Dades generals |
Nom de l'assignatura: Enginyeria Genètica
Codi de l'assignatura: 361568
Curs acadèmic: 2021-2022
Coordinació: Joana Fort Baixeras
Departament: Departament de Bioquímica i Biomedicina Molecular
crèdits: 6
Programa únic: S
Hores estimades de dedicació |
Hores totals 150 |
Activitats presencials i/o no presencials |
50 |
- Teoria |
Presencial |
28.5 |
|||
- Teoricopràctica |
Presencial |
13 |
|||
- Pràctiques de problemes |
Presencial |
8.5 |
Treball tutelat/dirigit |
50 |
Aprenentatge autònom |
50 |
Competències que es desenvolupen |
- |
Compromís ètic (capacitat crítica i autocrítica / capacitat de mostrar actituds coherents amb les concepcions ètiques i deontològiques). |
- |
Capacitat d'aprenentatge i responsabilitat (capacitat d'anàlisi, de síntesi, de visions globals i d'aplicació dels coneixements a la pràctica / capacitat de prendre decisions i d'adaptació a noves situacions). |
- |
Treball en equip (capacitat de col·laborar amb els altres i de contribuir a un projecte comú / capacitat de col·laborar en equips interdisciplinaris i en equips multiculturals). |
- |
Capacitat creativa i emprenedora (capacitat de formular, dissenyar i gestionar projectes / capacitat de cercar i integrar nous coneixements i actituds). |
- |
Sostenibilitat (capacitat de valorar l'impacte social i mediambiental d'actuacions en el seu àmbit / capacitat de manifestar visions integrades i sistèmiques). |
- |
Capacitat comunicativa (capacitat de comprendre i d'expressar-se oralment i per escrit en català, castellà i una tercera llengua, amb domini del llenguatge especialitzat / capacitat de cercar, usar i integrar la informació). |
- |
Capacitat de dissenyar, planificar, dur a terme i avaluar investigacions i experiments. |
- |
Habilitat per a l'aplicació de tècniques instrumentals, analítiques i moleculars. |
- |
Capacitat d¿anàlisi d¿un problema biològic i cerca d¿eines per abordar-lo i solucionar-lo |
Objectius d'aprenentatge |
Referits a coneixements Conèixer i comprendre els fonaments i les tècniques bàsiques relacionats amb la caracterització i la manipulació del material genètic i les seves aplicacions en recerca bàsica i aplicada.
Referits a habilitats, destreses Resolució de problemes reals de laboratori mitjançant les eines adequades. Plantejar hipòtesis de resultats, escollir les tècniques, les eines, mesurar costos i beneficis.
Identificar les eines bàsiques en enginyeria genètica per aplicar-les per trobar solució a un problema plantejat.
Desenvolupar i demostrar habilitats del treball en equip com el lideratge, la coordinació i la resolució de conflictes. |
Blocs temàtics |
1. Introducció
1.1. Conceptes bàsics
DNA recombinant. Introducció d’informació genètica en bacteris (transformació, conjugació i transducció). Esquema bàsic d’un procés de clonació. Descobriments de gran rellevància: plasmidis bacterians i endonucleases de restricció
2. Eines: enzims i vectors de clonació
2.1. Recombinació de DNA in vitro
Tall i unió de molècules de DNA. Enzims per manipular àcids nucleics: enzims de restricció i altres nucleases, lligases, cinases, fosfatases i polimerases
2.2. Reacció en cadena de la polimerasa (PCR)
Cicle de reacció. Polimerases termoestables (Taq, Vent, PFU). Disseny i síntesi d’oligonucleòtids. Amplificació. Especificitat (hot-start). Fidelitat. Contaminacions. Tipus de PCR: long-PCR, asimètrica, imbricada, inversa, RT-PCR. Anàlisi dels productes amplificats. Utilitats de la PCR. PCR quantitativa
2.3. Vectors de clonació procariòtics (I)
Plasmidis. Característiques i tipus. Selecció de plasmidis recombinants. Plasmidis de clonació especialitzats. Clonació mitjançant recombinació. Plasmidis d’alta capacitat
2.4. Vectors de clonació procariòtics (II)
Bacteriòfags. Bacteriòfag lambda. Vectors lambda d’inserció i de reemplaçament. Empaquetament del DNA in vitro. Selecció de fags recombinants. Cosmidis. Bacteriòfag M13. Fasmidis i fagèmids
2.5. Sistemes vector-hoste eucariòtics (I)
Clonació en llevats. Transformació d’esferoplasts. Recombinació homòloga. Marcadors selectius (auxotròfia i resistència a antibiòtics). Plasmidi 2 micres. Plasmidis episomals, integratius i replicatius (elements ARS). Estabilitat dels transformants (seqüències centromèriques, CEN). Vectors llançadora. Cromosomes artificials de llevat (YAC). Electroforesi en camp polsant
2.6. Sistemes vector-hoste eucariòtics (II)
Transformació de cèl·lules animals. Transfecció permanent i transitòria. Cotransfecció. Mètodes de selecció. Vectors derivats de SV40 (concepte de virus assistent), de baculovirus, de retrovirus i de lentivirus, d’adenovirus i de virus adenoassociats
2.7. Transgènia en animals i plantes
Sistemes de transferència gènica en animals: microinjecció de pronuclis i injecció de cèl·lules mare embrionàries. Ratolins knock-out. Sistema de transferència gènica en plantes. Plasmidi Ti d’Agrobacterirum i bombardeig amb micropartícules
3. Clonació i aïllament de gens
3.1. Estudi de l’expressió gènica
Detecció i quantificació de transcrits (transferència Northern, protecció a la RNAsa, qRT-PCR). Hibridació in situ. Taxa de transcripció (run-on). Assajos funcionals de promotors. Identificació d’elements reguladors (footprinting, gels de retardament, ChIP-Seq). Estratègies per a la clonació de factors de transcripció (one-hybrid)
3.2. Genoteques
Inserts. Lligació de l’insert al vector. Clonació. Genoteques genòmiques i de cDNA. Genoteques de shRNA. Identificació i aïllament de recombinants en genoteques. Mètodes genètics, immunoquímics i d’hibridació (marcatge d’àcids nucleics). Mètodes d’expressió funcionals. Mètode del doble híbrid
3.3. Caracterització de DNA clonat
Aspectes generals. Seqüenciació de DNA. Estratègies de seqüenciació. Tècniques de seqüenciació massiva. Transcriptòmica (RNAseq). Identificació de DNA en el genoma (transferència Southern, hibridació in situ). Anàlisi estructural de gens. Caracterització de l’extrem 5’ de l’mRNA: extensió de l’encebador (primer extension) i RACE
4. Manipulació de gens clonats
4.1. Mutagènesi in vitro
Mutagènesi dirigida. Mutagènesi a l’atzar. DNA shuffling. Estratègies de mutagènesi dirigida. Aplicacions de la mutagènesi dirigida: alguns exemples
4.2. Edició de genomes amb CRISPR-Cas9
4.3. Proteïnes recombinants
Sistemes de transcripció/traducció in vitro. Sistemes d’expressió in vivo. Expressió i purificació de proteïnes recombinants en bacteris. Altres sistemes d’expressió de proteïnes recombinants
Metodologia i activitats formatives |
L’assignatura es desenvolupa amb diferents tipus de metodologia:
|
Avaluació acreditativa dels aprenentatges |
S’avaluen els coneixements assolits, la capacitat de raonament i el grau d’aprofitament obtingut. L’avaluació es basa en les proves següents:
Avaluació única Les proves de l’avaluació única i de reavaluació són equivalents a les de l’avaluació continuada, amb l’única diferència que es fan de manera conjunta el mateix dia de la prova de síntesi. |
Fonts d'informació bàsica |
Consulteu la disponibilitat a CERCABIB
Llibre
BROWN, T.A. Gene cloning and DNA analysis : an introduction. 7th ed. Chichester : Wiley, 2016
IZQUIERDO, M. Curso de Genética Molecular e Ingeniería Genética : Pirámide, 2014.
[També, Izquierdo, M. Curso de genética molecular e ingeniería genética. Madrid : Pirámide, DL 2014]
WONG, TUCK SENG, A practical guide to protein engineering. Springer International Publishing, 2020 | 1st ed.
https://link-springer-com.sire.ub.edu/book/10.1007%2F978-3-030-56898-6