¿Qué es la biología molecular?

La biología molecular es una disciplina científica que se centra en el estudio de los procesos biológicos a nivel molecular, es decir, se enfoca en comprender cómo funcionan los organismos vivos a nivel de sus moléculas constituyentes. Esta área de investigación abarca diferentes aspectos de la biología, como la estructura, la función y la interacción de las macromoléculas biológicas, como el ADN, el ARN y las proteínas, así como los procesos celulares que involucran estas moléculas.

La biología molecular utiliza herramientas y técnicas específicas para investigar cómo se expresan los genes, cómo se sintetizan y modifican las proteínas, y cómo se regulan los procesos celulares. Estas técnicas incluyen técnicas de clonación de ADN, secuenciación de ADN, PCR (reacción en cadena de la polimerasa), electroforesis, hibridación de ácidos nucleicos, microarrays de ADN y muchas otras.

La biología molecular ha tenido un impacto significativo en diversos campos, incluyendo la medicina, la agricultura, la biotecnología y la genética. Ha permitido avances importantes en la comprensión de enfermedades genéticas, el desarrollo de medicamentos y terapias basadas en la manipulación de genes y proteínas, y la modificación genética de plantas y animales para mejorar su rendimiento o características.
 

Procesos del ADN

Secuenciación del ADN: Consiste en determinar el orden exacto de los nucleótidos en una molécula de ADN. Se utilizan métodos como la secuenciación de Sanger o la secuenciación de próxima generación (NGS) para fragmentar y secuenciar el ADN, y luego ensamblar los fragmentos para obtener la secuencia completa.

Transcripción del ADN: Es el proceso en el cual se sintetiza una molécula de ARN a partir de una plantilla de ADN. La enzima ARN polimerasa sintetiza una cadena de ARN complementaria al ADN, utilizando ribonucleótidos que se aparean con los nucleótidos del ADN. El ARN resultante, llamado ARN mensajero (ARNm), contiene la información genética necesaria para la síntesis de proteínas.

Traducción del ARNm: Es el proceso en el cual se sintetiza una proteína funcional a partir del ARNm (ARN mensajero). Los ribosomas se unen al ARNm y leen los codones (grupos de tres nucleótidos) que codifican para aminoácidos específicos. Los aminoácidos son transportados por moléculas de ARN de transferencia (ARNt) y se unen en secuencia, formando una cadena polipeptídica. La cadena polipeptídica se pliega en una estructura tridimensional y se convierte en una proteína funcional.

ARN mensajero (ARNm): Es una molécula de ARN que lleva la información genética desde el ADN hasta los ribosomas. Contiene codones, grupos de tres nucleótidos que codifican para aminoácidos específicos durante la síntesis de proteínas.

ARN de transferencia (ARNt): Es una molécula de ARN pequeña que transporta aminoácidos específicos a los ribosomas durante la traducción del ARNm. El ARNt se empareja con los codones del ARNm mediante su anticodón complementario y asegura que los aminoácidos se unan en la secuencia correcta para formar proteínas funcionales.

Principales Autores de la Biología Molecular

 James Watson y Francis Crick: Estos dos científicos son conocidos por su descubrimiento de la estructura en doble hélice del ADN en 1953, lo cual sentó las bases de la biología molecular moderna.

Rosalind Franklin: Franklin fue una cristalógrafa y biofísica cuyos estudios con rayos X fueron fundamentales para la comprensión de la estructura del ADN. Sus investigaciones proporcionaron datos cruciales para la deducción de la estructura en doble hélice, aunque su contribución no fue reconocida inicialmente.

Sydney Brenner: Este científico sudafricano realizó importantes investigaciones en el campo de la genética y la biología molecular. Fue pionero en el uso del nematodo Caenorhabditis elegans como organismo modelo para estudiar el desarrollo y la función de los genes.

Marshall Nirenberg: Nirenberg fue un bioquímico estadounidense que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1968 por su descubrimiento del código genético y su traducción en la síntesis de proteínas.

Paul Berg: Berg es un bioquímico estadounidense reconocido por sus contribuciones en el campo de la biología molecular y la ingeniería genética. Fue uno de los pioneros en la tecnología del ADN recombinante y participó en la creación del primer organismo recombinante en 1972.

Ramas de la biología molecular

Genética molecular: Estudia los genes y los procesos relacionados con la herencia, incluyendo la estructura y función de los genes, la expresión génica y las mutaciones genéticas.

Biología del desarrollo molecular: Se enfoca en los procesos moleculares que regulan el desarrollo de los organismos, desde la fecundación hasta la formación de tejidos y órganos.

Biología molecular del cáncer: Investigación de los aspectos moleculares de la formación, el crecimiento y la propagación del cáncer, así como la búsqueda de terapias dirigidas y enfoques de diagnóstico.

Biología molecular de las enfermedades: Se centra en el estudio de las bases moleculares de las enfermedades humanas, tanto genéticas como adquiridas, para comprender su origen y desarrollar estrategias de diagnóstico y tratamiento.

Biología molecular de las plantas: Investigación de los procesos moleculares que ocurren en las plantas, como la fotosíntesis, el desarrollo de órganos vegetales y las respuestas a factores ambientales.

Biología molecular de los microorganismos: Estudio de los microorganismos, como bacterias, virus y hongos, a nivel molecular, incluyendo su estructura genética, metabolismo y patogenicidad.

Biología molecular estructural: Exploración de las estructuras tridimensionales de las moléculas biológicas, como proteínas y ácidos nucleicos, utilizando técnicas como la cristalografía de rayos X y la resonancia magnética nuclear (RMN). 

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Bibliografía

 Bibliografía

Biologia Molecular – Centro de Estudios y Servicios en Salud. (s/f). Www.uv.mx. Recuperado el 17 de julio de 2023, de https://www.uv.mx/veracruz/cess/vinculacion-y-extension/biologia-molecular/

Cruz, J. M. V., Montes, A. M. S., Mora, C. G., & Borunda, J. A. (s/f). Historia de la biología molecular. En McGraw Hill Medical.

Ferreiro, S. (2023, marzo 24). Replicación, transcripción y traducción del ADN. ADNTRO; ADNTRO Genetics. https://adntro.com/es/blog/aprende-genetica/replicacion_transcripcion_traduccion/