Técnicas básicas de la Biología Molecular y extracción de ADN

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ[pic 1][pic 2][pic 3]

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

ESCUELA DE LABORATORIO CLÍNICO

PROYECTO MONOGRAFICO DE BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

TEMA:

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Técnicas básicas de la Biología Molecular y extracción de ADN

ASIGNATURA:

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

DOCENTE:

DR. QUINTEROS MONTAÑO HECTOR PAUL

INTEGRANTES: [pic 5]

BASANTES BENAVIDES JAVIER

VERA VELEZ BORIS DANIEL

ORTIZ MINA ERICK JAIR

MENENDEZ MACIAS LUIS ANGEL  

NIVEL:

PRIMER SEMESTRE

JUSTIFICACION

Uno de los objetivos de la humanidad ha sido el poder analizar y alterar la composición y expresión de los genes en todo tipo de organismos; sin embargo, no fue sino hasta el siglo pasado que se implementaron técnicas que pudieron aislar, analizar y manipular a los ácidos nucleicos, tanto el ácido desoxirribonucleico (ADN) como el ácido ribonucleico (ARN), así como a las proteínas que son codificadas por estos, dando lugar a la ciencia ahora denominada Biología Molecular.

El desarrollo exponencial de esta área del conocimiento ha permitido el avance en todas las disciplinas de la investigación biológica e inclusive en aquellas donde solamente sea necesaria una pequeña muestra de ADN, pudiendo llegar al entendimiento más profundo de los procesos estudiados.

Entre las acciones preferenciales que ha emprendido en relación con la Biología Molecular se destacan, el fomento en el desarrollo de grupos de trabajo que implementen técnicas de Biología Molecular en sus investigaciones.

INTRODUCCION

La Biología Molecular es una ciencia cuyo objetivo fundamental es la comprensión de todos aquellos procesos celulares, que contribuyen a que la información genética se transmita eficientemente de unos seres a otros, y se exprese en los nuevos individuos.

 Este conocimiento ha permitido cruzar barreras naturales entre especies y colocar genes de cualquier organismo, en un organismo hospedador no relacionado mediante el empleo de técnicas de ingeniería genética. Una de las consecuencias importantes derivadas, fue la producción de fragmentos de ácidos nucleicos a gran escala, abriendo las puertas a la secuenciación de los ácidos nucleicos, y por ende a nuevas disciplinas como el diagnóstico molecular, la terapia génica o la obtención de organismos superiores recombinantes. El surgimiento y consolidación de la ciencia experimental constituye, sin lugar a dudas, uno de los grandes logros de la humanidad al convertirse en poderosas herramientas para modificar la realidad natural.

OBJETIVO GENERAL

El objetivo general es fortalecer los conocimientos obtenidos en el aula de clases los cuales nos permiten analizar y demostrar la importancia de las ¨Técnicas básicas de la Biología Molecular¨ y sus aplicaciones mediante la recopilación bibliográfica y científica.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Conocer el origen de la biología molecular, y las Disciplinas científicas que forman parte de la misma.
• Definir e identificar los conocimientos aprendidos en este proyecto de la materia de Biología celular y molecular.
• Adquirir nuevos y concisos conocimientos acerca del tema  para mediante una disertación práctica compartir en el aula de clases.

MARCO TEORICO

HISTORIA Y ORIGEN DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR.

LOS PRIMEROS PASOS

Desde hace muchísimos años, tantos que no podría precisarse el momento exacto, el hombre busca descubrir un orden para el Universo y ubicarse a sí mismo dentro de ese orden. Es la búsqueda de un lugar en esa vastedad la que originó fábulas, mitos y leyendas que asignaban a uno o varios dioses la creación y el mantenimiento de todo lo existente. Es esa misma búsqueda, casi desesperada, la que animó a muchos hombres a cuestionar estas explicaciones y encontrar otras, que no delegaran el poder de la existencia, en definitiva, de la vida y la muerte, en fuerzas sobrenaturales o seres mitológicos. La Biología aparece en Grecia antigua nos da cuenta de ese esfuerzo por encontrar, desde el que hacer filosófico, las respuestas a viejas y nuevas preguntas.

La historia de la Biología tradicionalmente ha sido dividida en tres etapas de desarrollo, cada una de estas se caracteriza por una serie de descubrimientos y propuestas, un desarrollo tecnológico y una forma de organizar el pensamiento; estas etapas son: antigua, moderna y molecular.

 BIOLOGÍA ANTIGUA

 La Biología como un conjunto de conocimientos organizados se inicia hacia el año 500 A.C. en Grecia; muchos de los resultados obtenidos en esta época se fundamentaban en la observación y en el pensamiento lógico, el método científico como herramienta para la investigación aun no se conocía. Hacia el año 500 antes de nuestra era, surgen los Filósofos naturalistas, establecieron que el comportamiento de la naturaleza no dependía del estado de ánimo de un o varios dioses; consideraban que los fenómenos naturales podían ser comprendidos por el hombre si los observaba cuidadosamente, esta observación sistemática permitiría, además, predecir la ocurrencia de dichos fenómenos. El Filósofo naturalista más destacados fue Aristóteles (384-322 A.C.) quien estableció el primer método de investigación y aportó las primeras ideas sobre el origen de la vida o “teoría de la generación espontánea”.

BIOLOGÍA MODERNA

 Esta etapa se inicia a mediados del siglo XVII y se extiende hasta poco antes del año 1920. Uno de los inventos más importantes de esta época, es sin lugar a dudas el microscopio, ya que con su ayuda se empezaron a observar estructuras biológicas que a simple vista no era posible hacerlo. La historia no establece claramente quien inventó el microscopio; algunos historiadores piensan que Giovanni Farber lo inventó en 1550; otros opinan que le corresponde a Zaccharias Jannsen en 1590. Entre los primeros microscopistas destacados podemos citar a los siguientes:

 ∗ Marcello Malpighi (1628 – 1694)

 ∗ Jan Swammerdam (1637 – 1680)

 ∗ Anton van Leeuwenhoek (1632 – 1723)

BIOLOGÍA MOLECULAR

 Se inicia aproximadamente en 1920 y se caracteriza por el estudio de la estructura celular y sus funciones, tanto a nivel fisiológico como a nivel molecular. Otro hecho importante dentro de esta época, es el establecer que tipo de sustancias químicas intervienen en la estructura de la célula, también se explica cual es la función que desempeña cada una de estas sustancias dentro de la misma. A partir de la descripción de Watson y Crick se produjo una creciente acumulación de descubrimientos, especialmente en la década de 1960, que nos permiten hoy tener las herramientas necesarias para estudiar agentes infecciosos a nivel molecular. Friedrich Meischer 1869, realizó por primera vez el aislamiento de la molécula de ADN, a partir de núcleos aislados de linfocitos humanos y se denominó "nucleina". Albrecht Koseel en 1879, demostró que la nucleina estaba compuesta por 4 bases orgánicas, adenina, guanina, timina y citosina. En 1924, Fuegel desarrolló un marcador químico para demostrar por microscopia de luz que el ADN estaba en el núcleo de todas las células de distintas especies. En 1944 Oswald T Avery, Colin M. MacLeod y Maclyn McCarty demostraron que en el ADN estaba la información responsable de la herencia. En 1950 Erwin Chargaff demostró que la composición química del ADN variaba entre un organismo y otro, pero siempre existía una concentración molar equivalente entre A-T y C- G. Watson y Crick en 1953, utilizando datos de difracción de rayos X, propusieron el modelo de doble hebra para la estructura del ADN. En 1957, Kronberg aisló y purificó la enzima responsable de la replicación del ADN, la ADN polimerasa. Este descubrimiento es la base para todos los métodos de síntesis de ADN in vitro como la PCR. En 1961, Doty et al y Marmur descubrieron las propiedades de hibridación del ADN. En 1962, Arber aisló y purificó enzimas que cortaban el ADN en secuencias específicas. La función de estas enzimas es proteger a las bacterias de infecciones virales degradando el ADN viral. El descubrimiento de enzimas como la ADN ligasa dio origen a moléculas de ADN recombinante. Se crearon las primeras moléculas de ADN recombinante dando origen a la ingeniería genética. En 1966 Nirenberg, Ochoa, Khorama, descubrimiento del código genético. En 1967 Gellert, aislamiento y purificación de la enzima ADN ligasa. En 1972 Boyer, Cohen y Berg, desarrollo de las técnicas de clonación de ADN. En 1975, Southern desarrolló un método para fijar ADN digerido por enzimas de restricción a un soporte sólido y realizar en él, la hibridación con sondas específicas. La técnica desarrollada se llamó Southern-blot y la extensión de esta metodología a ARN se denominó Northern-blot y a proteínas, Western-blot. Otras variaciones de este método, que no utilizan la separación electroforética, se denominan dot-blot. En 1977, Sanger et al y Maxam y Gilbert, desarrollaron métodos de secuenciación del ADN. Ambos métodos difieren en que uno permite leer el código genético rompiendo la molécula de ADN en nucleótidos específicos y el otro, incorporando nucleótidos que bloquean la extensión de la síntesis de ADN (más utilizado). En 1981 Palmiter y Brinster, primeros animales transgénicos. En 1985, Mullis reunió algunas metodologías para realizar síntesis de ADN in vitro en forma exponencial (PCR), considerada como una revolución dentro la biología molecular ya que con la amplificación exponencial es posible el análisis de moléculas de ADN o ARN, a partir de mínimas cantidades de muestras. En 1997 Tomb, Cole y Parkill, secuenciación de genomas bacterianos completos. En el 2001, Venter y Collins, secuenciación del genoma humano.

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