Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Biologia Molecular i Genòmica

Codi de l'assignatura: 363541

Curs acadèmic: 2021-2022

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 i no presencial

 

36

 

-  Pràctiques d'ordinadors

Presencial i no presencial

 

7

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

8

 

-  Seminari

Presencial i no presencial

 

9

Treball tutelat/dirigit

50

Aprenentatge autònom

40

 

 

Recomanacions

 

— És important connectar-se regularment al Campus Virtual, on el professorat publica informacions, convocatòries de les proves, exercicis d’autoavaluació i altres temes d’interès per a l’alumnat.

— Es recomana haver cursat en la secundària matèries relacionades amb la química i la biologia.


Altres recomanacions

— Es recomana tenir un bon nivell d’anglès.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

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).

   -

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).

   -

CE1 - Capacitat per aplicar els coneixements de les ciències bàsiques en la ciència i tecnologia dels aliments.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Entendre els mecanismes del flux de la informació gènica (replicació, transcripció i traducció).

— Conèixer les tècniques bàsiques de biologia molecular i la importància d’aquesta disciplina com a base del desenvolupament biotecnològic.

— Adquirir la formació que permeti a l’alumnat abordar amb posterioritat altres matèries més especialitzades d’interès en la ciència i tecnologia dels aliments.

 

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.

— Saber utilitzar els bancs de dades per dissenyar les estratègies bàsiques d’un treball experimental.

— Aprendre a manipular el material genètic i els reactius utilitzats en les tècniques bàsiques de biologia molecular.

— Aprendre a interpretar i a aplicar un protocol de treball experimental, i a analitzar correctament els resultats obtinguts.

 

Referits a actituds, valors i normes

— Estimular l’aprenentatge autònom incentivant l’estudi personal de manera continuada.

— Participar de manera activa i crítica en l’aprenentatge.

— Respectar les normes de convivència que fan possible el treball en equip.

En la mesura que sigui possible s’incorporarà la perspectiva de gènere en el temari de l’assignatura.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Bloc I: DNA – RNA: les molècules de la vida.

1.1. 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.

1.2. 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).

2. Bloc II: El DNA com a material genètic. Flux de la informació genètica.

2.1. 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.

2.2. 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.

3. Bloc III: De DNA a proteïna: síntesi, maduració i regulació de l’RNA.

3.1. 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.

3.2. 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.

3.3. 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 de l’RNA no codificant. Edició de l’RNA (RNA editing). Transport i degradació de l’RNA. Patologies associades a errors en la maduració.

4. Bloc IV: Síntesi de proteïnes: traducció i plegament

4.1. 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.

4.2. 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.

4.3. 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.

5. Bloc V: Relació estructura - Funció de les proteïnes

5.1. 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.

6. Programa de seminaris

6.1. S1. Tècniques bàsiques de manipulació del DNA

Enzims de restricció, vectors de clonatge, hibridació, sondes: arrays, cDNA

6.2. S2. Organismes model en biologia molecular

Cultius cel·lulars. Transfecció. Transgènics i clònics

6.3. S3. Anàlisi de l’expressió gènica

Anàlisi massiva de l’expressió gènica: seqüenciació, ultraseqüenciació. Estudi del control de l’expressió gènica: PCR, RT-PCR, qPCR

6.4. S4. Teràpia gènica: present i futur

7. 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 proposats. 

7.1. Pràctiques de laboratori.

7.2. 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 de l’ensenyament inclou:

Classes de teoria. Són magistrals, atès l’elevat nombre d’alumnat, i es fan amb el suport de presentacions visuals. Per il·lustrar els temes, a més dels esquemes d’autoria pròpia del professorat, s’utilitzen esquemes de material complementari i recursos disponibles en les pàgines web o CD dels llibres recomanats. S’estimula la participació activa dels estudiants.

Classes de seminaris. Aquestes classes tracten de les tècniques bàsiques utilitzades en biologia molecular i inclouen diferents aspectes desenvolupats en el programa de teoria. S’estudia el fonament de les tècniques, la interpretació i l’anàlisi dels resultats, i les aplicacions en diferents camps. Es proposen exercicis i qüestions que l’alumnat ha de respondre conjuntament a classe.

Classes de pràctiques. S’imparteixen en grups de vint alumnes tutoritzats per dos professors, que introdueixen l’alumnat en la manipulació dels àcids nucleics, desenvolupant algunes de les tècniques bàsiques d’enginyeria genètica estudiades en els seminaris. Els alumnes disposen d’un quadern on es descriuen, després d’una breu introducció teòrica, els objectius, la metodologia i el protocol que han de seguir per assolir els objectius experimentals proposats prèviament. També s’utilitza un qüestionari que cada estudiant ha de respondre a mesura que desenvolupi el treball per valorar el nivell de comprensió assolit.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

L’avaluació continuada s’aplica per defecte a tot l’alumnat i consisteix en:

— 20 % en activitats d’avaluació durant en curs. Es fan 3-4 activitats que conjuntament donen lloc al 20 %.

— 20 % en pràctiques. Les pràctiques són obligatòries. S’exigeix assistència, puntualitat i compliment de les normes de seguretat tots dels dies programats. Està previst que es facin en torns durant els mesos d’abril-maig. S’avaluen mitjançant una prova que compta el 20 % de la nota final i que es fa al final de cada torn de pràctiques.

— 60 % en un examen final que es fa durant el període d’avaluació previst en el calendari oficial d’avaluació del 2n semestre i que inclou tot el temari de l’assignatura.

Els alumnes que no facin aquesta prova final seran qualificats amb un no presentat.

Les proves presencials són de tipus test i poden incloure preguntes curtes. Les dates definitives, els horaris i les aules on es fan les pràctiques i les activitats s’indiquen en la programació específica de cada grup. La data, l’horari i les aules de la prova final s’indiquen al calendari d’exàmens del grau corresponent.

L’idioma de les proves és el mateix amb què s’imparteix la matèria. Les respostes de les proves, els exercicis i les activitats es poden elaborar de manera indiferent en qualsevol dels idiomes oficials (català i castellà).

Reavaluació

Només poden presentar-se a la reavaluació els alumnes suspesos que s’hagin examinat de tot el temari mitjançant l’examen final i hagin obtingut una qualificació mínima de 3 en la nota total de l’assignatura.

La nota de la reavaluació representa el 100 % de la qualificació de l’assignatura. Consisteix en una prova presencial de tot el temari, incloses les pràctiques, de tipus test que pot incloure preguntes curtes i que es duu a terme durant el període oficialment establert, previst per al juliol.

 

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 segon semestre i inclou tot el temari de l’assignatura.

Les pràctiques són obligatòries. S’exigeix assistència, puntualitat i compliment de les normes de seguretat tots els dies programats. Està previst que es facin en torns durant els mesos d’abril-maig. S’avaluen mitjançant una prova que compta el 20 % de la nota final i que es fa al final de cada torn de pràctiques.

Els alumnes que no facin aquesta prova final seran qualificats amb un no presentat.

Les proves presencials són de tipus test i poden incloure preguntes curtes. Les dates definitives, els horaris i les aules on es fan les pràctiques i les activitats s’indiquen en la programació específica de cada grup. La data, horari i aules de la prova final s’indiquen en el calendari d’exàmens del grau corresponent.

Reavaluació

Només poden presentar-se a la reavaluació els alumnes suspesos que s’hagin examinat de tot el temari mitjançant l’examen final i hagin obtingut una qualificació mínima de 3 en la nota total de l’assignatura.

La nota de la reavaluació representa el 100 % de la qualificació de l’assignatura. Consisteix en una prova presencial de tot el temari, incloses les pràctiques, de tipus test que pot incloure preguntes curtes i que es duu a terme durant el període oficialment establert, previst per al juliol.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Bioquímica con aplicaciones clínicas: séptima edición. Barcelona: Reverté; 2015.  Enllaç

Accés en línia , 2013  Enllaç

Tymoczko JL, Berg JM, Stryer L. Bioquímica: curso básico. Barcelona: Reverté; 2014.  Enllaç


Accés en línia   Enllaç

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Bioquímica: sexta edición. Barcelona: Reverté; cop. 2008.  Enllaç


Accés en línia   Enllaç

Herraez A. Texto ilustrado e interactivo de biologia molecular e ingenieria genética: conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. 2a ed. Barcelona : Elsevier; 2012.  Enllaç


Accés en línia   Enllaç

Nelson DL, Cox MM. Lehninger principios de bioquímica. Barcelona: Omega; 2018.  Enllaç


Edició 2015  Enllaç

Watson JD, et al. Biología molecular del gen : 7a. edición. México, D.F. : Editorial Médica Panamericana, cop. 2016  Enllaç


Accés en línia   Enllaç

Brown TA. Genomas: 3a edición. Buenos Aires : Médica Panamericana, cop. 2008.  Enllaç

McKee T. Bioquimica: las bases moleculares de la vida. 7a ed. México, DF: McGraw Hill/ Interamericana; cop. 2020.  Enllaç


Edició 2014  Enllaç

Lodish H, et al. Biología celular y molecular : 7a edición. Buenos Aires : Médica Panamericana, cop. 2016  Enllaç


Accés en línia   Enllaç

Lodish H, et al. Molecular Cell Biology. 8th ed. New York, NY: Freeman; cop. 2016  Enllaç


Edició 2013  Enllaç

Lewin B. Genes IX: novena edición. México, D.F.: McGraw Hill-Interamericana, 2008.  Enllaç

Pàgina web

National Center for Biotechnology Information. Disponible a: www.ncbi.nlm.nih.gov/  Enllaç