Profesorado

Manuel Jesus Martínez Valdivia

Objetivos

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.

Programa

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. METODOS EXPERIMENTALES EN BIOLOGIA MOLECULAR
Aislamiento, purificación y cuantificación de DNA y RNA. Análisis
electroforético. Síntesis de oligonucleótidos. Enzimas de modificación:
restricción, transferasa terminal, nucleasa S1, ligasa, DNA polimerasa,
polinucleótido quinasa, Fosfatasa alcalina. Mapa de restricción del DNA.
Vectores
de clonación: plásmidos, fagos, cósmidos, BACs, YACs. Adaptadores. Clonaje
molecular. Transformación bacteriana: resistencia a antibióticos, tipos y
características de células huésped. Electroporación. Genotecas: genómicas
y de
expresión. Muestreo en el clonaje de genes: estrategias. Marcaje de
sondas: alfa
dNTP, gamma dNTP, marcaje no radiactivo. Técnicas de hibridación: Southern,
Northern, FISH. Secuenciación de DNA. PCR. Mutagénesis. Expresión de
proteínas:
vectores, proteínas de fusión. Transfección de DNA. EMSA. Footprinting. RNA
interferente. Análisis de promotores e inicio de la transcripción.
Análisis de
proteínas: electroforesis, western blot, inmunoprecipitación,
inmunofluorescencia. Cromatografias de filtración y de intercambio iónico.
Cromatografía de afinidad DNA-proteína. Ensayo de unión proteína-proteína.
Microarrays.
9. APLICACIONES DE LA BIOLOGIA  MOLECULAR Y LA BIOTECNOLOGIA
Producción de proteínas recombinantes:  hormona del crecimiento, insulina.
Producción de hibridomas: anticuerpos monoclonales. Aplicaciones de la
Biología
Molecular a la generación de vacunas.   Diagnóstico genético de
enfermedades:
variaciones experimentales. Polimorfismo genético : taxonomía molecular,
identificación de la paternidad,  aplicaciones a la medicina forense y
policial.
Terapia génica: taxis o vectores genéticos. Organismos transgénicos.
Clonación de
células y organismos. Proyectos genoma: la genómica y la proteómica.
Biotecnología de plantas: plásmido Ti, aplicaciones biotecnológicas.
Biodegradación de xenobióticos. Bioética. Patentes en biotecnología.

PROGRAMA DE PRACTICAS
1. Aislamiento de ADN plasmídico.
2. Purificación de ADN genómico.
3. Digestión con enzimas de restricción y nucleasas.
4. Amplificación de un fragmento de ADN por PCR.
5. Análisis electroforético en geles de agarosa.

6. Bioinformática. Empleo de bases de datos en Biología Molecular

Actividades

asignatura sin docencia

Metodología

asignatura  sin docencia

Criterios y Sistemas de Evaluación

Se evaluará el examen final de teoria y las calificaciones obtenidas en
las practicas de laboratorio en cursos previos.

Recursos Bibliográficos

MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL  4ª ed.  2002  B. Alberts ….
Garland Science          ISBN  0815332181
BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR  4ª ed.  2002  H. Lodish
Scientific American Books
GENES VIII               2003  B. Lewin
Prentice Hall    ISBN  0131439812
MOLECULAR BIOLOGY OF THE GENE  5ª ed.  2004  J. Watson……
Benjamin Cummings    ISBN  080534635X
MOLECULAR BIOTECHNOLOGY    3ª ed.   2003   B. R, Glick…..
ASM Press                   ISBN  1555812244
BIOCHEMISTRY      3ª ed.   2002   C.K. Mathews…..
Addison Wesley            ISBN  0805330666
BIOCHEMISTRY       5ª  ed.   2002  J.M. Berg……
Reverté                          ISBN   07167300510
INTRODUCTION TO BIOTECHNOLOGY  1ª  ed.   2003  W.J. Thieman…..
Benjamin Cummings       ISBN  0805348255
BASIC LABORATORY METHODS FOR BIOTECHNOLOGY  1ª  ed.   2000   L.A.
Seidman…..
Prentice Hall                   ISBN  0137955359