Biología de sistemas

En palabras de Mayorga, en el artículo escrito el año 2008 titulado “Biología de sistemas y su aplicación en biología celular y molecular”, la ciencia moderna ha dado claras muestras de que puede manipular el mundo celular obteniendo resultados maravillosos e inimaginables hasta hace unos pocos años. Por ejemplo, es posible hacer que una bacteria sintetice una proteína humana o que una hormona aparezca en la leche de una vaca. Se pueden lograr plantas que resisten herbicidas y por lo tanto son más fáciles de cultivar o huevos con bajo contenido de colesterol. Se puede esto y mucho más manipulando los mecanismos moleculares a medida que se tiene la idea de cómo funcionan. Pero la palabra que se usa es manipular y no controlar. Porque la manipulación es por ahora una actividad burda y no un control acabado de los procesos celulares. Los investigadores son capaces de inhibir alguna reacción o activar otra. Es posible introducir nuevos elementos en una célula: Proteínas, ácidos nucléicos, lípidos, y con eso se altera su comportamiento, pero no se ha logrado un acabado control de ninguna función celular de cierta complejidad.

La célula continúa siendo una máquina cuyo funcionamiento sólo se entiende de manera parcial. Sin embargo, el volumen de información que se incorpora diariamente a las bases de datos es apabullante y pareciera que en pocos años todo lo que se podría saber sobre la célula estará a disposición de las personas. Pero esta es una falsa impresión. Los científicos se encuentran bastante lejos de entender cómo se coordinan todos los mecanismos celulares para dar una respuesta adecuada a cada situación que la célula debe afrontar. O sea, se sabe cuáles son los componentes de las células, se tiene bastante información sobre cómo se ensamblan la mayoría de estos componentes para dar las estructuras celulares, y se entiende con algún detalle cómo funciona la mayoría de estas estructuras en forma aislada, pero no se conoce lo suficiente para entender los mecanismos de control y regulación que permiten que todos estos componentes y estructuras coordinen para hacer que la célula funcione como una unidad que realiza las más diferentes y complejas tareas en forma eficiente.

Según Gough y sus colegas, en el artículo escrito el añ0 2001 titulado “Asignación de homología con secuencias del genoma utilizando una biblioteca de modelos ocultos de Markov que representan todas las proteínas de estructura conocida”, se considera que tres han sido los principales ingredientes para el boom de la teoría de redes en las ciencias biológicas. El primero, fue el hallazgo de la libertad de escala en una gran diversidad de tipos de redes, incluidas las biológicas, los temas multidisciplinarios en general son taquilleros. El segundo, es la amplia cantidad de información derivada de los estudios genómicos y proteómicos a gran escala, que pueden ser manejadas y entendidas con redes. Y el tercero, es la influencia de algunos investigadores de renombre, que sugirieron la necesidad de conjuntar los primeros dos ingredientes. En palabras de Bateman y sus colegas, en el artículo escrito el año 2004 titlado “Base de datos de la familia de proteínas Pfam”, a partir del año 2000 el estudio de las redes biológicas se ha enfocado en dos aspectos: El primero, en describir sus propiedades topológicas, tanto globales, como la libertad de escala y la existencia de módulos funcionales; como locales, dándose especial relevancia al agrupamiento y la formación de motivos. El segundo aspecto son los estudios dinámicos, en los cuales se trata de simular analíticamente o de dar seguimiento a cierto fenómeno, como el metabolismo, la trascripción génica, la señalización o la división celular. Como generalmente ocurre en la biología, la teoría evolutiva ha jugado un papel indispensable en la unión y entendimiento de estos aspectos.