El rector de la Universitat de Barcelona ha resolt, en data 3 d’abril de 2020, d’acord amb el president de la Generalitat, la consellera d’Empresa i Coneixement, i els rectors i rectores de les altres universitats catalanes, suspendre la docència presencial corresponent al segon quadrimestre fins a la finalització del curs. Aquest fet obliga a adaptar la planificació de la docència presencial a la modalitat de docència en línia i en conseqüència també pot implicar la modificació d’alguns dels apartats del pla docent de les assignatures. La descripció dels canvis es recull en una addenda al final del pla docent original.
Dades generals |
Nom de l'assignatura: Biologia Molecular i Genòmica
Codi de l'assignatura: 363506
Curs acadèmic: 2019-2020
Coordinació: Joana Relat Pardo
Departament: Departament de Nutrició, Ciències de l'Alimentació i Gastronomia
crèdits: 6
Programa únic: S
Hores estimades de dedicació |
Hores totals 150 |
Activitats presencials i/o no presencials |
60 |
- Teoria |
Presencial |
36 |
|||
- Pràctiques d'ordinadors |
Presencial |
6 |
|||
- Pràctiques de laboratori |
Presencial |
9 |
|||
- Seminari |
Presencial |
9 |
Treball tutelat/dirigit |
50 |
Aprenentatge autònom |
40 |
Recomanacions |
— És important connectar-se regularment al Campus Virtual, on els professors publiquen informacions, convocatòries de les proves, exercicis d’autoavaluació i altres temes d’interès per a l’alumnat.
Altres recomanacions — Es recomana un bon nivell d’anglès. |
Competències que es desenvolupen |
- |
CT2 - Capacitat d'analitzar, de sintetitzar, i d'aplicar els coneixements a la pràctica. |
- |
Capacitat de comprendre i expressar-se oralment i per escrit en català, castellà i una tercera llengua, a més de buscar i integrar la informació. |
- |
CE32 - Capacitat per adquirir la formació bàsica per a l'activitat investigadora, sent capaços de formular hipòtesis, recollir i interpretar la informació per a la resolució de problemes seguint el mètode científic i comprenent la importància i les limitacions del pensament científic en matèria sanitària i nutricional. |
Objectius d'aprenentatge |
Referits a coneixements — Entendre els mecanismes del flux de la informació gènica (replicació, transcripció i traducció).
Referits a habilitats, destreses — Utilitzar el mètode científic per identificar problemes relacionats amb l’estructura i la funció de la matèria viva. Saber buscar informació, avaluar-la i classificar-la, així com ser capaç de formular hipòtesis i dissenyar estratègies per comprovar-les i obtenir-ne les conclusions.
Referits a actituds, valors i normes — Estimular l’aprenentatge autònom incentivant l’estudi personal de manera continuada.
|
Blocs temàtics |
1. Programa de teoria
1.1. Bloc I: DNA – RNA: les molècules de la vida.
El DNA com a material genètic. Flux de la informació genètica.
Estructura de les macromolècules de la informació: DNA i RNA. Estructura i nomenclatura dels nucleòtids. Síntesi de nucleòtids. Conformació de l’enllaç glicosídic. Bases modificades del DNA i RNA. Propietats fisicoquímiques de les bases. Estructura primària dels àcids nucleics: polinucleòtids i enllaç fosfodièster. Estructures secundàries del DNA i de l’RNA. Propietats fisicoquímiques dels àcids nucleics. Desnaturalització del DNA. Topologia del DNA: superenrotllament del DNA, topoisòmers i tipus principals de topoisomerases. Estructura del genoma. El genoma procariota. El genoma eucariota: Condensació del DNA: histones, nucleosomes i fibra de 10 nm, cromatina, cromosoma interfàsic i metafàsic. Genoma nuclear i organular. Complexitat del genoma eucariota. DNA repetitiu, DNA gènic: gens de còpia única, gens multicòpia (famílies gèniques i multigèniques) i gens accessoris (pseudogens processats i seqüències LINE i SINE).
1.2. Bloc II. Mutacions i reparació del DNA.
Replicació del DNA. Components moleculars de la replicació del DNA. Característiques generals de les DNA-polimerases. Tipus principals de DNA-polimerases procariotes. DNA-primasa. Etapes de la replicació en procariotes: inici, elongació i terminació. Diferències en la replicació del genoma eucariota i divisió cel·lular. DNA-polimerases eucariotes. Telòmers i telomerases.
Mutacions i reparació del DNA. Tipus de mutacions. Segons la magnitud (a gran escala o petita) i els efectes sobre el fenotip (silencioses, beneficioses i perjudicials). Mutacions associades a la replicació.
Mutacions per desaminació i alquilació de bases, per formació de dímers de timina, per agents oxidants i intercalants. Sistemes principals de reparació del DNA en E. coli. Reparació d’aparellaments incorrectes. Sistema de reparació per escissió de base. Sistema de reparació per escissió de nucleòtids. Sistemes de reparació directa: reparació dels dímers de timina i reparació per metiltransferases. Recombinació del DNA: recombinació homòloga i recombinació específica de lloc. Transposició.
1.3. Bloc III: De DNA a proteïna: síntesi, maduració i regulació del RNA.
Inici de la transcripció: Etapes de la transcripció, enzims i proteïnes participants. Complex d’iniciació en procariotes i en eucariotes. RNA-polimerases. Control de l’inici de la transcripció en procariotes. Operons. Control positiu i control negatiu. Control de l’inici de la transcripció en eucariotes. Elements en cis i en trans: activadors i repressors de la transcripció. Interacció entre els factors de transcripció i el complex de preinici. Control de l’activitat dels factors de transcripció. Accessibilitat del genoma: la cromatina i l’expressió gènica.
Regulació de la transcripció: control de l’expressió gènica. Canvis transitoris en la resposta a senyals: Activació de factors de transcripció: SREPB 1c, ChREBP, FOXO1, receptors nuclears. Canvis permanents en l’activitat del genoma: modificació del DNA–histones: epigenètica - nutrigenòmica. Diferenciació, proliferació i desenvolupament. Cèl·lules mare pluripotents induïdes: generació i ús. Síntesi i maduració de l’RNA. Tipus d’RNA. Síntesi en bacteris: elongació, terminació, antiterminació, atenuació. Síntesi d’mRNA en eucariotes: capping, elongació, terminació, poliadenilació, eliminació d’introns (splicing). Síntesi i processament d’RNA no codificant. Edició d’RNA (RNA editing). Transport i degradació d’RNA. Patologies associades a errors en la maduració.
1.4. Bloc IV: Síntesi de proteïnes: traducció i plegament.
El codi genètic, els tRNA i els ribosomes. El codi genètic. Estructura dels ribosomes. Paper del tRNA en la síntesi de proteïnes. Activació dels aminoàcids. Interacció codó-anticodó.
Síntesi de proteïnes: traducció de l’mRNA. Etapes de la traducció en procariotes i eucariotes: inici, elongació i terminació de la síntesi de proteïnes. Regulació de la traducció: Fosforilació de factors de la traducció. microRNA. Nivells de ferro: ferritina i transferrina. Antibiòtics i toxines que bloquegen la traducció com a mecanisme d’acció. Processament posttraduccional. Plegament: Xaperones. Modificacions posttraduccionals. Recanvi intracel·lular de proteïnes. Mecanismes de degradació de les proteïnes: El proteosoma i altres proteases intracel·lulars. Regulació de la proteòlisi intracel·lular. Relació entre l’estructura i la funció de les proteïnes: la mioglobina i l’hemoglobina. Centre d’unió de l’oxigen: Grup hemo i el seu ambient apolar. Residus crítics en la funció. Al·losterisme: L’hemoglobina com a model de proteïna al·lostèrica. Efecte de Bohr: intercanvi d’oxigen en el repòs i en l’exercici. Regulació al·lostèrica per 2,3-bisfosfoglicerat: adaptació a l’alçada i hemoglobina fetal. Models seqüencial i concertat. Malalties genètiques relacionades amb la síntesi defectuosa d’hemoglobina: anèmia falciforme, talassèmies.
2. Programa de seminaris
2.1. S1.- Tècniques bàsiques de manipulació del DNA.
Enzims de restricció, vectors de clonatge, hibridació: Arrays, cDNA.
2.2. S2.- Organismes model en biologia molecular.
Cultius cel·lulars. Transfecció. Transgènics i clònics.
2.3. S3.- Anàlisi de l’expressió gènica.
Anàlisi massiva de l’expressió gènica: seqüenciació, ultraseqüenciació. Estudi del control de l’expressió gènica: RT-PCR. qPCR.
2.4. S4.- Teràpia gènica: present i futur.
3. Programa de pràctiques
* En el programa de classes pràctiques s’integren els coneixements adquirits en les classes de teoria i en els seminaris. S’apliquen les tècniques bàsiques de biologia molecular amb la finalitat d’assolir uns objectius experimentals. Específicament s’estudia a nivell gènic la persistència entre els alumnes de l’activitat lactasa intestinal humana.
3.1. Pràctiques de laboratori
1. Obtenció de DNA genòmic humà.
2. Amplificació per PCR d’un fragment específic del DNA genòmic.
3. Digestió amb enzims de restricció del DNA amplificat.
4. Separació dels fragments obtinguts en la digestió per electroforesi en gels d’agarosa.
5. Interpretació dels resultats: persistència de l’activitat lactasa intestinal.
3.2. Pràctiques d’ordinador
Eines per a l’emmagatzematge, l’accés i l’anàlisi de la informació biològica. Ús de bancs de dades, disseny d’un clonatge.
Metodologia i activitats formatives |
La metodologia d’ensenyament inclou: |
Avaluació acreditativa dels aprenentatges |
L’avaluació continuada s’aplica per defecte a tot l’alumnat i consisteix en:
Avaluació única L’avaluació única consisteix en una prova presencial final de tot el temari, de tipus test, que pot incloure preguntes curtes, i que puntua el 80 % en la qualificació final de l’assignatura. Aquesta prova es fa durant el període d’avaluació previst en el calendari oficial d’avaluació del 2n semestre i inclou tot el temari de l’assignatura. |
Fonts d'informació bàsica |
Consulteu la disponibilitat a CERCABIB
Llibre
Tymoczko JL, Berg JM, Stryer L. Bioquímica: curso básico. Barcelona: Reverté; 2014.
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Bioquímica: sexta edición. Barcelona: Reverté; 2008.
Nelson DL, Cox MM. Principios de bioquimica [de] Lehninger: sexta edición. Barcelona: Omega; 2015.
Brown TA. Genomas: tercera edición. Buenos Aires: Médica Panamericana; cop. 2008.
Lodish H, et al. Molecular Cell Biology. 8th ed. New York, NY : Freeman, cop. 2016.
Lewin B. Genes IX: novena edición. México, D.F.: McGraw Hill-Interamericana; 2008.
Pàgina web
National Center for Biotechnology Information (NCBI)
ADAPTACIÓ DEL PLA DOCENT A LA MODALITAT DE DOCÈNCIA EN LÍNIA, DAVANT LA CRISI DE LA COVID-19, DURANT EL CURS 2019-2020 |
La metodologia d’ensenyament inclou:
|