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Guía de Estudio: Seminario 1 - Introducción a la Metodología Científica
Presentado por: Gabriel Scicolone
Canal: Biología Molecular y Genética FMED - UBA
Objetivos Principales del Seminario:
- Niveles de Organización de la Materia: Comprender que la materia está organizada en distintos niveles jerárquicos y que diferentes ciencias estudian estos niveles con metodologías específicas.
- Producción de Conocimiento Científico: Entender cómo los científicos en biología celular y molecular generan conocimiento a través de resultados experimentales, utilizando una metodología inductiva.
- Aplicación del Conocimiento Científico en Medicina: Comprender cómo el equipo de salud, incluyendo médicos, utiliza conocimientos científicos (metodología deductiva) para resolver problemas clínicos específicos de los pacientes.
- Adquisición de Conocimiento Científico: Reconocer que el conocimiento científico se adquiere a través de trabajos científicos que emplean procedimientos y técnicas para responder a hipótesis o preguntas planteadas.
- Modelos Experimentales: Comprender el uso de modelos experimentales en investigaciones científicas y la transferencia de resultados a otras especies, incluyendo al ser humano.
- Metodologías en Investigación y Medicina: Entender el fundamento y la utilidad de diversas metodologías aplicadas tanto en la investigación científica como en la práctica médica asistencial.
1. Niveles de Organización de la Materia y Herramientas Científicas
- Jerarquía: La materia se organiza desde niveles atómicos y moleculares hasta tejidos, órganos, aparatos/sistemas y organismos completos (unicelulares y pluricelulares).
- Ciencias y Resolución: Distintas ciencias estudian estos niveles utilizando instrumentos con diferente poder de resolución:
- Ojo Humano: Límite de resolución de ~100 micrómetros (µm). Útil para anatomía (organismos, sistemas, órganos).
- Microscopio Óptico: Límite de resolución de ~0.2 micrómetros (µm) o 200 nanómetros (nm). Utilizado en histología (estudio de tejidos) y biología celular básica.
- Microscopio Electrónico: Límite de resolución de ~0.2 nanómetros (nm). Permite observar estructuras subcelulares y macromoléculas, fundamental para la biología celular avanzada.
- Campos de Estudio:
- Anatomía: Estudia el organismo, sistemas y órganos con el ojo.
- Histología: Estudia tejidos usando microscopía óptica.
- Biología Celular: Estudia células y matriz extracelular con microscopía electrónica y técnicas de localización de macromoléculas.
- Biología Molecular: Estudia a nivel macromolecular y molecular la composición y función celular, utilizando técnicas moleculares y bioquímicas.
2. Metodología Científica: Inductiva vs. Deductiva
- Método Científico (Investigación):
- Se basa en el método inductivo.
- El científico plantea un problema o incógnita, formula una pregunta/hipótesis.
- Diseña experimentos con un número limitado de individuos/muestras.
- Analiza los resultados estadísticamente.
- Generaliza los resultados a toda la población o especie (transferencia de conocimiento).
- Ejemplo: Experimentos con ratones cuyos resultados se aplican al ser humano.
- Método Médico (Práctica Clínica):
- Se basa en el método deductivo.
- El equipo de salud (médico) utiliza conocimientos científicos generales ya establecidos.
- Aplica estos conocimientos para resolver casos particulares de pacientes.
- Utiliza técnicas para diagnóstico y tratamiento.
3. El Trabajo Científico y la Publicación
- Generación de Conocimiento: Se produce a través de trabajos científicos que responden a preguntas o hipótesis.
- Publicación: Los resultados se publican en revistas científicas para su validación y difusión.
- Proceso de Evaluación:
- Envío del trabajo a una revista.
- Evaluación editorial inicial.
- Revisión por pares (investigadores especialistas en el tema).
- Veredicto de los pares (aceptar, solicitar modificaciones, rechazar).
- Publicación del trabajo si es aceptado.
- Características del Trabajo Científico: Debe ser crítico, reproducible y proporcionar información detallada para que otros puedan verificar los hallazgos.
- Estructura de un Trabajo Científico Clásico:
- Título: Resumen conciso del descubrimiento.
- Autores y Filiaciones: Quiénes lo realizaron y dónde.
- Resumen (Abstract): Planteamiento del problema, objetivos, metodología, resultados y conclusiones.
- Palabras Clave (Keywords): Términos para búsqueda bibliográfica.
- Introducción: Antecedentes, importancia del tema, objetivos e interrogantes.
- Materiales y Métodos: Descripción detallada de la metodología utilizada.
- Resultados: Presentación de los hallazgos, usualmente con figuras y tablas.
- Discusión: Interpretación de los hallazgos, relevancia y comparación con otros trabajos.
- Conclusiones y Perspectivas: Resumen de los hallazgos principales y posibles direcciones futuras.
- Bibliografía: Referencias citadas en el trabajo.
- Agradecimientos: Reconocimiento a colaboradores.
- Declaración de Conflicto de Intereses: Transparencia sobre posibles intereses que puedan influir en los resultados.
- Tipos de Trabajos Científicos: Artículos originales, revisiones, estudios clínicos (clinical trials), descripciones de casos.
- Acceso a Trabajos Científicos:
- Acceso Libre (Open Access): Publicaciones gratuitas para el lector, a menudo financiadas por los autores.
- Acceso por Suscripción: Requiere pago o suscripción institucional (bibliotecas universitarias).
- Revisiones: Artículos que analizan y resumen la literatura científica reciente sobre un tema específico.
4. Modelos Experimentales y Metodologías de Estudio
- Modelos Experimentales: Organismos o sistemas utilizados para investigar procesos biológicos. La elección depende de la complejidad del proceso y la conservación evolutiva de los mecanismos.
- Organismos Unicelulares: Bacterias (procariotas), levaduras (eucariotas). Útiles para mecanismos básicos conservados (transcripción, traducción).
- Invertebrados: Gusano C. elegans, mosca Drosophila melanogaster. Permiten estudios genéticos y de desarrollo.
- Vertebrados: Pez Zebrafish, ratones, ratas. Mamíferos con alta similitud fisiológica al humano, útiles para estudios de desarrollo, genética y toxicología.
- Niveles de Estudio Experimental:
- Estudios in vivo: Se realizan en el organismo completo (animales). Ventaja: Fisiología completa. Desventaja: Muchas variables.
- Estudios in vitro: Se realizan en cultivos celulares aislados. Ventaja: Menos variables, mayor control. Desventaja: Se aleja del estado fisiológico.
- Estudios libres de células (Fraccionamiento Subcelular): Se aíslan componentes celulares específicos (mitocondrias, núcleos, ribosomas, etc.) mediante centrifugación diferencial. Ventaja: Aislamiento máximo de variables. Desventaja: Mayor alejamiento de la fisiología real.
- Preparación de Muestras:
- Biopsias: Muestras de tejido que conservan la estructura tisular.
- Muestras citológicas: Células aisladas (sangre, cultivos celulares).
- Procesamiento: Fijación (conserva estructura), inclusión, corte (microtomía), tinción (para visualización).
- Técnicas de Análisis:
- Microscopía Óptica: Histología, citología, inmunohistoquímica, inmunofluorescencia, contraste de interferencia diferencial, fluorescencia.
- Microscopía Electrónica: Observación de ultraestructura celular y molecular.
- Análisis Bioquímico: Estudio de moléculas específicas (proteínas, ADN, ARN) en homogenados o fracciones celulares (ej. Western Blot, ELISA, PCR, qPCR, secuenciación, electroforesis).
- Cultivos Celulares: Mantenimiento y proliferación de células in vitro para experimentación.
- Líneas Celulares: Células modificadas genéticamente con capacidad de proliferación indefinida, conservables a largo plazo.
- Fraccionamiento Subcelular: Separación de orgánulos y componentes celulares mediante centrifugación.
- Análisis a Nivel Molecular/Genómico: Estudio del ADN (genoma), ARN (transcriptoma) y proteínas (proteoma) utilizando técnicas como PCR, secuenciación masiva, hibridación, electroforesis, espectrometría de masas.
5. Metodología en la Práctica Médica
- Rol del Médico: Utilizar el método deductivo para aplicar el conocimiento científico general a casos clínicos específicos.
- Obtención de Muestras: Sangre, médula ósea, biopsias de tejidos (ej. endoscopía), fluidos corporales.
- Análisis de Muestras:
- Conservando Estructura: Citología (células aisladas), histología (tejidos), inmunohistoquímica/inmunofluorescencia (localización de moléculas).
- Sin Conservar Estructura: Homogeneización de tejidos, análisis de plasma o suero para estudios bioquímicos (proteínas, enzimas, ADN, ARN).
- Aplicaciones: Diagnóstico, pronóstico, planificación de tratamiento.
6. Flujo de la Información Genética y Técnicas Moleculares
- Flujo Central: ADN → ARN → Proteína.
- Análisis de ADN: Técnicas para genes individuales (PCR, secuenciación, hibridación) o el genoma completo (secuenciación masiva, microarrays). Edición de genes (CRISPR-Cas).
- Análisis de ARN: Técnicas para ARN individuales (RT-qPCR, hibridación in situ, Northern Blot, ARN de interferencia) o el transcriptoma completo (secuenciación masiva de ARN).
- Análisis de Proteínas: Técnicas para proteínas individuales (inmunohistoquímica, Western Blot, citometría de flujo, cristalografía de rayos X, RMN) o el proteoma completo (electroforesis/cromatografía seguida de espectrometría de masas).
- Manipulación Molecular: Creación de moléculas recombinantes, introducción de material genético en modelos experimentales, edición génica.
Este resumen cubre los puntos clave del seminario y puede servir como base para tu guía de estudio. Puedes expandir cada sección con más detalles o ejemplos del video si lo consideras necesario.
