El objetivo es que el alumno tras conocer los fundamentos teóricos de las técnicas espectroscópicas sepa interpretar la información contenida en las medidas realizadas a un sistema molecular o celular, así como plantear experimentos

En la asignatura se trabajan distintas competencias (específicas, generales y transversales). Además de establecer las bases para manejar adecuadamente conocimientos básicos de técnicas instrumentales, diseñar experimentos, obtener información e interpretar resultados, se desarrolla la capacidad de análisis, síntesis y razonamiento crítico en la aplicación del método científico, es decir se establecen las bases para argumentar en el área que nos compete. Se inculca la necesidad de utilizar términos precisos a la hora de transmitir ideas, y se estimula que el estudiante presente sus conclusiones tras evaluar información.

Contenidos.



Fundamentos de espectroscopia. Espectroscopia de absorción UV-vis. Espectroscopia de emisión. Dicroismo circular. Espectroscopia vibracional: infrarrojo y Raman. Técnicas de dispersión. Técnicas de resonancia nuclear.



Desarrollo teórico-aplicado.

1. Fundamentos de espectroscopía. Radiación electromagnética. Interacción Materia-Radiación. Niveles energéticos moleculares. Espectro electromagnético. Principales técnicas espectroscópicas. Transiciones energéticas asociadas.

2. Espectroscopía de Absorción UV-VIS. Fundamentos. Cromóforos en sistemas biológicos. Aplicaciones biológicas de la espectroscopía UV-VIS.

3. Espectroscopía de emisión. Principios básicos de la Fluorescencia. Extinción de la emisión. Transferencia de energía por resonancia. Polarización/Anisotropia de la fluorescencia. Fluoróforos más habituales en sistemas biológicos. Tiempos de vida y fluorescencia resuelta en el tiempo. Ejemplos de aplicaciones de la fluorescencia a sistemas biológicos.

4. Dicroismo circular en UV-VIS. Fundamentos y aplicaciones. Estructura secundaria de proteínas.

5. Espectroscopia vibracional. Vibraciones moleculares. Espectroscopia Infrarroja. Espectroscopia Raman. Aplicaciones biológicas: Estructura secundaria de proteínas. FT-IR.

6. Dispersión. Fundamentos y aplicaciones

7. Técnicas de resonancia nuclear. Fundamentos. Parámetros y estructura de proteínas.



Trabajo experimental.

A. Aplicación de espectroscopia uv-vis para determinar el estado de reducción del citocromo c. Cálculo del potencial de oxido-reducción

B. Elaboración protocolo para medir efecto de la polaridad del disolvente en la emisión de una sonda fluorescente.

C. Efecto de la polaridad del disolvente en la emisión de una sonda fluorescente.

D. Elaboración protocolo para determinar el mecanismo de la extinción de fluorescencia de una proteína.

E. Extinción de fluorescencia de una proteína

Clases Magistrales.

Exposición del docente de los fundamentos de las distintas técnicas espectroscópicas.



Clases GA.

Descripción, análisis y discusión de experimentos y resultados obtenidos en trabajos de investigación publicados en revistas de investigación.

Resolución de ejercicios de cuantificación.

Preparación de protocolos de trabajos experimentales.

Clase práctica-evaluación de un ejercicio tipo examen.

Elaboración y defensa de un póster que refleje un trabajo de investigación publicado.



Clases GO.

Análisis mediante software suministrado de espectros de IR. Aplicación de métodos de resolución espectral: sustracción de espectros, aplicación de derivadas, deconvolución, determinación de contenidos de estructura secundaria de proteínas.

Identificación de tipos de lipoproteínas de suero basado en análisis de espectros de IR.



Clases GL.

Desarrollo experimental de protocolos suministrados o creados por los alumnos.

Toma de decisiones.

Análisis de resultados.

Discusión de resultados.

Para la evaluación se tiene en cuenta



1. Realización de las prácticas (obligatorias)

Informes de las prácticas realizadas durante el curso. Se presenta la rúbrica de evaluación, explicando que se busca y evalúa en el informe.

Presentación en fechas determinadas que se les notifica el primer día del cuatrimestre

Hay un feed-back tras la corrección del primer informe.



2. Presentación y defensa de ejercicios y casos aplicados.

Análisis espectral para identificar tipos de lipoproteínas mediante análisis espectral (Obligatoria)

Trabajo personal de un ejercicio que contempla un caso real extraído de la literatura.





3. Examen global de la asignatura. Se indica la valoración de cada parte del examen.



La nota final de la asignatura corresponderá a la suma de las calificaciones obtenidas en los apartados evaluados. Se requiere una nota mínima (40 %) en el apartado de examen global para aprobar la asignatura.





EPara el alumnado, sujeto tanto a evaluación continua como final, bastará con no presentarse a la prueba final para que la calificación final de la asignatura sea no presentado o no presentada

No hay un único libro que pueda calificarse de libro de texto.

Bibliografía básica

- Spectroscopy for the Biological Sciences. G.G.Hammes (2005) Wiley Interscience.

- Biological Spectroscopy. Campbell I.D. and Dwek, R.A. (1984), Benjamin Cummings

- Biophysical Chemistry. Part II: Techniques for the study of biological structure and function. C. R. Cantor and P. R. Schimmel. (1980) W. H.Freeman and Company

Bibliografía de profundización

- Estructura de proteínas, Gómez-Moreno C., Sancho, J (2003), Ariel Ciencia
- Energy levels in Atoms and Molecules. W.G. Richards y P.R. Scott. (1994) Oxford University Press.
- Molecular Spectroscopy J.M. Brown. (1998) Oxford University Press.
- Foundations of Spectroscopy S. Duckett and B. Gilbert. (2000) Oxford University Press.
- Spectrometry and Spectrofluorimetry. A Practical Approach. C.L. Baschford and D.A. Harris. (1987) IRL Press.
- Spectrophotometry and Spectrofluorimetry. M.G. Gore. (2000) Oxford University Press.
- Principles of Fluorescence Spectroscopy. J.R. Lakowicz. (1999) Plenum Press.
- Introduction to Biophysical Methods for Protein and Nucleic Acid Research. J.A. Glasel y M.P. Deutscher (eds.) (1995). Academic Press
- Protein Structure: a practical approach. T. E. Creighton. (1990) IRL Press at Oxford University Press.
- Cell and Molecular Biology: concepts and experiments. G. Karp. (1996) J. Wiley and Sons, Inc
- Methods in Molecular Biophysics. Structure, dynamics, function. I.N. Serdyuk, N.R. Zaccai, J. Zaccai (2007) Cambridge

Revistas

Science, Nature, Biochemical Education