Biología celular manual de prácticas de laboratorio

Abstract

La Biología constituye una de las áreas más esenciales del saber, ejerciendo un papel determinante en la educación fundamental de los estudiantes universitarios que se forman en profesiones vinculadas a las Ciencias de la Salud. El curso de Biología Celular, tal como su denominación lo señala, persigue el entendimiento de la estructura y el funcionamiento de los sistemas vivos, con aplicaciones de gran relevancia en diagnóstico, biotecnología e investigación farmacéutica, comprendiendo desde ensayos unicelulares hasta la ingeniería de tejidos complejos. La biología celular comenzó como un esfuerzo mayoritariamente académico, impulsado por la curiosidad de los biólogos para entender cómo son las células y cómo funcionan. Sin embargo, se ha demostrado que muchos conocimientos básicos de esta disciplina tienen importantes implicaciones y aplicaciones en el mundo real. Un ejemplo notable es el trabajo fundamental de Mike Brown y Joe Goldstein, quienes, en la década de 1970, descifraron los mecanismos fundamentales del tráfico de receptores de colesterol y su relevancia para las enfermedades cardíacas, gracias en parte a estudios sobre células de pacientes con hipercolesterolemia familiar. Actualmente, la Biología Celular se desarrolla estrechamente ligada a la Biología Molecular, siendo una disciplina fundamental en todos los aspectos de la biomedicina. El diagnóstico de enfermedades depende cada vez más de marcadores genéticos, moleculares y celulares, y el descubrimiento de fármacos ha evolucionado desde la detección a ciegas hasta el diseño molecular dirigido, basado en nuestra comprensión genética, molecular y celular de las enfermedades. Los avances tecnológicos en áreas como la secuenciación del genoma y el cribado de alto rendimiento han permitido una transición rápida desde un descubrimiento básico en el laboratorio hasta un ensayo clínico, a un ritmo sin precedentes. La Biología Celular y Molecular constituyen dos disciplinas que han experimentado un avance significativo en los últimos años, ya que han establecido los principios esenciales para comprender procesos vitales de los organismos, tales como la replicación, transcripción y traducción del ADN. Por primera vez, W. Astbury utilizó el término “Biología Molecular” en 1945, aplicándolo para describir el estudio de la estructura química y física de las macromoléculas biológicas. Desde ese momento, su evolución ha sido notable, lo que ha permitido a la comunidad científica implementar técnicas y métodos de genética molecular en diversas áreas, incluyendo la función nerviosa, la estructura de la membrana, la diferenciación celular, la inmunología y el desarrollo de la Ingeniería Genética. En el presente curso, se establece una interacción continua entre la teoría y la práctica, siendo esta última primordial para consolidar los conocimientos adquiridos en el aula mediante la observación, la realización de protocolos y el análisis de experimentos. En este sentido, el Manual de Prácticas de Biología Celular tiene como finalidad ser una herramienta que contribuya al desarrollo de las competencias curriculares de los estudiantes, a través de actividades, revisiones bibliográficas, consultas en línea y evaluaciones durante cada sesión práctica. Los autores de esta primera edición del Manual estarán encantados de recibir sugerencias correcciones que permitan mejorar y enriquecer los contenidos y la programación, adaptándolos al trabajo académico. Deseamos que este manual sea de apoyo para los estudiantes de Ciencias de la Salud, tanto en la comprensión teórica de los temas como en la realización de ejercicios prácticos, además de fomentar la investigación básica en el enriquecedor campo de la Biología Celular. Con amos en que el esfuerzo llevado a cabo cumpla con el objetivo de aportar a una educación profesional de elevada calidad y a una comprensión más profunda de la relevancia del estudio de la Biología Celular dentro del ámbito de las Ciencias de la Salud.

Biology is one of the most essential areas of knowledge, playing a decisive role in the fundamental education of university students training for professions related to the Health Sciences. The Cell Biology course, as its name suggests, seeks to understand the structure and function of living systems, with highly relevant applications in diagnostics, biotechnology, and pharmaceutical research, ranging from single-cell assays to complex tissue engineering. Cell biology began as a largely academic endeavor, driven by biologists' curiosity to understand what cells are like and how they function. However, it has been shown that much of the basic knowledge in this discipline has important implications and applications in the real world. A notable example is the seminal work of Mike Brown and Joe Goldstein, who, in the 1970s, deciphered the fundamental mechanisms of cholesterol receptor trafficking and its relevance to heart disease, thanks in part to studies on cells from patients with familial hypercholesterolemia. Currently, cell biology is closely linked to molecular biology and is a fundamental discipline in all aspects of biomedicine. Disease diagnosis increasingly relies on genetic, molecular, and cellular markers, and drug discovery has evolved from blind screening to targeted molecular design, based on our genetic, molecular, and cellular understanding of disease. Technological advances in areas such as genome sequencing and high-throughput screening have enabled a rapid transition from basic laboratory discovery to clinical trials at an unprecedented pace. Cellular and Molecular Biology are two disciplines that have experienced significant progress in recent years, as they have established the essential principles for understanding vital processes in organisms, such as DNA replication, transcription, and translation. W. Astbury first used the term "Molecular Biology" in 1945, applying it to describe the study of the chemical and physical structure of biological macromolecules. Since then, its evolution has been remarkable, allowing the scientific community to implement molecular genetics techniques and methods in various areas, including nerve function, membrane structure, cell differentiation, immunology, and the development of genetic engineering. This course establishes a continuous interaction between theory and practice, the latter being essential for consolidating the knowledge acquired in the classroom through observation, implementation of protocols, and analysis of experiments. In this sense, the Cell Biology Practice Manual aims to be a tool that contributes to the development of students' curricular competencies, through activities, bibliographic reviews, online consultations, and assessments during each practical session. The authors of this first edition of the Manual would be pleased to receive suggestions and corrections that allow for improving and enriching the content and programming, adapting them to academic work. We hope that this manual will be of support to Health Sciences students, both in the theoretical understanding of the topics and in the completion of practical exercises, in addition to promoting basic research in the enriching field of Cell Biology. We hope that the efforts undertaken meet the objective of contributing to high-quality professional education and a deeper understanding of the relevance of the study of Cell Biology within the field of Health Sciences.