Molecular Biology Techniques for research development. A literature review

Authors

  • Maritza Angarita Merchán Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.
  • María Inés Torres Caicedo Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.
  • Andrea Katherine Díaz Torres Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.

Abstract

Introduction: Epidemiology, from the etymological point of view, means "science that studies the diseases that affect the communities". It has been developing through centuries, describing and explaining the dynamics of population health; it has integrated new branches such as molecular epidemiology defined as a discipline in which molecular techniques are implemented for clinical, research, and scientific contributions.
Objective: To present techniques with basis in molecular biology, which have contributed to research development.
Material and methods: A review of scientific articles was made during the months of August-October of 2016, and July-September, 2017 in English, Portuguese, French, and Spanish languages, in scientific journals such as Pubmed, Scielo, Biomed Central, Free Medical Journals, LILACS, Redalyc, Inbiomed, and Dialnet, using DeCs term descriptors of Health Sciences, and the MeSH descriptor; articles published during the time period from 2012-2017 were used, and publications of previous years were also taken into consideration as a contribution to the history of this topic.
Results: 05 techniques of molecular biology which have contributed to research development were presented: PCR, sequencing, hybridization with DNA probes, RAPD, and RFLP. 
Conclusions: At present, the use of molecular techniques allows the complete genome or short and long sequences of DNA with the aim of detecting and analyzing sequences of interest for research in agronomy and forensic sciences, clinical diagnosis and basic, translational, and applied research, each of them characterized by reliability and quickness in obtaining result, strength, specificity, sensitivity, and flexibility, compared to phenotypic methods.

Keywords:Epidemiology, polymerase chain reaction, hybridization, sequencing, RAPD, RFLP.

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Author Biographies

Maritza Angarita Merchán, Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.

Bacterióloga y Laboratorista Clínica. Magister en Sistemas Integrados de Gestión. Profesora Asistente.

María Inés Torres Caicedo, Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.

Bacterióloga. Máster en Ciencias Biológicas. Profesora Asociada.

Andrea Katherine Díaz Torres, Universidad de Boyacá. Tunja, Colombia.

Estudiante VIII semestre del Programa Bacteriología y Laboratorio Clínico.

References

1. Bolívar AM, Rojas A, Garcia-lugo P. PCR y PCR-Múltiple : parámetros críticos y protocolo de estandarización ( PCR and PCR-Multiplex : critical parameters and standardization protocol ). Avan Biomed. 2014;3(1):25–33.

2. Rochelle PA, De Leon R, Stewart MH, Wolfe RL. Comparison of primers and optimization of PCR conditions for detection of Cryptosporidium parvum and Giardia lamblia in water. Appl Environ Microbiol. 2002;63(1):106–14.

3. Biología molecular y cáncer de tiroides Molecular biology and thyroid cancer. Revista Cubana de Cirugía 2010:49(4)

4. Martínez C, Silva E. Métodos físico químicas en biotecnología. Anal Chem. 2004;62(13):1202–14.

5. He Q, Barkoff AM, Mertsola J, Glismann S, Bacci S. Integration of epidemiological and laboratory surveillance must include standardisation of methodologies and quality assurance. Eurosurveillance. 2012;17(32):1–10.

6. Pabón V. MicroARNs : una visión molecular. Salud UIS. 2011;(29):289–97.

7. Jiménez-Escrig A, Gobernado I, Sánchez-Herranz A. Secuenciación de genoma completo: Un salto cualitativo en los estudios genéticos. Rev Neurol. 2012;54(11):692–8.

8. Gloria Premoli Beatriz, Millán-Mendoza, Tiziana Percoco y Amilcar Vielma AG, Odontológicas CDEI, Premoli DG, González LA, Millán-mendoza LB, Tiziana D. Diagnóstico de Helicobacter pylori mediante la reacción en cadena de la polimerasa. Rev Cuba Med Trop. 2004;56(2):6.

9. Labarca J. Utilización del antibiotipo como marcador epidemiológico en infecciones intrahospitalarias: Comparación con la epidemiología molecular Antibiotype utilization as an epidemiological marker in nosocomial infections: comparison with molecular epidemiology. Rev Chil Infect. 2002;19(2):157–60.

10. Lilia M, Mesa F. Características , ventajas y desventajas de la hibridización in situ para la identificación de agentes patógenos. Rev Biomedica 2013;63–78.

11. Martínez RR. Empleo de la técnica hibridación in situ fluorescente para visualizar microorganismos. Salud UIS. 2011;43(3):307–16.

12. López-Moreno S, Garrido-Latorre F, C M, Hernández-Avila M, Ph D. Desarrollo histórico de la epidemiología : su formación como disciplina científica. Rev Scielo 2010;42(2).

13. Sonia Santillán-Garzón, Dan Diego-Álvarez, Celia Buades, Alejandro Romera-López, Lucía Pérez-Cabornero, Diana Valero-Hervás, et al. Diagnostico molecular de enfermedades geneticas. Rev. Med. Clin. Condes - 2015; 26(4) 458-469.

14. Nuovo GJ, Forde A, Macconnell P, Fahrenwald R. In-Situ Detection of Pcr-Amplified Hiv-1 Nucleic-Acids and Tumor-Necrosis-Factor Cdna in Cervical Tissues. Am J Pathol [Internet]. 2010;143(1):40–8.

15. Pérez-trallero E, Microbiología S De, Donostia H, Sebastián S. El futuro es la ( micro ) biología molecular.;vol(21). 2003

16. Silveira AC de O, da Cunha GR, Caier??o J, de Cordova CMM, d’Azevedo PA. Molecular epidemiology of heteroresistant vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus in Brazil. Brazilian J Infect Dis [Internet]. 2015;19(5):466–72.

17. Jiménez G, Villalobos M, Jimenez E, Plama W. Determinación de la efectividad de cinco protocolos de extracción de ADN a partir de material parafinado para estudios moleculares . Rev Médica la Univ Costa Rica. 2007;1(1):10–9.

18. Fernández E. Estudios epidemiológicos (STROBE). Med Clin (Barc) [Internet]. 2005;125:43–8. Available from: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025775305722090

19. Najimi B, Boukhatem N, El Jaafari S, Jlibène M, Paul R, Jacquemin J-M. Amplified fragment lenght polymorphism (AFLP) analysis of markers associated with H5 and H22 Hessian fly resistance genes in bread wheat. BiotechnolAgronSocEnviron. 2002;6(2):79–85.

20. Alarcón J. Epidemiología : concepto , usos y perspectivas Epidemiology : concept , uses and perspectives. Sci Am. 2009;13:1–3.

21. Hamilton-West C, J VP, Carlos J, Hormazábal O, Z RL, F DB, et al. Epidemiología clínica y molecular de las infecciones por Shigella spp en ninos de la Region Metropolitana durante el verano 2004-2005. Rev Med Chil. 2007;135:1388–96.

22. Vílchez G, Alonso G. Alcances y limitaciones de los métodos de epidemiología molecular basados en el análisis de ácidos nucleicos Scope and limitations of molecular methods applied to epidemiological studies. Rev la Soc Venez Microbiol. 2009;29:6–12.

23. J. Farfán BM. Biología Molecular Aplicada Al Diagnóstico Clínico. Rev Médica Clínica Las Condes [Internet]. 2015;26(6):788–93.

24. Fernández-Cuenca F. Aplicaciones de las técnicas de PCR a la epidemiología molecular de las enfermedades infecciosas. Enferm Infecc Microbiol Clin. 2004;22(6):355–60.

25. Whale AS, Huggett JF, Tzonev S. Fundamentals of multiplexing with digital PCR. Biomol Detect Quantif [Internet]. 2016;

26. Vázquez J a, Berrón S. Multilocus sequence typing: el marcador molecular de la era de Internet. Enferm Infecc Microbiol Clin. 2004;22(2):113–20.

27. Fournier P-E, Dubourg G, Raoult D. Clinical detection and characterization of bacterial pathogens in the genomics era. Genome Med [Internet]. 2014;6(11):114.

28. Peña YA, Arpajón Peña Y, Sosa Pérez AL, Doval García R. Contribuciones de la técnica de la Reacción en Cadenas de la Polimerasa a la Epidemiología Molecular de las enfermedades infecciosas en Cuba. Rev Habanera Ciencias Médicas [Internet]. 2014;13(6):927–39.

29. Díaz AS, Rentería LF.PCR: reacción en cadena.colombia 2006: pag 53–74

30. Antuña GM, Gutiérrez NC, Fernández AM, Martínez EE, Balea ED, Otero AG, et al. Diagnóstico molecular de la leucemia aguda promielocítica: Resultados preliminares. Rev Cuba Hematol Inmunol y Hemoter. 2010;16(2):125–31.

31. Ortega JS. Técnicas de amplificación. Fundamento teórico PCR vol (32) Pàg 1-5 Hospital clinico San Carlos Madrid ;2007.

32. Nicholson JK. Global systems biology, personalized medicine and molecular epidemiology. Mol Syst Biol. 2006;2:52.

33. Cortés Estrella y Morcillo Gloria; Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) ;Principios básicos de manipulación génica. Ingeniería genética. Programa de Formación del Profesorado. UNED, 2010

34. Pulido A, Jd M, Hj M, Ma R. Standardization and Application of the Pcr – Nested Technique for the Detection of Mycoplasma Hyopneumoniae. Rev Med Vet Zoot. 2006;53:22–32.

35. Yzquierdo S SL, Mederos C L, Díaz G A, Echemendia F M, Montoro C E. Aplicación de RPC-PLFR en el diagnóstico de micobacterias no tuberculosas. Rev Chil infectología. 2007;24(5):391–6.

36. Inocencia G, Marcozzi A. Artículo original Optimización de la técnica de PCR reversa para la detección del VIH en plasma de pacientes infectados. 2013;157–61.

37. PCR en Tiempo Real Introducción general;Cultek. 2008;1–6.

38. García-Martínez J, Chaves F, Salto E, Otero JR. PCR en tiempo real, inmunofluorescencia y cultivo para la detección de Bordetella pertussis: evaluación prospectiva y epidemiología molecular. Enferm Infecc Microbiol Clin [Internet]. 2006;24(8):500–4.

39. Mejía-Aranguré JM. Molecular epidemiology of acute leukemia in children: causal model, interaction of three factors—susceptibility, environmental exposure and vulnerability period. Bol Med Hosp Infant Mex [Internet]. 2016;73(1):55–63.

40. Camou T. Epidemiología molecular de Neisseria meningitidis serogrupo C ( 1993- 2006 ). 2008;79(2).

41. Michel V, Barrón L. Evaluación de un sistema optimizado de tipificación MIRU-VNTRs para estudios de epidemiología molecular de Tuberculosis en Bolivia. 2013;1:59–68.

42. Andalia R, Milagros R. Origen E Intencionalidad De La Epidemiología Clínica. Rev Cuba Salud Publica. Vol. 31. 2005.

43. Machuca MA, Sosa LM, González CI. Molecular Typing and Virulence Characteristic of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Isolates from Pediatric Patients in Bucaramanga, Colombia. PLoS One. 2013;8(8).

44. Conca N, Santolaya ME, Farfan MJ, Cofr?? F, Vergara A, Salazar L, et al. Diagnóstico etiológico en meningitis y encefalitis por técnicas de biología molecular. Rev Chil Pediatr [Internet]. 2016;87(1):24–30. A

45. Chirinos-Aria MC, Jiménez JE. Transference of some microsatellite molecular markers from Fabaceae family to Andean Lupin (Lupinus mutabilis Sweet). Sci Agropecu [Internet]. 2015;6(1):51–8.

46. Proyecto del genoma humano. 2005; file:///C:/Users/HP14Intel/ /proyecto%20del%20genoma%20humano.pdf

47. Melorose J, Perroy R, Careas S. No Title No Title. Statew Agric L Use Baseline 2015.

48. Moya a S, Gómez JIE, Aragón J a V, Picazo JJ, Garza D. Original Detección y tipificación mediante biología molecular del virus del papiloma humano. Rev Esp Quimioter. Vol 19 ;2006.

49. Fernández P. Hibridación de los ácidos nucleicos. Fundamento teórico. 2004;1–8.

50. Resende De Macêdo N, Rodrigues S, Ii O, Pereira A, Iii L, Maurício R, et al. Epidemiología molecular de Haemophilus parasuis. Ciência Rural. 2009;398398:2576–82.

51. Evaluación de una técnica de hibridación reversa para identificación rápida de micobacterias en Chile. Rev chilena.2008 vol 23 :9–15.

52. Bernal L, Gollop R, Naccache N. Hibridación in situ por fluorescencia (fish) en muestras de líquido amniótico obtenido por amniocentesis precoz. 2011;129–37.

53. Pulido Bravo EA. Estandarización de la técnica de hibridación in situ para la detección de Streptococcus agalactiae en tejidos de tilapia roja (Oreochromis sp.) y su uso potencial en estudios epidemiológicos y de patogénesis / Standardization of in situ hybridization tech. 2010;93.

Published

2017-10-03

How to Cite

1.
Angarita Merchán M, Torres Caicedo MI, Díaz Torres AK. Molecular Biology Techniques for research development. A literature review. Rev haban cienc méd [Internet]. 2017 Oct. 3 [cited 2025 Oct. 10];16(5):796-807. Available from: https://revhabanera.sld.cu/index.php/rhab/article/view/1651

Issue

Section

Epidemiological and Salubrity Sciences