COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

1.Adquirir una perspectiva actual de las estrategias metodológicas y tecnológicas que se emplean en la Genética Molecular y en el análisis molecular de los genomas.

2.Comprender y reconocer las aplicaciones de las técnicas moleculares y de la manipulación de genomas, en el ámbito de la investigación en Biología, de la Biomedicina y la Biotecnología y de la industria Agropecuaria

3.Conocer y manejar procedimientos técnicos básicos que permitan al estudiante familiarizarse con el análisis molecular.



COMPETENCIAS TRANSVERSALES

1.Desarrollar la capacidad de análisis y síntesis y progresar en el razonamiento crítico y en el compromiso ético

2.Desarrollar la capacidad de organización y planificación

3.Ahondar en el trabajo en equipo

PROGRAMA DE TEORÍA



INTRODUCCIÓN

1.- DNA recombinante: Definición y objetivos. Un desarrollo histórico de la tecnología del DNA recombinante. Sistema general de análisis y manipulación de genes. Conceptos básicos en Genética Molecular.



FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS Y MANIPULACIÓN DEL DNA

2.- Técnicas básicas para el análisis y manipulación de ácidos nucléicos: Extracción de DNA y RNA, purificación y cuantificación y electroforesis. Utilización de herramientas enzimáticas. Hibridación. Southern.

3.- Técnicas para la amplificación in vitro de ácidos nucléicos: Descripción de la PCR. Características de la reacción y condiciones generales. Diseño de cebadores específicos e inespecíficos. Clonación de productos de PCR. Mutagénesis dirigida. Real Time PCR. Secuenciación. Síntesis de DNA.

4.- Identificación de genotipos: Polimorfismos y marcadores de DNA: RFLPs, VNTRs, microsatélites, SNPs. Aplicaciones de la identificación de genotipos.

5.- Técnicas básicas de análisis de expresión génica: Northern. RT- PCR. Hibridación in situ. Microarrays de expresión. Western. Inmunohistoquímica. Proteómica.



MANIPULACIÓN DEL DNA Y CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN BACTERIAS

6.- Clonación de DNA en bacterias: el DNA recombinante en bacterias. Características del hospedador bacteriano. Tipos y características de los vectores de clonación. Sistemas de transformación en bacterias. Selección de transformantes. Extracción y purificación del DNA plasmídico.

7.- Expresión de genes heterólogos en bacterias: problemas y soluciones. Vectores de expresión. Elementos de los sistemas de expresión. Fusión de genes. Purificación y detección de proteínas. Genes marcadores. Aplicaciones de la transformación de bacterias.

8.- Genotecas. Genotecas genómicas y de cDNA. Genotecas de clonación y genotecas de expresión. Identificación del DNA clonado: hibridación con sondas marcadas (sistemas de marcaje, síntesis de oligos,...), búsqueda de proteínas y detección de actividad biológica.



MANIPULACIÓN DEL DNA Y CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS

9.- Características generales de la clonación de DNA en eucariotas: Métodos generales de transferencia génica en eucariotas. Transfección transitoria y estable.

10.- Levaduras modificadas genéticamente: Características de las levaduras hospedadoras. Sistemas de transferencia génica. Tipos y características de los vectores de clonación. Sistemas de control de la expresión y expresión de genes heterólogos. Aplicaciones.

11.- Plantas modificadas genéticamente: Transferencia génica en plantas. Sistemas de transferencia génica. Tipos y características de los vectores de clonación. Sistemas de control de la expresión de genes heterólogos. Aplicaciones.

12.- Modificación genética de células de mamíferos: Características de las células hospedadoras. Sistemas de transferencia génica. Tipos y características de los vectores de clonación en mamíferos. Sistemas de control de la expresión de genes heterólogos. Aplicaciones.

13.- Inactivación, silenciamiento y edición de genes: Inactivación génica por recombinación homóloga. Recombinación de sitio específico e inactivación génica condicional. Silenciamiento génico mediante RNA de interferencia (RNAi): oligonucleótidos antisentido, siRNAs y miRNAs. Edición de genes mediante CRISPR/Cas9.

14.- Animales modificados genéticamente: Generación de ratones transgénicos: knockout y knockin. Sistemas de expresión controlada. Generación de otros animales transgénicos: transferencia nuclear. Aplicaciones

15.- Terapia génica ex vivo e in vivo y somática vs germinal. Sistemas de transfección de células humanas. Utilización de la terapia génica en enfermedades genéticas y en enfermedades adquiridas.





PROGRAMA DE PRÁCTICAS

Clonación del genoma del fago lambda en el plásmido pUC18:

a)Digestión del genoma del fago lambda y del vector pUC18. Ligación

b)Transformación de bacterias competentes con la mezcla de ligación y siembra en medio selectivo

c)Extracción y purificación de los plásmidos recombinantes

d)Identificación de los fragmentos clonados mediante análisis del tamaño del fragmento clonado tras digestión y PCR

La asignatura incluye diferentes modalidades docentes. En las clases magistrales se trabajan los conceptos teóricos. Las sesiones de prácticas de aula están relacionadas con la aplicación de contenidos teóricos a la resolución de situaciones problemáticas, con la realización de estimaciones cuantitativas para su posterior aplicación experimental, con la interpretación de resultados experimentales, etc. En las sesiones de seminarios, los estudiantes trabajan de forma crítica sobre textos científicos relacionados con la aplicabilidad de las metodologías aprendidas y con su seguridad y percepción social.

El sistema de evaluación incluye un examen final y otras pruebas que forman parte de la evaluación continua:

1) La prueba final escrita (50% de la nota) consta de preguntas de test (15%) y preguntas a desarrollar (35%). Para que la asignatura pueda ser aprobada, se requerirá un mínimo de 4,0 puntos (sobre 10) en cada uno de los apartados.

2) Las pruebas escritas realizadas en grupo y que forman parte de la evaluación continua incluyen la entrega de la memoria relativa al trabajo experimental realizado en las sesiones de laboratorio (30%), la resolución de problemas teóricos y prácticos (10%) y la entrega de la memoria relativa al trabajo realizado en las sesiones de seminarios (10%) y. La evaluación de las actividades grupales será individualizada en función del nivel de compromiso y de la implicación personal con el trabajo grupal realizado. Para que la asignatura pueda ser aprobada, se requiere un mínimo de 4,0 puntos (sobre 10) en cada uno de los apartados.

La renuncia a la evaluación continua requiere de un escrito explicativo dirigido al profesorado, antes de que hayan transcurrido 9 semanas de docencia.

La no presentación a la prueba final supondrá la renuncia a la convocatoria de evaluación y constará como un No Presentado.

EL PROFESORADO FACILITARÁ A LOS ESTUDIANTES EL SIGUIENTE MATERIAL:
Se utilizará como material básico una colección de problemas que será entregada a los estudiantes con suficiente antelación. En la colección se incluyen problemas que no serán resueltos en el aula y que el estudiante deberá utilizar como material para el trabajo personal.
También se facilitará el protocolo de las prácticas y la documentación necesaria para la realización de los seminarios con suficiente antelación. En el caso del protocolo de prácticas, se incluyen los objetivos de cada actividad, su fundamento teórico, el desarrollo técnico de las mismas y algunas preguntas a las que cada alumno y alumna debe responder durante o tras la finalización de la práctica correspondiente. Es obligada la lectura del protocolo antes de la realización de la correspondiente práctica puesto que en el laboratorio no se responderá a ninguna cuestión que esté recogida en dicho protocolo o que requiera de conocimientos teóricos previos que deberían haberse revisado anteriormente. En cuanto a los seminarios, se entregará la documentación de apoyo y correspondiente a cada sesión.
Toda la documentación necesaria estará disponible en el aula virtual de apoyo a esta materia.

Bibliografía básica

- Nicholl D.S.T. (2008) An introduction to Genetic Engineering. Cambridge University Press (3ª edición) ISBN-10: 0521615216

- Perera J, Tormo A., García JL (2002) Ingeniería Genética (volumen I ISBN: 9788477389644; volumen II ISBN: 9788477389651). Ed Síntesis.

- Wink M. (redactor) (2011) An introduction to Molecular Biotechnology: Fundamentals, Methods and Applications. Ed. Wiley ISBN-10: 3527326375

- Stephenson F. 2012. Cálculo en Biología Molecular y Biotecnología. Guía de matemáticas para el laboratorio. 2ª ed. Elsevier. ISBN 8490220913

Bibliografía de profundización

- Lewin, B. (2011) Genes X; Jones and Bartlett Publishers, Massachussets. ISBN-13: 9780763766320
- Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. 2007. The Cell: A Molecular Approach. 4ª Ed. Sinauer associates.
- Pierce, B.A. Genetics Essentials: Concepts and Connections. 2015 (3rd Ed.). W. H. Freeman and Co. ISBN: 1464190755

Revistas

Nature
Science
Nature Review Genetics