Plan docente de la asignatura

 

 

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Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Bases Genéticas y Moleculares de la Biotecnología

Código de la asignatura: 569688

Curso académico: 2019-2020

Coordinación: Gemma Navarro Brugal

Departamento: Departamento de Genética, Microbiología y Estadística

créditos: 5

Programa único: S

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 125

 

Activitades presenciales y/o no presenciales

65

(Las prácticas se desarrollarán por la mañana.)

 

-  Teoría

Presencial

 

37.5

 

-  Teórico-práctica

Presencial

 

1.5

 

-  Tutorización por grupos

Presencial

 

6

 

-  Prácticas de laboratorio

Presencial

 

20

Trabajo tutelado/dirigido

5

(Solo se especifican 5h de trabajo tutelado en este apartado ya que de las 20 horas previstas, 6 se utilizan para tutorización de grupo y el resto estan incluidas dentro de las prácticas de la asignatura.)

Aprendizaje autónomo

55

 

 

Recomendaciones

 


Conocimientos básicos de Biología Molecular y Celular, y Genética.
Conocimientos del inglés pues la lectura de artículos científicos y la mayoría del material visual son es en este idioma, y especialmente un buen dominio de esta lengua si se elige el grupo en el que las clases son impartidas en inglés.
 

 

 

Competencias que se desarrollan

 

BÁSICAS Y GENERALES
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG2 - Capacidad de buscar, obtener, organizar e interpretar la información relacionada con la Biotecnologia Molecular y sus aplicaciones, en diferentes fuentes.

CG3 - Capacidad de trabajar de forma autónoma y con iniciativa para emprender nuevos retos.

 

TRANSVERSALES
CT1 - Capacidad de actualizar el conocimiento de forma autónoma.

 

ESPECÍFICAS
CE2 - Conocer y saber aplicar correctamente las técnicas de ingeniería genética, ingeniería celular y tisular, o aquellas que permitan determinar la estructura de biomóleculas en función del objetivo final.
CE4- Saber, diseñar, ejecutar un protocolo completo de purificación y análisi de una molécula, orgánulo o fracción celular

 

 

 

 

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos


Esta asignatura tiene tres objetivos:
1. Proporcionar a los estudiantes conocimientos actuales sobre tecnologías avanzadas de Ingeniería Genética a nivel molecular, celular y de organismos. Así la asignatura incluye tres bloques temáticos: del gen a la célula, transgénesis de la célula al organismo, y de la proteína a la función. (Conocimiento)
2. Facilitar que los estudiantes aprendan cómo estas tecnologías avanzadas se pueden aplicar en el ámbito de la Biotecnología, y especialmente que adquieran la capacidad de trasladarlas de forma práctica a sus proyectos de investigación. (Habilidades)
3. Facilitar que los estudiantes desarrollen una capacidad crítica autónoma para valorar las repercusiones científicas, sociales y éticas relacionadas con noticias actuales del ámbito de la asignatura. (Actitudes, valores y normas)
 

 

 

Bloques temáticos

 

1. Sección 1: Del gen a la célula en Biotecnología

1.1. Tema 1: Clonación de DNA y expresión de proteinas recombinantes

1.1 Elementos estructurales de vectores, y tipos de vectores en procariotas y eucariotas. PCR y obtención de fragmentos para la clonación por digestión. Metodología ligación clásica y transformación bacteriana. Aplicaciones a la construcción de librerías genómicas, cDNA. Sistemas de Ligación de última generación: topoisomerasas (TOPO TA, Invitrogen Life Technologies), LIC (Novagen), BD-recombinasas (BD In-Fusion enzymes, Clonetech), ATT-recombinasas (Gateway, Invitrogen Life Technologies), Golden Gate System (NEB, New England Biolabs).

1.2 Sistemas de expresión in vitro y in vivo. Modificaciones post-traduccionales. Expresión heteróloga en procariotas. Mutagénesis en un punto i multiple. Sistema de mutación refractario a la amplificación (ARMS). Análisis de expresión por qPCR. Expresión de proteínas independientes y de fusión. Sistemas de purificación por cromatografía tradicional y de afinidad. Problemas y soluciones en la síntesis de proteínas recombinantes.

1.3 Expresión de proteínas para el análisis estructural y para el estudio de interacciones protéicas.

 Seminario 1: Tecnologías y aplicaciones de secuenciación masiva: plataformas de secuenciación. Genoma completo y transcriptomas (ARN-seq). Otras aplicaciones.

1.2. Tema 2: Tecnologías de transferencia génica en células eucariotas.

2.1 (No-víricas) Cultivos celulares y métodos de transfección químicos, eléctricos, y mecánicos. Vectores para transfecciones estables o temporales, métodos de selección, antibióticos, genes reporteros y cell-sorting. Transfección reversa. Aplicaciones: oligonucleótidos antisentido (aODNs), Oligonucleótidos formadores de Triplex (Triplex forming Oligonucleotides o TFOs), siRNA.

2.2 (Víricas). Tipos de virus y vectores derivados. Características y especificidad de cada tipo de vector vírico. Diseño y producción de construcciones en vectores vírico. Aplicaciones en investigación básica, terápia génica y vacunas.

2. Bloque: De la célula al organismo: Transgénesis en Biotecnología.

2.1. Tema 3: Transgénesis.

3.1 Introducción a conceptos generales de la transgénesis animal y desde una perspectiva Evo-Devo.

3.2 Metodologías experimentales para generar animales transgénicos a lo largo de la escala evolutiva

3.3 Aplicaciones de transgénesis transitoria (sin integración)

3.4 Aplicaciones de transgénesis permanente Forward Genetics (integración aleatoria)

3.5 Aplicaciones de transgénesis permanente Reverse Genetics I: KO, KI por recombinación homóloga y sofisticaciones condicionales

3.6 Aplicaciones de transgénesis permanente Reverse Genetics II: Edición genética

3.7 Aplicaciones de transgénesis permanente Reverse Genetics III: KD

3.8 Casos de aplicaciones reales de transgénesis animal

3.9 Transgénesis vegetal. Introducción a los cultivos vegetales in vitro. Agrobacterium tumefaciens y el plásmido Ti. El plásmido Ti como vector. Transferencia génica mediante Agrobacterium. El plásmido Ri de Agrobacterium rhizogenes (hairy roots).  Transferencia génica utilizando microbombardeo. Transformación nuclear vs. transformación plastídica. Transformación in planta. Expresión transitoria (protoplastos, microbombardeo, agroinfiltración). Genes de selección. (Albert Boronat, Dep. Bioq. Bio. Mol., Fac. Biologia).

Seminario 2. Revisión de GMBB mediante aplicaciones de oligonucleótidos (Ramon Eritja, Dep. Química y Farmac. Mol. IRB).

3. Prácticas: (Coordinadora, Laura Herrero Rodríguez, Dep. Bioq. i Fisiol.)

*  Las prácticas serán en inglés para todos los grupos, y se abrirán progresivamente hasta 3 grupos durante las mañanas de Septiembre o Octubre
(I) Disección de tejidos de ratón, extracción y cuantificación de proteína,  y transferencia Western-Blot para la detección del patrón de expresión tisular de un enzima.
(II) Mutagénesis específica dirigida por PCR, y validación mediante digestión y electroforesis de DNA.
(III) Transferencia génica mediante transformación bacteriana por electroporación.
Existe la posibilidad de desarrollar un protocolo por escrito como alternativa  las prácticas

3.1. Las prácticas serán en inglés para todos los grupos, y se abrirán progresivamente hasta 3 grupos durante las mañanas de Septiembre o Octubre
(I) Disección de tejidos de ratón, extracción y cuantificación de proteína,  y transferencia Western-Blot para la detección del patrón de expresión tisular de un enzima.
(II) Mutagénesis específica dirigida por PCR, y validación mediante digestión y electroforesis de DNA.
(III) Transferencia génica mediante transformación bacteriana por electroporación.
Existe la posibilidad de desarrollar un protocolo por escrito como alternativa  las prácticas

 

 

Metodología y actividades formativas

 

o Actividades Presenciales
- Clases magistrales impartidas por profesorado especialista en cada tema
- Conferencias: Desarrollo de aspectos específicos de cada tema impartido por investigadores expertos
- Clases Teórico-Prácticas: Actividades de aplicación de los conocimientos teóricos a casos prácticos desarrollado por los alumnos bajo la supervisión del profesorado.
- Prácticas de laboratorio
o Actividades no presenciales
- Los estudiantes realizarán actividades de forma individual vía Campus Virtual o recursos de redes en linea:
• Construcción de Glosarios para fomentar el estudio individual sobre los conocimientos impartidos en clase.
• Lecturas de artículos científicos y ejercicios de comprensión para evaluar los conocimientos adquiridos
• Participación en Fórums sobre noticias actuales sobre temas relacionados con la asignatura y sus repercusiones sociales, para promover la adquisición de valores críticos autónomos sobre aspectos científicos, sociales y éticos.
 

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

Criterios de evaluación:
Los criterios de evaluación de esta asignatura tiene como finalidad valorar la adquisición satisfactoria de los objetivos propuestos en la asignatura.
Procedimientos de evaluación:
La evaluación final será el resultado la suma de la pruebas de evaluación continua durante el curso (3 puntos) + trabajo y examen de prácticas (1.5 puntos) + examen final (5.5 puntos)
• La evaluación continua se realizará durante el curso y constará de cuestionarios, compresión de artículos científicos, ejercicios sobre la aplicación de metodologías de la Biotecnología, actividades vía campus virtual, y la actitud y participación en las clases presenciales.
• El examen final constará de 100 preguntas verdadero/falso, en el que las preguntas falladas no descuentan, pero para aprobar se considerará la probabilidad de acertar preguntas aleatoriamente.
Para aprobar la asignatura hay que superar un 30% de la nota del examen final.
La asistencia será controlada, y para poder ser evaluado se necesitará una asistencia mínima del 80% de las clases.
 

 

Evaluación única

El estudiante se acoge a la evaluación continua por defecto. El estudiante, sin embargo, puede solicitar no acogerse a la evaluación continua mediante un documento escrito firmado por el estudiante y por el coordinador de la asignatura. Este documento debe ser presentado durante la primera semana de clase de la asignatura. En tal caso, la evaluación final corresponderá en su totalidad (10 puntos) a la nota del examen final.