Plan docente de la asignatura

 

 

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Datos generales

 

Nombre de la asignatura: Ingeniería Genética

Código de la asignatura: 361568

Curso académico: 2021-2022

Coordinación: Joana Fort Baixeras

Departamento: Departamento de Bioquímica y Biomedicina Molecular

créditos: 6

Programa único: S

 

 

Horas estimadas de dedicación

Horas totales 150

 

Actividades presenciales y/o no presenciales

50

 

-  Teoría

Presencial

 

28.5

 

-  Teórico-práctica

Presencial

 

13

 

-  Prácticas de problemas

Presencial

 

8.5

Trabajo tutelado/dirigido

50

Aprendizaje autónomo

50

 

 

Competencias que se desarrollan

 

   -

Compromiso ético (capacidad crìtica y autocrítica/capacidad de mostrar actitudes coherentes con las concepciones éticas y deontológicas)

(

Compromiso ético (capacidad crítica y autocrítica / capacidad de mostrar actitudes coherentes con las concepciones éticas y deontológicas)
)

   -

Capacidad de aprendizaje y responsabilidad (capacidad de análisis, de síntesis, de visiones globales y de aplicación de los conocimientos a la práctica/capacidad de tomar decisiones y adaptación a nuevas situaciones)

(

Capacidad de aprendizaje y responsabilidad (capacidad de análisis, de síntesis, de visiones globales y de aplicación de los conocimientos a la práctica / capacidad de tomar decisiones y de adaptación a nuevas situaciones).
)

   -

Trabajo en equipo (capacidad de colaborar con los demás y de contribuir a un proyecto común/capacidad de colaborar en equipos interdisciplinares y en equipos multiculturales)

(

Trabajo en equipo (capacidad de colaborar con los demás y de contribuir a un proyecto común / capacidad de colaborar en equipos interdisciplinarios y en equipos multiculturales).
)

   -

Capacidad creativa y emprendedora (capacidad de formular, diseñar y gestionar proyectos/capacidad de buscar e integrar nuevos conocimientos y actitudes)

(

Capacidad creativa y emprendedora (capacidad de formular, diseñar y gestionar proyectos / capacidad de buscar e integrar nuevos conocimientos y actitudes).
)

   -

Sostenibilidad (capacidad de valorar el impacto social y medioambiental de actuaciones en su ámbito/capacidad de manifestar visiones integradas y sistemáticas)

(

Sostenibilidad (capacidad de valorar el impacto social y medioambiental de actuaciones en su ámbito / capacidad de manifestar visiones integradas y sistémicas).
)

   -

Capacidad comunicativa (capacidad de comprender y de expresarse oralmente y por escrito en catalán,castellano y en una tercera lengua, dominando el lenguaje especializado/capacidad de buscar, usar y integrar la información)

(

Capacidad comunicativa (capacidad de comprender y de expresarse oralmente y por escrito en catalán, castellano y una tercera lengua, con dominio del lenguaje especializado / capacidad de buscar, usar e integrar la información)
)

   -

Capacidad de diseñar, planificar, realizar y evaluar investigaciones y experimentos.

(

Capacidad de diseñar, planificar, realizar y evaluar investigaciones y experimentos.
)

   -

Habilidad para la aplicación de técnicas instrumentales, analíticas y moleculares.

(

Habilidad para la aplicación de técnicas instrumentales, analíticas y moleculares.
)

   -

Capacidad de análisis de un problema biológico y búsqueda de herramientas para abordarlo y proponer soluciones

 

 

Objetivos de aprendizaje

 

Referidos a conocimientos

Conocer y comprender los fundamentos y las técnicas básicas relacionados con la caracterización y la manipulación del material genético y sus aplicaciones en investigación básica y aplicada.

 

Referidos a habilidades, destrezas

Resolución de problemas reales de laboratorio mediante las herramientas adecuadas. Plantear hipótesis de resultados, escoger las técnicas, las herramientas, medir costos y beneficios.

 

Identificar las herramientas básicas en ingeniería genética para aplicarlos para encontrar solución a un problema planteado.

 

Desarrollar y demostrar habilidades del trabajo en equipo como el liderazgo, la coordinación la resolución de conflictos.

 

 

Bloques temáticos

 

1. Introducción

1.1. Conceptos básicos

2. Herramientas: enzimas y vectores de clonación

2.1. Recombinación de DNA in vitro

Corte y unión de moléculas de ADN. Enzimas para manipular ácidos nucleicos: enzimas de restricción y otras nucleasas, ligasas, quinasas, fosfatasas y polimerasas

2.2. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

Ciclo de reacción. Polimerasas termoestables (Taq, Vent, NFU). Diseño y síntesis de oligonucleótidos. Amplificación. Especificidad (hot-start). Fidelidad. Contaminaciones. Tipo de PCR: long-PCR, asimétrica, imbricada, inversa, RT-PCR. Análisis de los productos amplificados. Utilidades de la PCR. PCR cuantitativa.

2.3. Vectores de clonación procarióticos (I).

Plásmidos. Características y tipos. Selección de plásmidos recombinantes. Plásmidos de clonación especializados. Clonación mediante recombinación. Plásmidos de alta capacidad.

2.4. Vectores de clonación procarióticos (II).

Bacteriófagos. Bacteriófago lambda. Vectores lambda de inserción y de reemplazo. Empaquetamiento del DNA in vitro. Selección de fagos recombinantes. Cósmidos. Bacteriófago M13. Fásmidos y fagémidos

2.5.

Sistemas vector-huésped eucarióticos (I).

Clonación en levaduras. Transformación de esferoplasto. Recombinación homóloga. Marcadores selectivos (auxotròfia y resistencia a antibióticos). Plásmido 2 micras. Plásmidos episomals, integrativos y replicativos (elementos ARS). Estabilidad de los transformantes (secuencias centroméricas, CEN). Vectores lanzadera. Cromosomas artificiales de levadura (YAC). Electroforesis en campo pulsante.

2.6.

Sistemas vector-huésped eucarióticos (II)

Transformación de células animales. Transfección permanente y transitoria. Cotransfección. Métodos de selección. Vectores derivados de SV40 (concepto de virus asistente), de baculovirus, de retrovirus y de lentivirus, de adenovirus y de virus adenoasociados.

2.7.

Transgenia en animales y plantas.

Sistemas de transferencia génica en animales: microinyección de pronúcleos e inyección de células madre embrionarias. Ratones knock-out. Sistema de transferencia génica en plantas. Plásmido Ti de Agrobacterirum y bombardeo con micropartículas

3. Clonación y aislamiento de genes.

3.1. Estudio de la expresión génica.

Detección y cuantificación de tránscritos (transferencia Northern, protección a la RNAsa, qRT-PCR). Hibridación in situ. Tasa de transcripción (run-on). Ensayos funcionales de promotores. Identificación de elementos reguladores (footprinting, geles de retraso, ChIP-Seq). Estrategias para la clonación de factores de transcripción (one-hybrid).

3.2. Genotecas

Insertos. Ligación del inserto al vector. Clonación. Genotecas genómicas y de cDNA. Genotecas de shRNA. Identificación y aislamiento de recombinantes en genotecas. Métodos genéticos, inmunoquímicos y de hibridación (marcaje de ácidos nucleicos). Métodos de expresión funcionales. Método del doble híbrido

3.3. Caracterización del DNA clonado

Aspectos generales. Secuenciación de ADN. Estrategias de secuenciación. Técnicas de secuenciación masiva. Transcriptómica (RNAseq). Identificación de ADN en el genoma (transferencia Southern, hibridación in situ). Análisis estructural de genes. Caracterización del extremo 5 ’del mRNA: extensión del cebador (primer extension) y RACE

4.

4.1. Mutagénesi in vitro.

Mutagénesis dirigida. Mutagénesis al azar. DNA shuffling. Estrategias de mutagénesis dirigida. Aplicaciones de la mutagénesis dirigida: algunos ejemplos

4.2. Edición de genomas con CRISPR-Cas9

4.3. Proteínas recombinantes

Sistemas de transcripción / traducción in vitro. Sistemas de expresión in vivo. Expresión y purificación de proteínas recombinantes en bacterias. Otros sistemas de expresión de proteínas recombinantes

 

 

Metodología y actividades formativas

 

La asignatura se desarrolla con diferentes tipos de metodología:

  • Clases de teoría donde se expondrán los conceptos básicos y avanzados de la ingeniería genética.
  • Resolución de problemas donde se aplican los conocimientos teóricos adquiridos en la asignatura y al grado en general.
  • Actividad transversal de aprendizaje basado en problemas (ABP) que tendrá la duración de toda la asignatura para integrar todos estos conocimientos y aplicarlos a un caso real con una discusión colectiva final.
  • Conferencias de personas expertas en algunas técnicas de ingeniería genética.


Se tendrá en cuenta la perspectiva de género en el desarrollo y actividades de la asignatura

 

 

Evaluación acreditativa de los aprendizajes

 

Se evalúan los conocimientos adquiridos, la capacidad de razonamiento y el grado de aprovechamiento obtenido. La evaluación se basa en las siguientes pruebas:

  • Dos pruebas de asimilación de conceptos al final de los bloques temáticos y de las clases de problemas (40% de la nota final).
  • Trabajo en grupo sobre el problema propuesto (ABP). Se valorarán las entregas de los borradores parciales y de la actividad completa y también la defensa en la discusión final (10% de la nota final).
  • Examen escrito de problemas (50% de la nota final).

 

Evaluación única

Las pruebas de la evaluación única y de reevaluación son equivalentes a las de la evaluación continua, con la única diferencia que se hacen de manera conjunta el mismo día de la prueba de síntesis.