El objetivo principal es familiarizar al alumno con la base conceptual y la información que se dispone sobre las técnicas básicas usadas en biología molecular y la aplicación de los conocimientos y las técnicas a la expresión de genes heterólogos en bacterias, levaduras y eucariotas superiores; orientadas a la producción de organismos transgénicos para su uso industrial o biomédico. Mediante la adquisición de este conocimiento el alumno debe ser competente para utilizar las técnicas de Biología Molecular como herramienta para contrastar hipótesis sobre los mecanismos moleculares subyacentes a los diferentes procesos biológicos (fisiología celular, diferenciación y desarrollo, estructura-función de proteínas).

Contenido:

Hibridación, clonaje celular y acelular, mutagénesis, transformación, transfección, transferencia de genes a células en cultivo, transferencia de genes a organismos completos, interferencia y silenciamiento, vectores víricos para la transferencia, transgénicos.

Competencias transversales :

- Colaborar y trabajar en equipo

- Desarrollar la capacidad creativa y emprendedora para formular, diseñar y gestionar proyectos, buscar e integrar nuevos conocimientos y actitudes

- Transmitir información, ideas, problemas y soluciones y comunicarlas a un público especializado y no especializado

- Relacionar los conocimientos moleculares adquiridos con sus posibles aplicaciones biomédicas.

- Interpretar y evaluar la literatura científica y recursos online del área.

Competencias Específicas :

- Utilizar adecuadamente las herramientas metodológicas para el clonaje, expresión y mutación de ácidos nucleicos. así como la purificación y caracterización de proteínas recombinantes.

- Comprender las bases moleculares de la transferencia y expresión génica en células eucariotas y las estrategias experimentales para la obtención de organismos transgénicos.

- Conocer los principios, la instrumentación y las aplicaciones de las principales técnicas de Biología Molecular

1. Técnicas Básicas en Biología Molecular: Aislamiento. Fragmentación y separación de ácidos nucleicos. Hibridación. Técnica de PCR. Secuenciación: de Sanger (dideoxi), secuenciación automática, nuevas tecnologías, aplicaciones. Genotecas: elaboración y búsquedas (screening).

2. Expresión de Genes Heterólogos: Problemas y soluciones. Sistemas de expresión en: Bacterias (vectores mono y policistrónicos, proteínas de fusión, sistema pET, integración de genes), Levaduras (Saccharomyces y otras cepas, ejemplos de proteínas expresadas), células animales (células de insectos y de mamíferos), células vegetales.

3. Ingeniería de Ácidos Nucleicos: Técnicas de mutagénesis dirigida y al azar. Ingeniería de proteínas.

4. Organismos genéticamente modificados: Aplicaciones de los Microorganismos Modificados Genéticamente. Ingeniería de Organismos Completos (transgénicos). Producción de ratones transgénicos. Interrupción génica: silenciamiento in vitro. Control de la actividad génica in vivo: sistemas inducibles, aplicaciones de la recombinación específica de sitio. Posible aplicación del transporte nuclear a la producción de animales transgénicos. Aplicaciones biotecnológicas y biomédicas de los animales transgénicos (Optogenética). Producción de plantas transgénicas y sus aplicaciones.



PRÁCTICA DE ORDENADOR

Utilización de datos de bases y programas útiles para el diseño de clonación de genes. Estas bases de datos y programas se utilizarán para el desarrollo del proyecto.

Como metodología docente utilizaremos:

Las clases magistrales, sesiones de explicación por parte del profesor en las que se buscará la interacción con los alumnos mediante el planteamiento de preguntas sobre el tema de cada sesión.

Las prácticas de aula, mediante el análisis de artículos científicos o problemas teóricos se analizan las distintas maneras de solucionar los desafíos presentados en la clonación y expresión de proteínas heterólogas en sistemas celulares.

Las prácticas de ordenador, se busca familiarizar al alumno con las distintas herramientas informáticas disponibles para planificar con éxito la clonación de proteínas en los sistemas disponibles.

Los seminarios, en los que los alumnos exponen públicamente un tema y lo debaten con sus compañeros y el profesor.

La docencia magistral será evaluada mediante pruebas escritas tipo respuestas múltiples y preguntas cortas. También se incluirán ejercicios y problemas relacionados con los otros tipos de docencia. La nota de este tipo de pruebas contribuirá con un 60% en la nota final. La capacidad del alumno de integrar información se evaluará mediante problemas de carácter teórico en los que se incluirán ejercicios relacionados con las habilidades adquiridas en las prácticas de ordenador y de aula, y contribuirá en un 10% a la nota. El proyecto (trabajo escrito y presentación oral) contribuirá con el 25 %. Por último, un 5% de la nota se reservará para evaluar el trabajo individual (participación en el foro, glosario , etc) sobre temas relacionados con la asignatura.

La nota final de la asignatura corresponde a la suma de las calificaciones parciales de los apartados evaluados. Para aprobar la asignatura es imprescindible aprobar las pruebas escritas relativas a la docencia magistral y haber realizado el proyecto de investigación (informe y seminario) y las prácticas de aula y ordenador .

La asignatura está diseñada para ir proporcionando a los alumnos información cualitativa sobre su proceso de aprendizaje, es decir, se utilizará preferentemente el sistema de evaluación continua. Los estudiantes que hayan renunciado a la evaluación continua y se acojan a la final podrán obtener el 100% de la nota utilizando las mismas herramientas y porcentajes de evaluación anteriormente descritos .

Para 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

Pagina Moodle del curso

Bibliografía básica

- Alberts B, Heald R, Johnson AD, Morgan A, Raff M, Roberts K, Walter P. (2022) Molecular Biology of the Cell; 7th edition, W. W. Norton & Company.

- Krebs JE, Goldstein ES, Kilpatrick ST (2017) Lewin’s Genes XII; Burlington : Jones & Bartlett Learning.

- Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, Martin K, Yaffe M, Amon A (2021) Molecular Cell Biology, 9th edition. MacMillan Press

- Watson JD, Caudy AA, Myers RM, Witwoski JA (2006) Recombinant DNA: Short Course, 3rd edition. WH Freeman.

- Wilson K, Walker J (2018) Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology, 8th edition; Cambridge University Press.

-Karp G, Iwasa J, Marshall W (2019) Karp´s Cell and Molecular Biology, 9th edition.Wiley.

- Glick BR, Cheryl LP (2022) Molecular Biotechnology: Principles and applications of recombinant DNA. Wiley.

- Herráez A (2012) Biología Molecular e Ingeniería genética. Concepto, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. Elsevier.

Bibliografía de profundización

- Kejin H (2020). Nuclear Reprogramming. Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Humana Press.
- Wang K (2016) Agrobacterium Protocols, 3rd edition. Vols I y II. Methods in Molecular Biology. Humana Press.

Revistas

Nature, Science, Cell, Nature genetics, Genome Research, Methods, Molecular Cell