En esta asignatura se imparte tanto el fundamento teórico de la biología molecular como las herramientas básicas del conjunto de tecnologías que se conocen con el nombre de DNA recombinante. Estas tecnologías constituyen la base de la biología molecular y biotecnología. Algunos de los temas que se imparten en esta asignatura serán objeto de profundización en otras asignaturas de los últimos cursos del grado como Métodos en Biología Molecular y Ampliación de Biología Molecular. . Además, su contenido se complementa con la asignatura Técnicas Instrumentales, que se imparte paralelamente durante el segundo cuatrimestre de segundo curso. Con esta asignatura el alumnado aprende las aplicaciones de las principales técnicas de biología molecular asociadas al uso de sistemas biológicos: DNA recombinante y clonación, y técnicas de expresión de proteínas recombinantes en distintos sistemas celulares tales como bacterias, células animales, células vegetales y la utilización de los distintos tipos de vectores plasmídicos, vectores víricos.

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.

- Aplicar en los trabajos académicos los resultados de un proceso de indagación y/o de investigación teniendo en cuenta Objetivos de Desarrollo Sostenible

- Sintetizar y comunicar de forma oral y escrita las ideas, haciendo uso de un lenguaje académico e integrando los términos vistos en la asignatura.



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. En estas sesiones se trabajarán también, mediante píldoras formativas, la competencia transversal compromiso social y las competencias relacionadas con la investigación.

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/a.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 45
  • Prueba tipo test (%): 15
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Trabajos individuales (%): 5
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 25

La docencia magistral será evaluada mediante pruebas escritas tipo respuestas múltiples y preguntas cortas. La nota de este tipo de pruebas contribuirá con un 60% en la nota final También se incluirán ejercicios y problemas relacionados con los otros tipos de docencia, relacionados con las habilidades adquiridas en las prácticas de ordenador y de aula, y contribuirá en un 10% a la nota.



Se realizará una actividad conjunta con la asignatura Técnicas Instrumentales, con el objetivo de integrar el conocimiento adquirido en sobreexpresión y purificación de proteínas. Además, se trabajará la competencia transversal Compromiso Social y Comunicación y Plurilingüismo. Este proyecto (trabajo escrito y presentación oral) contribuirá con el 25 %. Por último, un 5% de la nota se reservará para evaluar el trabajo individual 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.

En esta convocatoria la nota final se obtiene de la suma de las calificaciones obtenidas en los mismos apartados evaluados en la convocatoria ordinaria. Si alguno de los apartados evaluados en la convocatoria ordinaria ha obtenido una calificación de aprobado o superior, se mantendrá la nota para la convocatoria extraordinaria.

La no presentación a la prueba fijada en la fecha oficial de exámenes supondrá la renuncia automática a la convocatoria correspondiente.

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, Molecullar Cell

Direcciones web

- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/
- https://proteininformationresource.org/
- https://www.ensembl.org/index.html
- http//genome.cse.ucsc.edu/
- www.expasy.org/
- www.dnaftb.org/
- https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets- http://www.protocol-online.org/prot/Molecular_Biology/DNA/Mutagenesis/PCR_Mutagenesis/index.html
- www.sciencedaily.com