Biología celular experimental: definición y métodos
¿Qué es la biología celular experimental?
¿Alguna vez te has preguntado cómo obtienen información sobre las enfermedades humanas? ¿O cómo clonaron la oveja Dolly? ¿Quizás ha estado pensando en cómo los médicos saben realmente que ciertos medicamentos son seguros o efectivos? Si alguno de estos pensamientos ha pasado por su mente, entonces ha viajado al mundo de la biología celular experimental. En biología celular experimental , los científicos estudian el funcionamiento interno de las células utilizando diferentes técnicas de laboratorio. En esta lección, veremos esas técnicas y para qué se usa cada una.
Técnicas de laboratorio
Las técnicas de laboratorio son tipos de experimentos o procedimientos que los científicos usan para aprender más sobre las células. Las células son microscópicas y el funcionamiento interno de las vías de señalización de proteínas y lípidos no se puede observar fácilmente, incluso con un microscopio. Por tanto, se utilizan diferentes técnicas para dilucidar la maquinaria interna de las células.
Cultivo de células
El cultivo celular es la técnica de hacer crecer células en el laboratorio fuera de un organismo. El cultivo celular es esencial para la biología celular experimental porque permite un suministro constante de células para experimentar. Las células se pueden cultivar en diferentes condiciones experimentales para imitar estados de enfermedad en el cuerpo. Luego, se pueden observar las diferencias en la señalización intracelular para comprender mejor la patología y fisiología del cuerpo.
Las células también se pueden aislar de diferentes estados de enfermedad y crecer, luego se observan los cambios en comparación con las células normales. Esto puede ayudar a los científicos a comprender mejor cómo se desarrolla una enfermedad humana y cómo nos afecta a nivel celular.
Ingeniería genética
En ingeniería genética , se altera el material genético de la célula. Esto puede producir líneas celulares transgénicas que se pueden estudiar, que se cree que imitan diferentes estados de enfermedad o que comprenden mejor el papel de una proteína específica en la célula. Por ejemplo, los científicos podrían diseñar células genéticamente para que no expresen la proteína supresora de tumores Rb. Esto imita una mutación natural que ocurre en algunas personas que desarrollan retinoblastoma genético. Luego, los científicos pueden aprender qué hace esta proteína en la célula y cómo su ausencia causa cáncer al observar los cambios que ocurren en las células manipuladas genéticamente que no pueden expresar Rb. La ingeniería genética también se puede utilizar para crear organismos transgénicos, como animales o plantas clonados que tienen características más deseables.
Secuencia ADN
La secuenciación del ADN es el proceso de aprender la secuencia de nucleótidos en un gen particular de un organismo. La secuenciación del ADN se puede utilizar para buscar diferencias genéticas en células que provienen de diferentes linajes o diferentes estados patológicos. Por ejemplo, los científicos pueden usar la secuenciación del ADN para observar los cambios genéticos que ocurren en las células cancerosas en comparación con las células sanas normales. Esto les brinda información sobre los cambios genéticos que se producen y que permiten que las células cancerosas se dividan de manera incontrolable y absorban recursos de otras células.
La secuenciación de ADN utiliza una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa, o PCR, para amplificar una sección de ADN. La amplificación se realiza con didesoxinucleótidos marcados con fluorescencia, que terminan el alargamiento de la cadena. Esto produce una gran cantidad de fragmentos de diferentes tamaños que luego se pueden leer para determinar la secuencia de ADN.
Electroforesis
La electroforesis es una técnica que separa moléculas biológicas en función del tamaño. La electroforesis se puede utilizar con proteínas durante una técnica llamada electroforesis en gel de poliacrilamida, o con ADN durante la electroforesis en gel de agarosa. Durante la electroforesis, las muestras se aplican a la parte superior de un gel y se pasa una corriente eléctrica a través del gel para hacer que las muestras migren a través del gel según el tamaño. Las moléculas más pequeñas migran más rápido a través de la matriz del gel y, por tanto, llegan primero al fondo. Los fragmentos más grandes se ven obstaculizados por la matriz de gel y se mueven más lentamente.
La electroforesis puede usarse para separar moléculas de una mezcla, o para usar en la detección de ciertas secuencias de ADN o proteínas específicas usando técnicas adicionales llamadas Southern blotting o Western blotting. Por ejemplo, los biólogos celulares experimentales pueden tratar una célula con una determinada sustancia química que les interesa. Luego, pueden aislar las proteínas de la célula mediante electroforesis y luego buscar el aumento o la disminución de proteínas específicas de interés mediante una transferencia Western.
Resumen de la lección
En la biología celular experimental, los científicos estudian el funcionamiento interno de las células utilizando diversas técnicas de laboratorio. Durante el cultivo celular, los científicos cultivan células en el laboratorio para estudiarlas. Pueden usar la ingeniería genética para alterar el ADN de las células y hacer que expresen nuevos rasgos, y pueden usar la secuenciación del ADN , que amplifica secciones de ADN mediante PCR y encuentra la secuencia exacta de nucleótidos. Por último, la electroforesis se puede usar para separar moléculas biológicas en función del tamaño y se puede usar para identificar la presencia de moléculas específicas, como Western blot para proteínas y Southern blot para ácidos nucleicos.
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