN tiene una replicación semiconservadora, es decir, las moléculas recién formadas retienen una de las cadenas de la molécula que lo originó.

Con estos descubrimientos y la mejora de nuevos equipos, los estudios genéticos avanzaron en la investigación de genes, desde pruebas de paternidad, enfermedades genéticas e infecciosas, entre otras. Todos estos factores fueron fundamentales para el crecimiento del área de Biología Molecular.

Dogma central de la biología molecular

Dogma central de la biología molecular
Dogma central de la biología molecular

El dogma central de la Biología Molecular, propuesto por Francis Crick en 1958, consiste en explicar cómo se transmite la información contenida en el ADN. En resumen, explica que el flujo de información genética ocurre en la siguiente secuencia: ADN → ARN → PROTEÍNAS.

Esto significa que el ADN promueve la producción de ARN (transcripción), que a su vez codifica la producción de proteínas (traducción). En el momento del descubrimiento, se creía que este flujo no se podía revertir. Hoy en día, se sabe que la enzima transcriptasa inversa es capaz de sintetizar ADN a partir de ARN.

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Técnicas de biología molecular

Las principales técnicas utilizadas en los estudios de Biología Molecular son:

  • Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Esta técnica se utiliza para agrandar copias de ADN y generar copias de determinadas secuencias, lo que permite, por ejemplo, el análisis de mutaciones, clonación y manipulación de genes.
  • Electroforesis en gel: Este método se utiliza para separar proteínas y cadenas de ADN y ARN, a través de la diferencia entre sus masas.
  • Southern Blot: Mediante autorradiografía o autofluorescencia, esta técnica permite especificar la masa molecular y verificar si una determinada secuencia está presente en una hebra de ADN.
  • Northern blot: Esta técnica permite analizar información, como la ubicación y cantidad de ARN mensajero, responsable de enviar información de ADN a la síntesis de proteínas en las células.
  • Western Blot: Este método se utiliza para el análisis de proteínas y combina los principios de Southern Blot y Northern Blot.

Proyecto Genoma

Uno de los proyectos más completos y ambiciosos en Biología Molecular es el Proyecto Genoma, que tiene como objetivo mapear el código genético de diferentes tipos de organismos.

Para ello, desde la década de los noventa, han surgido varias alianzas entre países para que, a través de la Biología Molecular y sus técnicas de manipulación de material genético, fuera posible desvelar las peculiaridades y genes presentes en cada hebra de ADN y ARN, entre ellos: los animales , plantas, hongos, bacterias y virus.

Uno de los proyectos más representativos y desafiantes fue el Proyecto Genoma Humano. La investigación duró siete años y sus resultados finales se presentaron en abril de 2003, con el 99% del genoma humano secuenciado y el 99,99% de precisión.

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