Profesorado

Manuel Jesus Martínez Valdivia
Antonio Astola Gonzalez

Situación

Prerrequisitos

Los alumnos que cursen la asignatura deben tener conocimientos suficientemente
amplios de Biología y Química general adquiridos en asignaturas previamente
cursadas en cursos iniciales de titulaciones universitarias.

Contexto dentro de la titulación

La asignatura se integra y coordina con diversas materias con contenidos
biológicos y abarca los fundamentos, técnicas y aplicaciones de la Biología
Molecular y de la Biotecnología con especial interés a las especies del mundo
marino y su medio ambiente.

Recomendaciones

Los alumnos deben tener como complemento indispensable,  conocimientos
generales de ciencias como la Bioquímica, Microbiología y la Genética. Así
mismo es imprescindible el conocimiento básico del idioma inglés a nivel de
lectura para la adquisición y asimilación de la información bibliográfica más
actualizada de la Biología Molecular y sus aplicaciones en la Biotecnología

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Capacidad de análisis, asimilación y discusión de trabajos científicos y
materias teóricas generales del área de la Biología en general y la Bioquímica
y Biología Molecular en particular. Para ello se requiere un conocimiento
básico del inglés científico, y  la posibilidad del uso de la consulta
bioinformática a través de las web especializadas en la materia.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Conocer las fuentes principales de información científica más
  usualmente empleadas para la acumulación y exposición informática de
  la bibliografía y experimentación en Biología Molecular.
  Saber analizar las estructuras, sistemas, tecnologías y posibles
  aplicaciones prácticas en numerosos campos de los conceptos básicos
  de estudio en la Biología Molecular.
  
  

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  Destreza en el aprendizaje de nuevas técnicas para el alumno en el
  laboratorio de Biología Molecular.
  Utilización efectiva y capacidad de selección de la bioinformación a
  partir de las múltiples páginas web disponibles.
  

• Actitudinales:

  Habilidad intelectual y capacidad de organización para desenvolverse
  en un laboratorio básico de Biología Molecular.
  Capacidad de síntesis y planificación del trabajo diario sobre el
  programa y tareas de la asignatura.
  
  

Objetivos

Proporcionar al alumno los conocimientos teóricos y prácticos básicos que le
permitan:
- Asimilar y desarrollar conceptos fundamentales sobre la Biología Molecular de
las proteínas y los ácidos nucleicos.
- Establecer las bases moleculares sobre la estructura de los genomas y los
genes y analizar los mecanismos celulares de la expresión y regulación génica.
-  Conocer  las principales técnicas experimentales en el análisis de
proteínas y ácidos nucléicos en el ámbito de la Biología Molecular.
-  Exponer las principales aplicaciones moleculares de las tecnologías del
ADN recombinante en el campo biotecnológico con especial incidencia en el mundo
marino.

Programa

Unidad Temática I    :  Estructura y Dinámica de los Acidos Nucléicos
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 covalentes
en el DNA. Formas del DNA : B,A,Z,H. Tamaño del DNA. Tipos de secuencias :
simples, repetidas, satélites, SINES. LINES, Alu, 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.

Unidad Temática II   :  Replicación de los Genomas
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.

Unidad Temática III  :  Mutación, Reparación y Modificación 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.

Unidad Temática IV  :  Transcripción en Procariotas y Regulación Génica.
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.

Unidad Temática V    : Transcripción 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.

Unidad Temática VI  :  Biosíntesis de Proteínas
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.

Unidad Temática VII :  Control, Regulación y Expresión Génica 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.

Unidad Temática VIII : Tecnología del ADN Recombinante
Purificación,  Cuantificación, y Análisis electroforético de RNA y DNA.
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, sistemas en E.coli y baculovirus. Proteínas de fusión.
Ingeniería de proteínas :modificaciones. Transfección de DNA. EMSA.
Fingerprinting. RNAi. RNA anti-sentido. Técnica del knock-out. Proyectos
Genoma : genómica y proteómica.

Unidad Temática IX    : Aplicaciones biotecnológicas de la Biología Molecular
Producción de proteínas recombinantes : insulina, hormona del crecimiento,
anticuerpos. Diagnóstico genético de enfermedades. Identificación Molecular de
agentes  infecciosos y contaminantes. Diagnóstico de paternidad. Terapia
génica: taxis genéticos, cromosomas artificiales. Taxonomía      molecular.
Organismos  transgénicos. Clonación de células. Clonación de organismos
Biotecnología de plantas: empleo del  plásmido Ti y sus aplicaciones
biotecnológicas. Bioética. Patentes en biotecnología.

Prácticas.

a) Laboratorio de experimentación .
Realización de las siguientes prácticas :
- Aislamiento de DNA plasmídico.
- Purificación de DNA genómico.
- Digestión con enzimas de restricción y nucleasas.
- Amplificación de un fragmento de DNA por PCR.
- Análisis electroforético de DNA en geles de agarosa.

b) Bioinformática.
Consulta de las bases de datos del ncbi y EMBO. Búsqueda bibliográfica:
autores, temas específicos, laboratorios  etc. Comparación de secuencias de
proteínas, y ADN. Homología de secuencias. Taxonomía Molecular.  Proyectos
genoma. Consulta de  revistas y libros on line.

Actividades

Realización de programa de prácticas en el laboratorio y ejercicios prácticos
de aprendizaje del uso de las  bases de bioinformática con aplicación en la
experimentación en Biología Molecular

Metodología

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

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 160

• Clases Teóricas: 31,5  
• Clases Prácticas: 10,5  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 3  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 3  
  • Sin presencia del profesorado: 12  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 55 (47+8)  
  • Preparación de Trabajo Personal: 29  
  • ...

    preparación de
    examen: 14

     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 2  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Criterios y Sistemas de Evaluación

•Asistencia y participación en las clases teóricas presenciales y clases
prácticas
•Realización de un examen sobre los contenidos de las clases presenciales
•Realización de una memoria sobre las prácticas
•Valoración en su caso de un trabajo autorizado y académicamente dirigido.

Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas
durante el curso):

•   La asistencia a las clases presenciales contribuirán a la calificación
global con un 5%.
•   El examen sobre los contenidos de las clases presenciales supondrá un
70%.
•   La memoria de prácticas y los trabajos sobre actividades dirigidas y
autorizadas alcanzará el 25% de la nota final.de la nota final.

•   El empleo del aula virtual servirá como herramienta útil para la
evaluación global del trabajo y conocimientos adquiridos por el alumno.

Recursos Bibliográficos

4.1 GENERAL

Molecular Biology of the Gene  Watson etal. 2004   CSHL Press
Biología Molecular de la Célula.  Alberts et al.   2004
Genes VII.   Lewin   2000
The Cell . A Molecular Approach.    Cooper    2000
Molecular Biotechnology  Glick et al.  1994  ASM Press
Recombinant DNA .   Watson   1992
Bioquímica.  Stryer y col.    2003
Biochemistry.  Berg et al.    2002
Bioquímica.  Voet y col.     1998
Bioquímica.  Mathews  y col. 2003  Addison Wesley