Equipamiento, Estructura y Procesos Clave en el Laboratorio de Biología Molecular

Equipamiento de un Laboratorio de Biología Molecular

Equipamiento Específico

• Termociclador: Aparato que lleva a cabo la PCR. Permite un número elevado de ciclos repetitivos, programables a distintas temperaturas y tiempos de incubación controlados.
  • Bloque Incubador: Soporte metálico con múltiples pocillos para colocar los tubos de reacción de PCR.
  • Tapa del bloque: Tapa termostatizada que está en contacto con las tapas de los tubos de reacción.
• Equipo de Electroforesis: Sirve para separar moléculas de ácidos nucleicos de distintos tamaños. Permite analizar los productos amplificados en una PCR, purificar y obtener fragmentos de tamaños concretos de ADN.
• Documentador de geles: Equipo que permite visualizar las bandas de ácidos nucleicos en el gel después de la electroforesis y obtener la fotografía del mismo.
  • Transiluminador: Fuente de luz ultravioleta que ilumina el gel y el agente intercalante emite fluorescencia, visualizando las bandas correspondientes a los ácidos nucleicos.

Equipamiento Genérico

• Cabinas de bioseguridad: Se utilizan para generar un clima estéril y bioseguro.
• Sistema de purificación de agua: Para purificar agua y generar agua desionizada o destilada.
• Espectrofotómetro: Para medir la concentración y calidad del ADN.
• Microscopio de luz transmitida y fluorescente: Para interpretar las técnicas de hibridación.
• Autoclave: Sirve para esterilizar el material, soluciones, medios de cultivo, etc.
• Incubadora o estufa: Aparato que mantiene la temperatura constante, usado para cultivos y secar materiales.
• Baño termostático o termobloque: Realizar incubaciones, digestiones.
• Centrífuga o microcentrífuga: Para centrifugar y separar fibras del ADN.
• Neveras o congeladores de -20 °C y -80 °C: Conservar reactivos y muestras.

Estructura del Laboratorio

• Sala de preparación de reactivos: Área limpia, sin ADN. Se preparan todos los reactivos que se van a utilizar en el laboratorio.
• Sala de preparación de muestras (extracción de ADN): Sala sucia, con ADN.
• Sala de PCR: Dispone de termocicladores para realizar las PCR y un espacio para añadir las muestras de ADN a la mezcla de reacción (sala sucia).
• Sala de Post PCR: Dispone de los equipos de electroforesis y documentador de geles (sucia).

Flujo de Trabajo y Bioseguridad

• El flujo de trabajo: El sentido único de los procesos en el circuito de trabajo debe ser unidireccional, desde las áreas limpias hacia las sucias.
• Bioseguridad de un laboratorio: Engloba todas las normas que intentan evitar la exposición accidental (no intencionadas) del personal a agentes biológicos potencialmente peligrosos (patógenos y toxinas) o su liberación al medio ambiente.

Conceptos Clave en Biología Molecular

• Nucleósido: Base nitrogenada + pentosa (unión N-glucosídica).
• Nucleótido: Nucleósido + ácido fosfórico (unión éster).
• Ácido nucleico: Nucleótido + nucleótido.
• Propiedades fisicoquímicas de los ácidos nucleicos: Muy ácidas en solución acuosa, elevada viscosidad, pico de absorción de luz ultravioleta a 260 nm, desnaturalización y renaturalización, hibridación.
• Solenoide: Fibra de cromatina enrollada sobre sí misma.
• Histona: Proteínas con función estructural.
• ARNm: Constituido por múltiples moléculas lineales de diferentes tamaños, cada una de las cuales aporta una información para la síntesis de una proteína.
• ARNr: Es el mayoritario en las células. Combinado con proteínas, forma los ribosomas, orgánulos citoplasmáticos responsables de la síntesis de las proteínas.
• ARNt: Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas para su incorporación en la cadena proteica que se está sintetizando.

Procesos Fundamentales

• Replicación del ADN: Proceso por el cual las moléculas de ADN se duplican para dar lugar a dos moléculas de ADN hijas idénticas, que conservan la misma secuencia de bases de la molécula inicial.
  • Helicasa: Desarrolla y separa las dos cadenas de la doble hélice.
  • SSBP: Se unen a las cadenas desenrolladas, evitando que se vuelva a formar la doble hélice.
  • Girasa y topoisomerasa: Relajan la tensión de la doble hélice mediante cortes y empalmes.
  • ADN polimerasa: Sintetiza la nueva cadena, añadiendo desoxinucleótidos a un extremo 3’.
  • Primasa: Enzima con función ARN polimerasa que sintetiza cortos fragmentos de ARN denominados cebadores o primers.
  • Ligasa: Enzimas responsables de unir fragmentos de Okazaki entre sí con la hebra conductora para conseguir la continuidad de la cadena de nueva síntesis.
• Transcripción: Consiste en la síntesis de moléculas de ARNm, con la misma secuencia que los genes de ADN, encargadas de transportar la información al citoplasma.
• Traducción: Las secuencias de bases de ARNm se transforman a la secuencia de aminoácidos de una proteína.