Aplicaciones de la biología molecular en el campo médico
Algunos avances en biología molecular han permitido que algunas herramientas biotecnológicas mejoren enormemente la detección y aplicación rápida de la bioluminiscencia y la quimioluminiscencia. Estos desarrollos facilitan la detección continua de procesos biológicos (como la expresión genética, las interacciones proteína-proteína y la progresión de enfermedades) in vitro e in vivo, con aplicaciones en el desarrollo clínico, de diagnóstico y de fármacos. Además, la combinación de enzimas luminiscentes o determinadas proteínas luminiscentes con sitios de unión biológicamente específicos a nivel genético ha llevado al desarrollo de herramientas bioanalíticas ultrasensibles y selectivas, como biosensores de células recombinantes, inmunoensayos y sistemas de hibridación de ácidos nucleicos. La alta detectabilidad de la señal de análisis de luminiscencia la hace muy adecuada para dispositivos bioanalíticos miniaturizados (como micromatrices, dispositivos de microfluidos y microplacas de alta densidad) para el análisis de alto rendimiento de genes y proteínas en pequeños volúmenes de muestras.
Desde que Marlene DeLuca consiguió el primer tabaco transgénico que expresaba el gen de la luciferasa de luciérnaga (gen luc) hace más de 20 años, la aplicación de la bioluminiscencia ha entrado en una nueva era. La característica principal de la bioluminiscencia y quimioluminiscencia (BL/CL) es que la señal de luminiscencia es altamente mensurable PMT (tubo fotomultiplicador) y los sistemas de imágenes CCD se pueden utilizar para detectar cantidades muy pequeñas de señales de fotones. BL pertenece a la categoría CL La reacción CL se caracteriza por una alta eficiencia de generación de fotones, BL es 05-0,8 y CL es 0,1-0,001. Por lo tanto, el límite de detección de BL/CL puede alcanzar de 10-18 a 10-21 moles, lo que obviamente es mucho más fuerte que el de otras tecnologías ópticas.
BL/CL ha desarrollado muchos métodos analíticos específicos para diagnosticar muestras biológicas que actualmente se encuentran en el rango micromolar o nanomolar. Dicha sensibilidad de detección se puede lograr mediante reacciones enzimáticas combinadas BL/CL, como oxidasas, deshidrogenasas y quinasas. Sin embargo, el análisis basado en la tecnología de luminiscencia sigue siendo principalmente una herramienta de diagnóstico. Si se puede aprovechar el potencial de BL/CL, también se podrían medir muchas muestras raras y diminutas de forma barata, fiable e incluso punto a punto.
Los continuos avances en biología molecular y biotecnología han producido algunos reactivos BL/CL nuevos, incluidas enzimas recombinantes y mutantes y genes relacionados, que pueden servir como informadores o sondas. La disponibilidad de estas herramientas, junto con nuevos sustratos eficientes para CL, ha facilitado la aparición de tecnologías bioanalíticas innovadoras para la detección ultrasensible de muchos objetivos.