Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

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:

  • Classes de teoria on s’exposen els conceptes bàsics i avançats de l’enginyeria genètica.
  • Resolució de problemes on s’apliquen els coneixements teòrics adquirits a l’assignatura i al grau en general.
  • Activitat transversal d’aprenentatge basat en problemes (ABP) que té la duració de tota l’assignatura per integrar tots aquests coneixements i aplicar-los a un cas real amb una discussió col·lectiva final.
  • Conferències de persones expertes en algunes tècniques d’enginyeria genètica.


Es té en compte la perspectiva de gènere en el desenvolupament i activitats de l’assignatura

 

 

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:

  • Dues proves d’assimilació de conceptes al final dels blocs temàtics i de les classes de problemes (40 % de la nota final).
  • Treball en grup sobre el problema proposat (ABP). Es valoren les entregues dels esborranys parcials i de l’activitat completa i també la defensa en la discussió final (10 % de la nota final).
  • Examen escrit de problemes (50 % de la nota final).

 

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.