DICCIONARIO MÉDICO

Biología molecular

Qué es la biología molecular

La biología molecular es una disciplina científica que estudia los procesos biológicos a nivel molecular, enfocándose en la estructura, función e interacción de las moléculas esenciales para la vida, como los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y las proteínas. Esta área de la biología está estrechamente relacionada con la genética molecular y la biología celular, y desempeña un papel fundamental en el entendimiento de enfermedades, el desarrollo de terapias y la biotecnología moderna.

Historia y evolución de la biología molecular

La biología molecular emergió a mediados del siglo XX con descubrimientos clave como la doble hélice del ADN por Watson y Crick en 1953. Desde entonces, ha evolucionado significativamente gracias a avances en tecnología y técnicas experimentales, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y la secuenciación del genoma humano.

Áreas principales de estudio en biología molecular

La biología molecular abarca diversas áreas de investigación que profundizan en los mecanismos básicos de la vida. Entre las principales se encuentran:

Estructura y función de los ácidos nucleicos

La biología molecular estudia cómo el ADN y el ARN almacenan, transmiten y regulan la información genética. Este campo analiza:

  • Replicación del ADN: el proceso mediante el cual se duplica el material genético antes de la división celular.
  • Transcripción: la conversión del ADN en ARN mensajero (ARNm).
  • Traducción: la síntesis de proteínas a partir del ARNm.

Interacción proteína-ADN

Este área investiga cómo las proteínas regulan la expresión génica y mantienen la estabilidad del genoma. Ejemplos incluyen factores de transcripción y enzimas como las ADN polimerasas.

Biología molecular y citogenética

La integración de la biología molecular con la citogenética ha permitido avances en el estudio de aberraciones cromosómicas y su relación con enfermedades como el cáncer.

Aplicaciones de la biología molecular en medicina

La biología molecular es esencial en la práctica médica moderna. Sus aplicaciones incluyen:

Diagnóstico molecular

El diagnóstico molecular permite identificar enfermedades genéticas, infecciones virales y bacterianas mediante técnicas como la PCR y la secuenciación de próxima generación (NGS).

Biología molecular en oncología

En el cáncer, la biología molecular identifica mutaciones genéticas y biomarcadores que guían tratamientos dirigidos. Ejemplos incluyen los genes BRCA1 y BRCA2 en cáncer de mama y el EGFR en cáncer de pulmón.

Terapias génicas y celulares

La biología molecular ha impulsado el desarrollo de terapias avanzadas como la terapia génica, que corrige defectos genéticos, y la inmunoterapia CAR-T, que modifica células inmunes para atacar tumores.

Vacunas basadas en ARN

La tecnología de ARN mensajero (ARNm), desarrollada a partir de la biología molecular, ha sido fundamental en la creación de vacunas contra enfermedades como la COVID-19.

Métodos y herramientas en biología molecular

La biología molecular utiliza una variedad de métodos para estudiar procesos biológicos. Algunas de las herramientas más importantes incluyen:

  • Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): para amplificar segmentos específicos de ADN.
  • Electroforesis en gel: para separar y analizar fragmentos de ADN, ARN o proteínas.
  • Secuenciación de ADN: para determinar el orden exacto de nucleótidos en una molécula de ADN.
  • Técnicas de edición genética: como CRISPR-Cas9, para modificar genes con alta precisión.

Ejemplos de estudios en biología molecular

La biología molecular ha permitido avances significativos en el entendimiento de diversas patologías. Algunos ejemplos incluyen:

  • Investigación en enfermedades raras: identificación de mutaciones genéticas responsables de condiciones como la fibrosis quística.
  • Desarrollo de terapias personalizadas: tratamientos diseñados en función de alteraciones genéticas específicas.
  • Estudios en biología celular y molecular: que explican procesos como la apoptosis (muerte celular programada).

Avances tecnológicos en biología molecular

El progreso en la biología molecular ha sido impulsado por avances tecnológicos que han transformado la investigación biomédica. Entre estos destacan:

  • Secuenciación de próxima generación (NGS): que permite analizar genomas completos con alta precisión.
  • Ómicas integradas: como la genómica, proteómica y metabolómica, para comprender interacciones moleculares complejas.
  • Modelos computacionales: que simulan interacciones moleculares y procesos biológicos.

Importancia de la biología molecular en la medicina

La biología molecular es fundamental para el avance de la medicina y la biotecnología. Sus contribuciones incluyen:

  • Prevención: mediante la detección temprana de predisposiciones genéticas.
  • Diagnóstico preciso: de enfermedades infecciosas, genéticas y oncológicas.
  • Desarrollo de nuevos tratamientos: incluyendo terapias dirigidas y medicina regenerativa.

© Clínica Universidad de Navarra 2023

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