Manuel Jesus Martínez Valdivia

Comprender los principios básicos de la  estructura y función  de los ácidos
nucléicos, su regulación y los principales enzimas y factores implicados.
Describir los métodos básicos del aislamiento y manipulación del ADN en general
y de los genes en particular.  Describir las principales aplicaciones
biotecnológicas de la metodología del ADN recombinante.
Saber analizar mediante métodos básicos secuencias de ADN y conocer las
aplicaciones bioinformáticas más generales en el área de la biología molecular.

1. ESTRUCTURA Y DINAMICA DE  LOS ACIDOS NUCLEICOS
Bases, nucleósidos y nucleótidos, enlaces químicos en el DNA y RNA. Adsorción
en el UV : efecto hipercrómico. Bases modificadas en el DNA . Metilación del
DNA. Estructura de Watson y Crick: tipos de enlaces. Interacciones no
covalentes en el DNA. Formas del DNA : B,A,Z,H. Tamaño del DNA. Tipos de
secuencias : simples, repetidas, satélites, SINES. LINES, Alu, palíndromos.
Organización del genoma. Modelo de estructura del cromosoma eucariota.
Estructura de la cromatina : el nucleosoma. Proteínas histonas : modificaciones
postranslacionales.  Estructura del RNA : bases modificadas. Hidrólisis
alcalina del RNA. Procesos de desnaturalización y renaturalización del DNA.
Cot.  Nucleasas.
2. REPLICACION
Experimentos clásicos : Hersley-Chase; Avery-McLeod; Cairns; Mendelson-Stahl.
Química de la replicación. Replicación semiconservativa y bidireccional. DNA
polimerasas en E.coli. Enzima de Kornberg: actividades. Fragmento Klenow.
Origen de replicación : oriC. Iniciación en E.coli: helicasas, girasa,
proteínas ssB. Replisoma : Polimerasa III,  primasa,
fragmentos de Okazaki.  Polimerasa I. DNA ligasa. Múltiples orígenes en
eucariotas. Replicación en los telómeros: telomerasa. Fidelidad de la
replicación. Replicación de la cromatina. Replicación del DNA mitocondrial.
Replicación de virus RNA: replicasas. Replicación de retrovirus: transcriptasa
inversa, integrasa. Inhibición de la replicación.
3. MUTACION, REPARACION Y MODIFICACION DEL GENOMA
Tipos de de mutaciones y principales mutágenos. Modificaciones químicas en el
DNA: desaminación, depurinización. Mecanismos de reparación directa:
fotoreactivavción, metil guanina metiltransferasa. Reparación por ruptura de
bases. Reparación por ruptura de nucleótidos. Sistema de reparación Mut
bacteriano. Reparación por recombinación. Defectos en la reparación del DNA :
enfermedades. Recombinación homóloga. Modelos: copia, ruptura y reunión.
Sistema de recombinación Rec bacteriano. Recombinación  no homóloga específica
de lugar. Integración de lambda en E.coli. Reordenamientos genómicos:
movimiento, duplicación y amplificación del DNA. Recombinación no específica de
lugar. Transposones. Retrotransposones I y II. Retrogenes.
4. TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS
Química y enzimología de la transcripción. RNA polimerasas. Iniciación :
secuencias cis y burbuja de iniciación, factor sigma. Elongación: modelos de
avance.Terminación : secuencias GC y factor Rho. Inhibición de la
transcripción. Regulación : concepto de operón. Operón lac : operador y genes
estructurales. Represor, inductor, co-represor, represión catabólica, CAP-cAMP.
Operón de la arabinosa. Operón del triptófano : atenuación. Procesamiento y
maduración del rRNA y tRNA procariota. RNAsas. Ribozimas.
5. TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS
RNA polimerasas. Diferencias generales con procariotas. Factores de iniciación,
elongación y terminación. Promotor de la polimerasa II: secuencias cis.
Factores TFII, TBP y TAFs. CAP y poliadenilación del RNA mensajero :
guanililtransferasa y poli-A-polimerasa. Procesamiento del RNA mensajero:
spliceosoma. Splicing alternativo. Unidades transcripcionales. Promotor de la
polimerasa I. Factores TFI, SL1 y UBF. Transcripción por la polimerasa III,
factores TFIII. Transcripción mitocondrial. Procesamiento del RNA ribosómico y
transferente.
6. SINTESIS DE PROTEINAS
El código genético. Modificaciones al código general. Aminoacil tRNA
sintetasas. Iniciación
en procariotas. Secuencia Shine-Dalgano. Formil metionil tRNA. Factores de
iniciación Ifs.  Fase de elongación. Peptidil transferasa. Factores EF y
translocación. Terminación. Balance energético de la biosíntesis de proteínas.
Corrección de errores durante el proceso de síntesis. Inhibición de la síntesis
de proteínas. Fases finales de la síntesis: plegado de la cadena y modificación
covalente. Modelo de secreción de proteínas en procariotas.  Diferencias en la
biosíntesis en eucariotas : factores eIFs e iniciación, factores eEFs y RFs.
7. CONTROL REGULACION Y EXPRESION GENETICA EN EUCARIOTAS
Secuencias cis y factores trans. Secuencias reguladoras o enhancers..
Activadores y represores de la transcripción. Motivos estructurales de los
factores de transcripción: homeodomain, dedos de zinc, cremalleras de leucina,
hélice-lazo-hélice. Modificaciones postranslacionales de las proteínas :
fosforilaciones, glicosilaciones, formación de puentes disulfuro,
ribosilaciones, farnesilaciones. Reconocimiento del péptido de señal, partícula
SRP. Vida media de las proteínas. Ubiquitinización.
8. TECNOLOGIA DE ACIDOS NUCLEICOS.
Purificación. Cuantificación. Análisis electroforético. Síntesis de
oligonucleótidos. Mapa de restricción de DNA. Plásmidos y fagos. Resistencia a
antibióticos. Células huésped: E.coli. Enzimas de modificación : restricción,
transferasa terminal, nucleasa S1. Adaptadores.  Clonaje. DNA ligasa.
Transferasa terminal. Fragmento klenow. Polinucleótido kinasa y fosfatasa
alcalina. Transformación: electroporación. Vectores : pUC, pBS, lambda,
cósmidos, YACs, BAC, PAC.. Genotecas : expresión y genómicas. Muestreos en el
clonaje de secuencias de DNA y cDNAs. Marcaje radiactivo : alfa dNTP, gamma
dNTP. Marcaje no radiactivo : biotina dUTP, avidina. Secuenciación. Hibridación
Southern y Northern. Hibridación in situ. FISH. Amplificación de ácidos
nucleicos: PCR, RT-PCR. Mutagénesis dirigida.  Expresión de proteínas :
vectores de expresión. Proteínas de fusión. Ingeniería de proteínas :
modificaciones. Transfección de DNA. EMSA. Fingerprinting. RNAi. RNA anti-
sentido. Técnica del knock-out.
9. APLICACIONES DE LA BIOLOGIA  MOLECULAR
Producción de proteínas recombinantes de interés clínico: insulina, hormona del
crecimiento, anticuerpos. Diagnóstico genético de enfermedades. Diagnóstico de
enfermedades infecciosas. Diagnóstico de paternidad. Medicina forense y
policial.  Terapia génica: taxis genéticos, cromosomas artificiales. Taxonomía
molecular. Organismos transgénicos. Clonación de células. Clonación de
organismos Biotecnología de plantas : plásmido Ti, aplicaciones
biotecnológicas. Bioética. Patentes en biotecnología.

Sesiones practicas desarrolladas en el laboratorio. Sesión en el aula de
informática. Clases teóricas sobre el programa de la asignatura

Asistencia realización y aprovechamiento de las prácticas. Examen final: Se
realizará un examen compuesto por varias preguntas relativas al programa
teórico y en la calificación final de la asignatura las practicas realizadas
contabilizarán hasta un 20% de la calificación final

MOLECULAR BIOTECHNOLOGY                  Glick    2003
BIOLOGIA MOLECULAR DE LA CELULA    Alberts    1996
RECOMBINANT  DNA      Watson          1992
BIOQUIMICA        Stryer    2003
BIOQUIMICA        Voet    1998
BIOQUIMICA        Mathews          2003
GENES VII        Lewin    2000
THE CELL        Cooper     2000
GENES Y GENOMAS              Singer    1993