Biologia de los microorganismos-1068 (447)

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de los cuales tienen importancia comercial. La investigación 
metabolómica ha monitorizado los niveles de varios cientos de 
metabolitos en la planta modelo Arabidopsis, y se han obser-
vado cambios significativos en las cantidades de muchos de estos 
metabolitos como respuesta a cambios de temperatura. Las 
futuras directrices en metabolómica incluyen la evaluación del 
efecto de las enfermedades en el metaboloma de varios órganos 
y tejidos humanos. Los resultados podrían ayudarnos a conocer 
mucho mejor cómo combate el cuerpo humano las enfermeda-
des infecciosas y no infecciosas y a identificar compuestos clave 
de relevancia para la defensa del hospedador. Tales compuestos 
podrían quizás desarrollarse como fármacos para el tratamiento 
clínico de enfermedades específicas.
Biología de sistemas
El término biología de sistemas se ha usado mucho en los últi-
mos años para referirse a la integración de diferentes campos 
de investigación con el fin de brindar una visión general de un 
organismo o una célula, o incluso de toda una especie o de un 
ecosistema entero. La biología de sistemas integra todas las 
«ómicas» que hemos estudiado aquí: la genómica, la transcrip-
tómica, la proteómica, la metabolómica, etcétera (Figura 6.24). 
Poder almacenar y analizar gran cantidad de información bio-
lógica mediante la informática es esencial para la biología de 
sistemas, y la comprensión de sistemas biológicos completos 
está evolucionando en paralelo con la potencia y la capacidad 
de almacenamiento de los ordenadores.
La estrategia básica de la biología de sistemas es compilar 
un conjunto de dat «ómicos», y a partir de aquí construir un 
modelo informático del sistema en estudio (Figura 6.24). Tales 
modelos permitirán predecir el comportamiento o las propie-
dades de un organismo en particular que no eran evidentes a 
partir de observaciones preliminares. Estas se conocen como las 
propiedades emergentes de un organismo. Se prevé que el cono-
cimiento de las propiedades emergentes de un organismo pro-
porcionará una visión más profunda de la biología general del 
organismo que las que un único estudio «ómico» pueda propor-
cionar por sí mismo. 
simultáneamente en una mezcla es demasiado pequeño como 
para resolver extractos celulares completos.
Nuevas técnicas de espectrometría de masas: 
MALDI-TOF
El enfoque más prometedor de la metabolómica es el uso de las 
nuevas técnicas desarrolladas por la espectrometría de masas. 
Esta estrategia no se limita a tipos concretos de moléculas, y 
puede ser extremadamente sensible. La masa del 12C se define 
exactamente como 12 unidades de masa molecular (dáltones). 
Sin embargo, la masa de otros átomos, como el 14N o el 16O no 
son valores exactos. La espectrometría de masas usada con una 
resolución másica extremadamente alta, permite la determina-
ción inequívoca de la fórmula molecular de cualquier molécula 
pequeña. Obviamente, los isómeros tendrán la misma fórmula 
molecular, pero se les puede distinguir por sus patrones de frag-
mentación diferentes durante la espectrometría de masas. El 
mismo enfoque se utiliza para identificar los fragmentos peptí-
dicos de las proteínas digeridas durante los análisis proteómicos 
(Sección 6.8). En este caso, la identificación de varios oligopép-
tidos permite deducir la identidad de la proteína parental siem-
pre que su secuencia de aminoácidos sea conocida.
En la espectrometría de masas, técnica conocida como 
MALDI (del inglés matrix-assisted laser desorption/ionization), 
la muestra es ionizada y vaporizada por un láser (Figura 6.23). 
Los iones generados se aceleran por un campo eléctrico a lo 
largo de una columna hasta alcanzar el detector. El tiempo de 
vuelo (TOF, de time of flight) de cada ion depende de su relación 
masa/carga; cuanto menor sea esta relación, más rápidamente 
se moverá el ion. El detector mide el TOF de cada ion y el orde-
nador calcula la masa y por tanto la fórmula molecular. La com-
binación de estas dos técnicas se conoce como MALDI-TOF. 
El análisis del metaboloma es especialmente útil en el estudio 
de la bioquímica de las plantas, que producen varios miles de 
metabolitos diferentes, más que la mayoría de los organismos de 
otros tipos. Entre los metabolitos de las plantas muchos son los 
que se conocen como metabolitos secundarios, compuestos quí-
micos como esencias, sabores, alcaloides o pigmentos, muchos 
Figura 6.23 Espectrometría de masas por MALDI-TOF. En la espectroscopia por desorción/ionización láser asistida por matriz (MALDI), la muestra es
ionizada por un láser y los iones viajan por el tubo hacía el detector. El tiempo de vuelo (TOF) depende de la relación masa/carga (m/z) del ion. Un ordenador 
identifica los iones basándose en su tiempo de vuelo, que es el tiempo que tarda en llegar al detector. La técnica MALDI-TOF tiene una sensibilidad y una 
resolución excepcionalmente alta.
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