Algunas ciencias de la vida se centran en un tipo específico de organismo. Por ejemplo, la zoología es el estudio de los animales , mientras que la botánica es el estudio de las plantas. Otras ciencias de la vida se centran en aspectos comunes a todas o muchas formas de vida, como la anatomía y la genética . Algunos se centran en la microescala (por ejemplo, biología molecular , bioquímica ) y otros en escalas mayores (por ejemplo , citología , inmunología , etología , farmacia, ecología ). Otra rama importante de las ciencias biológicas implica la comprensión de la mente : la neurociencia . Los descubrimientos de las ciencias biológicas son útiles para mejorar la calidad y el nivel de vida y tienen aplicaciones en la salud, la agricultura, la medicina y las industrias farmacéutica y alimentaria. Por ejemplo, ha proporcionado información sobre determinadas enfermedades que, en general, ha ayudado a comprender la salud humana. [1]
Ramas de ciencias biológicas básicas
Biología : estudio científico de la vida [2] [3] [4]
Anatomía : estudio de la forma y función en plantas, animales y otros organismos, o específicamente en humanos [5]
Astrobiología : el estudio de la formación y presencia de vida en el universo [6]
Biotecnología : estudio de la combinación del organismo vivo y la tecnología [7]
Bioquímica : estudio de las reacciones químicas necesarias para que la vida exista y funcione, generalmente centrándose en el nivel celular [8]
Bioinformática : desarrollo de métodos o herramientas de software para almacenar, recuperar, organizar y analizar datos biológicos para generar conocimientos biológicos útiles [9]
Biolingüística : el estudio de la biología y evolución del lenguaje.
Antropología biológica : el estudio de los humanos, los primates no humanos y los homínidos. También conocida como antropología física.
Oceanografía biológica : el estudio de la vida en los océanos y su interacción con el medio ambiente.
Biomecánica : el estudio de la mecánica de los seres vivos [10]
Biofísica : estudio de procesos biológicos mediante la aplicación de teorías y métodos que se han utilizado tradicionalmente en las ciencias físicas [11]
Biología celular (citología): estudio de la célula como una unidad completa y las interacciones moleculares y químicas que ocurren dentro de una célula viva [13]
Biología del desarrollo : el estudio de los procesos mediante los cuales se forma un organismo, desde el cigoto hasta la estructura completa.
Ecología : estudio de las interacciones de los organismos vivos entre sí y con los elementos no vivos de su entorno [14]
Microbiología : el estudio de organismos microscópicos (microorganismos) y sus interacciones con otros organismos vivos.
Biología molecular : el estudio de la biología y las funciones biológicas a nivel molecular, algunas se cruzan con la bioquímica, la genética y la microbiología.
Biología sintética : el diseño y construcción de nuevas entidades biológicas como enzimas, circuitos genéticos y células, o el rediseño de sistemas biológicos existentes.
Biología de sistemas : el estudio de la integración y las dependencias de varios componentes dentro de un sistema biológico, con especial atención al papel de las vías metabólicas y las estrategias de señalización celular en fisiología.
Biología teórica : el uso de abstracciones y modelos matemáticos para estudiar fenómenos biológicos.
Toxicología : la naturaleza, los efectos y la detección de venenos.
Virología (el estudio de virus como partículas parásitas submicroscópicas de material genético contenidas en una cubierta proteica) y agentes similares a virus.
Ramas de las ciencias de la vida aplicadas y conceptos derivados.
Agricultura : ciencia y práctica del cultivo de plantas y ganado.
Biocomputadoras : sistemas de moléculas de origen biológico, como ADN y proteínas , se utilizan para realizar cálculos computacionales que implican almacenar, recuperar y procesar datos . El desarrollo de la informática biológica ha sido posible gracias a la nueva ciencia en expansión de la nanobiotecnología . [19]
Bioingeniería : el estudio de la biología a través de la ingeniería con énfasis en el conocimiento aplicado y especialmente relacionado con la biotecnología.
Bioelectrónica : el estado eléctrico de la materia biológica afecta significativamente su estructura y función, compárese, por ejemplo, el potencial de membrana , la transducción de señales por las neuronas , el punto isoeléctrico (PEI), etc. Los componentes y dispositivos micro y nanoelectrónicos se han combinado cada vez más con sistemas biológicos como implantes médicos , biosensores , dispositivos de laboratorio en un chip, etc., provocando el surgimiento de este nuevo campo científico. [21]
Biomateriales : cualquier materia, superficie o construcción que interactúa con sistemas biológicos. Como ciencia, los biomateriales tienen unos cincuenta años. El estudio de los biomateriales se llama ciencia de los biomateriales. Ha experimentado un crecimiento fuerte y constante a lo largo de su historia, y muchas empresas han invertido grandes cantidades de dinero en el desarrollo de nuevos productos. La ciencia de los biomateriales abarca elementos de la medicina , la biología , la química , la ingeniería de tejidos y la ciencia de los materiales .
Biomonitoreo : medición de la carga corporal de compuestos químicos tóxicos , elementos o sus metabolitos en sustancias biológicas. [22] [23] A menudo, estas mediciones se realizan en sangre y orina. [24]
Biopolímero : polímeros producidos por organismos vivos; es decir, son biomoléculas poliméricas . Al ser polímeros , los biopolímeros contienen unidades monoméricas que están unidas covalentemente para formar estructuras más grandes. Existen tres clases principales de biopolímeros, clasificados según las unidades monoméricas utilizadas y la estructura del biopolímero formado: polinucleótidos ( ARN y ADN ), que son polímeros largos compuestos por 13 o más monómeros de nucleótidos ; polipéptidos , que son polímeros cortos de aminoácidos; y polisacáridos , que a menudo son estructuras de carbohidratos poliméricos unidos linealmente. [25] [26] [27]
Biotecnología : manipulación de la materia viva, incluida la modificación genética y la biología sintética [28]
Biología de la conservación : la biología de la conservación es la gestión de la naturaleza y de la biodiversidad de la Tierra con el objetivo de proteger las especies, sus hábitats y ecosistemas de tasas excesivas de extinción y la erosión de las interacciones bióticas. Es una materia interdisciplinaria que se basa en las ciencias naturales y sociales y en la práctica de la gestión de recursos naturales. [29]
Ciencia de los alimentos : ciencia aplicada dedicada al estudio de los alimentos . Las actividades de los científicos alimentarios incluyen el desarrollo de nuevos productos alimenticios, el diseño de procesos para producir y conservar estos alimentos, la elección de materiales de envasado, estudios de vida útil , el estudio de los efectos de los alimentos en el cuerpo humano, la evaluación sensorial de productos mediante paneles o consumidores potenciales, así como pruebas microbiológicas, físicas (textura y reología ) y químicas. [31] [32] [33]
Genómica : aplica ADN recombinante , métodos de secuenciación de ADN y bioinformática para secuenciar, ensamblar y analizar la función y estructura de los genomas (el conjunto completo de ADN dentro de una sola célula de un organismo). [34] [35] El campo incluye esfuerzos para determinar la secuencia completa de ADN de organismos y mapeo genético a escala fina . El campo también incluye estudios de fenómenos intragenómicos como heterosis , epistasis , pleiotropía y otras interacciones entre loci y alelos dentro del genoma. [36] Por el contrario, la investigación de los roles y funciones de genes individuales es un foco principal de la biología molecular o genética y es un tema común de la investigación médica y biológica moderna. La investigación de genes individuales no entra en la definición de genómica a menos que el objetivo de este análisis de información genética, de vías y funcional sea dilucidar su efecto, lugar y respuesta a las redes del genoma completo. [37] [38]
Inmunoterapia : es el " tratamiento de una enfermedad mediante la inducción, mejora o supresión de una respuesta inmunitaria". [39] Las inmunoterapias diseñadas para provocar o amplificar una respuesta inmunitaria se clasifican como inmunoterapias de activación, mientras que las inmunoterapias que reducen o suprimen se clasifican como inmunoterapias de supresión . [40]
Kinesiología : la kinesiología, también conocida como cinética humana, es el estudio científico del movimiento humano. La kinesiología aborda mecanismos fisiológicos, mecánicos y psicológicos. Las aplicaciones de la kinesiología a la salud humana incluyen: biomecánica y ortopedia ; fuerza y acondicionamiento; psicología del deporte ; métodos de rehabilitación, como terapia física y ocupacional; y deporte y ejercicio. Las personas que han obtenido títulos en kinesiología pueden trabajar en investigación, en la industria del fitness, en entornos clínicos y en entornos industriales. [41] Los estudios del movimiento humano y animal incluyen medidas de sistemas de seguimiento de movimiento, electrofisiología de la actividad muscular y cerebral, varios métodos para monitorear la función fisiológica y otras técnicas de investigación cognitiva y conductual. [42]
Dispositivo médico : un dispositivo médico es un instrumento, aparato, implante, reactivo in vitro o artículo similar o relacionado que se utiliza para diagnosticar, prevenir o tratar enfermedades u otras afecciones, y no logra sus propósitos mediante la acción química dentro o sobre el cuerpo (lo que lo convertiría en una droga ). [43] Mientras que los productos medicinales (también llamados productos farmacéuticos ) logran su acción principal por medios farmacológicos, metabólicos o inmunológicos, los dispositivos médicos actúan por otros medios, como medios físicos, mecánicos o térmicos.
Imágenes médicas : las imágenes médicas son la técnica y el proceso utilizados para crear imágenes del cuerpo humano (o partes y funciones del mismo) con fines de investigación clínica o fisiológica [44]
Optogenética : la optogenética es una técnica de neuromodulación empleada en neurociencia que utiliza una combinación de técnicas de óptica y genética para controlar y monitorear las actividades de neuronas individuales en tejidos vivos , incluso dentro de animales que se mueven libremente, y para medir con precisión los efectos de esas manipulaciones en tiempo real. [45] Los reactivos clave utilizados en optogenética son proteínas sensibles a la luz. El control neuronal espacialmente preciso se logra utilizando actuadores optogenéticos como canalrodopsina , halorrodopsina y arqueerhodopsina , mientras que se pueden realizar grabaciones temporalmente precisas con la ayuda de sensores optogenéticos como Clomeleon, Mermaid y SuperClomeleon. [46]
Farmacología : la farmacología es la rama de la medicina y la biología que se ocupa del estudio de la acción de los fármacos , [49] donde un fármaco puede definirse ampliamente como cualquier molécula creada por el hombre, natural o endógena (dentro del cuerpo) que ejerce una acción bioquímica y/o o efecto fisiológico sobre la célula, tejido, órgano u organismo. Más específicamente, es el estudio de las interacciones que ocurren entre un organismo vivo y sustancias químicas que afectan la función bioquímica normal o anormal. Si las sustancias tienen propiedades medicinales , se consideran productos farmacéuticos .
Proteómica : la proteómica es el estudio a gran escala de las proteínas , particularmente de sus estructuras y funciones . [50] [51] Las proteínas son partes vitales de los organismos vivos, ya que son los componentes principales de las vías metabólicas fisiológicas de las células . El proteoma es el conjunto completo de proteínas, [52] producidas o modificadas por un organismo o sistema. Esto varía con el tiempo y los distintos requisitos o tensiones que sufre una célula u organismo.
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Otras lecturas
Magner, Lois N. (2002). Una historia de las ciencias de la vida (Rev. y 3ª ed. ampliada). Nueva York: M. Dekker. ISBN 0824708245.