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La identificación de la individualidad biológica

 Los procesos biológicos complejos y el diagnóstico de enfermedades han sido objetivos primordiales de los seres humanos durante siglos.

La identificación de caracteres morfológicos y la biología comparativa permitió grandes avances en el conocimiento de de los seres vivos.  La invención del microscopio en el siglo XV por Galileo Galilei según los italianos, o por Zacharias Janssen de acuerdo con los holandeses, llevó a obras fundamentales como los textos de William Harvey sobre la circulación sanguínea, Robert Hooke sobre células muertas y Marcello Malpighi, sobre células vivas.  A mediados del siglo XVII el holandés, Anton van Leeuwenhoek, utilizando microscopios de su manufactura, describió por primera vez protozoos, bacterias, espermatozoides y glóbulos rojos.  

La cúspide de la identificación morfológica llegó con los estudios de Charles Darwin cuando publica en 1859 su obra fundamental, El origen de las especies por medio de la selección natural, donde establece que la diversidad observada en la naturaleza se debe a las modificaciones acumuladas por la evolución a lo largo de sucesivas generaciones.

En el siglo XX, después de la Segunda Guerra Mundial, comienza el uso de sondas capaces de identificar pequeñas moléculas en las células. Las primeras en desarrollarse fueron las sondas  inmunológicas (anticuerpos) fluorescentes desarrolladas en 1941 por Albert H Coons. Luego a finales de los 70s se desarrollaron sondas con enzimas (peroxidasa, fosfatasa-alcalina, etc.) en lugar de moléculas fluorescentes, que permitían obtener muestras permanentes y la evaluación por varios usuarios, lo que cambió e impulso la importancia de la anatomía patológica y la dermopatología.

Los 80s traen el uso de sondas moleculares, como el uso de pequeños fragmentos de ácidos nucleicos (ADN, ARN) para identificar secuencias de moléculas de interés biológico, permitiendo el desarrollo de técnicas de hibridación como el Southern blot, para uniones ADN-ADN y el Northern blot, para uniones ADN-ARN.  Los avances en los procedimientos de preparación y fijación de materiales biológicos para su observación al microscopio, junto con el uso de las técnicas de hibridación mencionadas llevaron a poder realizar la hibridación de las sondas directamente sobre tejidos de material orgánico, lo cual se llamó hibridación in situ. Una de las variantes de la hibridación in situ es la llamada FISH, donde las sondas son secuencias de ADN marcadas con fluorescencia que se unen a secuencias de ADN conocidas dentro de un cromosoma.

Dos de los grandes desarrollos tecnológicos basados en la hibridación son: 1) Los MicroArrays (micromatrices o biochips) que permiten colocar en una matriz una inmensa cantidad de copias génicas diferentes y mediante un proceso de hibridación detectar la expresión de miles de genes en una muestra; 2) La PCR, o Reacción en Cadena de la Polimerasa, que permite amplificar una fracción del ADN en miles o millones de copias y utiliza un paso de hibridación de oligonucleótidos para completar el proceso de amplificación.

Recientemente, el uso de microARN (miRNA), las cuales son pequeñas hebras de 19–25 nucleótidos de ARN, no codificantes y endógenas, capaces de modular la expresión génica después de la transcripción, abre nuevas posibilidades de diagnóstico. Estas moléculas están asociadas con la diferenciación tisular y el desarrollo de cáncer. Sus formas maduras se encuentran en el citoplasma de células donde actúan como reguladores post-transcripcionales al unirse a sus bases complementarias en el ARN mensajero blanco. El microARN posee la ventaja que sobrevive a los procedimientos de fijación y preparación convencionales, como son la fijación con formalina y la inclusión en parafina.

Todas estas herramientas para la identificación de la individualidad biológica han permitido y seguirán permitiendo comprender la complejidad de los seres vivos y ofrecer nuevas posibilidades para el pronóstico, diagnóstico y posible tratamiento de enfermedades de la piel.

Foto Molecular Probes; Invitrogen

Acerca de Felix J. Tapia

Profesor investigador de la Universidad Central de Venezuela (UCV) y Jefe del Laboratorio de Biología Molecular, Instituto de Biomedicina, UCV. Ha publicado más de 100 artículos en revistas científicas y capítulos en libros. Premio Fundación Empresas Polar “Lorenzo Mendoza Fleury” 2005. Miembro de varios comités editoriales de revistas. Activo en el ciberespacio con publicaciones en Blog Felix J. Tapia, Piel Latinoamericana, Mirador Salud, Código Venezuela, RunRunes y DermPathPro.

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