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Conceptos generales de biología molecular

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Aunque en sentido estricto toda la biología es molecular —puesto que las enzimas, las hormonas, los antígenos, los anticuerpos, las toxinas, los receptores celulares y casi todos los analitos susceptibles de detectarse y medirse en el laboratorio son moléculas—, el término “molecular” se ha utilizado en los últimos años para referirse al análisis de las secuencias de ácidos nucleicos.

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El material genético de todos los seres vivos se encuentra en forma de un ácido nucleico, cuya secuencia de bases determina en gran medida las características fenotípicas moleculares y, por tanto, anatómicas y fisiológicas de cada individuo. La individualidad biológica de cada especie está determinada por la secuencia, también única, de su material genético. Así, al igual que se analizan mediante métodos físicos, inmunológicos y bioquímicos las secuencias y propiedades físico-químicas de las proteínas como elementos característicos de los seres vivos, también es posible analizar las secuencias de los ácidos nucleicos para determinar la identidad de un organismo o detectar sus variantes o anormalidades.

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Desde el descubrimiento de Watson y Crick de la estructura química del DNA en 1953, se crearon técnicas para analizar las características físicas y las secuencias de los ácidos nucleicos. Entre ellas destacan la electroforesis, el análisis de restricción, la hibridación y la secuenciación. Si bien éstas siguen siendo técnicas fundamentales en la biología molecular —ya que permiten desde el análisis de genomas de tamaño altamente variable hasta la detección de cambios sutiles de una o pocas bases en la estructura de dichos ácidos—, su transferencia del laboratorio de investigación al laboratorio clínico estuvo obstaculizada por dos razones: carecen de sensibilidad o son demasiado complicadas, o ambas, para su aplicación en la práctica médica sistemática.

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En 1985, la situación de la biología molecular en el diagnóstico clínico cambió radicalmente como resultado de la descripción de la primera técnica de amplificación de ácidos nucleicos, conocida como reacción en cadena de la polimerasa (PCR, polymerase chain reaction). Al presente, es posible afirmar que el entendimiento de los procesos patológicos humanos y, por ende, el diagnóstico clínico, han sido modificados de un modo decisivo por las aportaciones de la biología molecular. El laboratorio clínico moderno no puede prescindir de estas técnicas.

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El presente capítulo resume las bases moleculares de las técnicas que con mayor frecuencia se utilizan en el laboratorio clínico especializado en hematología, en tanto que en el siguiente se describe su indicación e interpretación en pacientes con enfermedades hematológicas.

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Fundamentos de las técnicas de biología molecular

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Análisis de secuencias

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El análisis de secuencias abarca desde el estudio de algunas propiedades físico-químicas de los ácidos nucleicos (p. ej., su tamaño), hasta la determinación de la sucesión precisa de las bases (secuenciación), pasando por el análisis de la movilidad de los ácidos en un campo eléctrico. A continuación se describen los métodos básicos, como ...

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