Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Biologia Molecular

Codi de l'assignatura: 363835

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Juan Gil Santano

Departament: Departament de Ciències Fisiològiques

Crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

65

 

-  Teoria

Presencial

 

30

 

-  Tutorització per grups

Presencial

 

5

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

12

 

-  Seminari

Presencial

 

18

Treball tutelat/dirigit

15

Aprenentatge autònom

70

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Competències específiques pròpies de l’assignatura

— Coneixement de les característiques principals del genoma humà i dels mecanismes d’emmagatzematge, perpetuació i expressió dels gens.

— Coneixement i comprensió dels mecanismes moleculars bàsics de comunicació cel·lular.

— Capacitat per aplicar els mètodes d’anàlisi i raonament molecular a la resolució de problemes relacionats amb la biologia molecular de la cèl·lula, la fisiologia cel·lular i la fisiopatologia cel·lular.

— Capacitat per utilitzar l’enfocament molecular a l’estudi de les funcions cel·lulars, de manera que es puguin integrar els futurs avenços en el coneixement de les bases moleculars de la informació genètica, de la comunicació cel·lular i de la proliferació cel·lular.

— Coneixement bàsic, en el vessant teòric i pràctic, de les principals metodologies i tècniques d’investigació del genoma, de les vies de comunicació intercel·lular, del seu funcionament i de les seves possibilitats i limitacions.

— Adquisició d’un mínim d’hàbit de treball en el laboratori de recerca en biologia molecular.

Competències transversals (competències pròpies de la titulació de Medicina i transversals de la UB)

— Capacitat per saber on i com adquirir i utilitzar la informació molecular pertinent per resoldre els problemes que es presentin en l’àmbit de la biomedicina.

— Aprofundiment en el coneixement del mètode científic, com ara el desenvolupament de la capacitat d’observació i d’anàlisi crítica, de recollida, d’avaluació i de classificació de dades, de deducció de conclusions i d’elaboració d’hipòtesis.

— Capacitat d’aprenentatge autònom i d’actualització permanent dels coneixements i habilitats.

— Capacitat de treball en equip.

— Capacitat de comunicació oral i escrita.

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Conèixer les característiques estructurals i les propietats dels àcids nucleics que determinen les seves funcions en la transmissió de la informació i en l’expressió gènica.

— Conèixer els aspectes fonamentals de la biosíntesi i la degradació dels nucleòtids.

— Conèixer la composició del genoma humà, els principals tipus de components, codificants i no codificants, i les famílies gèniques més importants.

— Conèixer els processos moleculars implicats en la replicació del DNA.

— Conèixer els mecanismes de dany i reparació del DNA i la seva relació amb les patologies humanes.

— Conèixer els agents i mecanismes de generació de variabilitat gènica, i els mecanismes que generen variabilitat gènica, així com entendre els mecanismes de recombinació homòloga i no homòloga.

— Conèixer l’estructura dels gens en els eucariotes, els seus mecanismes d’expressió i el processament de diferents tipus d’RNA, així com els mecanismes de regulació d’aquests processos, el seu significat biològic i la seva relació amb patologies humanes.

— Conèixer els processos de traducció dels mRNA, els posttraduccionals, els de la degradació proteica i el significat biològic del control de tots aquests processos.

— Comprendre les bases moleculars dels mecanismes de control de l’expressió gènica i de la síntesi proteica, així com saber relacionar aquests mecanismes amb els processos moleculars de transducció de senyals.

— Conèixer els diferents tipus de senyals extracel·lulars, receptors de membrana i intracel·lulars, i cascades de senyalització intracel·lular, així com comprendre la interconnexió de les diferents vies de transducció de senyals i el procés d’interacció específica entre proteïnes.

— Conèixer les bases moleculars de l’apoptosi: proteïnes que hi participen i les principals vies de transducció cel·lular implicades.

— Conèixer les principals tècniques de clonatge, caracterització funcional i manipulació dels àcids nucleics i de les proteïnes, així com la manera d’aplicar aquestes tècniques en l’anàlisi molecular de la patologia.

— Utilitzar alguna de les tècniques bàsiques de biologia molecular per desenvolupar habilitats de treball en el laboratori.

— Analitzar informació biològica pertinent per entendre a escala molecular les causes i les conseqüències dels processos patològics desencadenats per algun defecte molecular o genètic.

— Conèixer i fer servir els recursos en línia i les pàgines web més útils per a l’aprenentatge de la biologia molecular, així com desenvolupar criteris científics de cerca d’informació molecular a internet.

— Resoldre a escala molecular, de forma autònoma i en col·laboració, un problema biomèdic senzill.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Metabolisme de nucleòtids i del genoma

1.1. Metabolisme dels nucleòtids (2T 1S)


— Conceptes generals

— Biosíntesi de novo de nucleòtids de pirimidina

— Biosíntesi de novo de nucleòtids de purina

— Control de la biosíntesi de nucleòtids

— Biosíntesi dels desoxiribonucleòtids: ribonucleòtid-reductasa

— Biosíntesi del timidilat

— Vies de recuperació dels nucleòtids de purina

— Vies de degradació de nucleòtids 

1.2. Replicació del DNA (3T 1S)


— Replicació del DNA: concepte i importància funcional

— Principis generals de la replicació del DNA en eucariotes

— Etapes de la replicació del DNA

— Components moleculars de la replicació del DNA

— Activitats enzimàtiques de les DNA-polimerases

— Regulació de la replicació del DNA

— Replicació dels telòmers

— Replicació del material genètic dels virus

1.3. Reparació i recombinació del DNA (2T 1S)


— Reparació del DNA: concepte i importància funcional

— Lesions de la molècula de DNA

— Reparació per escissió de la base

— Reparació per escissió del nucleòtid

— Reparació dels malaparellaments

— Recombinació del DNA: concepte i importància funcional

— Recombinació homòloga o general

— Recombinació per llocs específics

— Recombinació per elements genètics mòbils

— Recombinació per a la síntesi d’anticossos i receptors T

 

2. Expressió i control de la informació gènica; genoma humà

2.1. Transcripció del DNA i maduració dels RNA (2T 1S)


— Transcripció del DNA: concepte i importància funcional

— Etapes de la transcripció, enzims i proteïnes participants

— Principals RNA-polimerases eucariotes

— Empalmament (splicing) i eliminació d’introns

— Modificacions dels extrems del mRNA: cap i poliadenilació

— Edició (editing)

— Maduració dels tRNA i del RNA ribosòmics

2.2. Regulació de la transcripció i dels processos posttranscripcionals en eucariotes (2T 1S)


— Regulació de la transcripció; factors de transcripció i altres proteïnes reguladores

— Característiques estructurals i funcionals dels factors de transcripció

— Promotors alternatius

— Tècniques: xips de DNA. Quantificació de missatgers per PCR quantitativa

— Splicing alternatiu

— Poliadenilació alternativa

— Control del trànsit

2.3. RNA reguladors RNA d’interferència, micro-RNA (1T 1S)


— Sistema CRISPR bacterià

— Micro-RNA

— Efecte del micro-RNA sobre l’expressió gènica

— RNA d’interferència. Bloqueig selectiu de gens

— RNA llargs no codificants

2.4. Epigenètica (1T 1S)


— Concepte de epigenètica

— Heterocromatina i epigenètica

— Metilació del DNA

— Fenòmens epigenètics heretables i fenòmens adquirits

2.5. Gens, genoma humà i evolució del genoma (1T 1S)


— El DNA com material genètic

— Contingut del genoma humà

— Gens i cromosomes; eucromatina i heterocromatina

— Famílies de gens i evolució gènica

— DNA repetitiu

— Patologies humanes i teràpies gèniques


3. Metabolisme de les proteïnes

3.1. Síntesi de proteïnes i modificacions posttraduccionals (3T 2S)


— Traducció: concepte i importància funcional

— El codi genètic

— Activació dels aminoàcids

— Traducció: etapes de la traducció, components moleculars de la traducció

— Tipus principals de modificacions posttraduccionals

— Vida mitjana dels missatgers. Control de l’estabilitat

— Regulació de l’inici de traducció

3.2. Degradació de proteïnes (1T)


— Concepte de recanvi intracel·lular de proteïnes

— Proteases intracel·lulars lisosomals

— El proteasoma

— Altres proteases intracel·lulars

— Regulació de la proteòlisi intracel·lular


4. Tècniques d’anàlisi i manipulació del genoma

4.1. Tècniques d’investigació i manipulació del genoma humà (3T 1S)


— Tècniques d’obtenció de DNA recombinant

— Tècniques d’aïllament i clonatge de gens

— Expressió de gens artificials en sistemes procariotes i eucariotes

— Tècniques d’obtenció de proteïnes a partir de DNA recombinant


5. Comunicació cel·lular i bases moleculars de l’apoptosi

5.1. Comunicació cel·lular (6T 2S)


— Senyals extracel·lulars: definició i classificació

— Receptors de membrana: principals tipus de receptors

— Concepte de vies de transducció de senyals

— Receptors de membrana associats a proteïnes G

— Via de l’òxid nítric

— Receptors de membrana activadors de JAK

— Senyalització per receptors dels limfòcits B i limfòcits T

— Receptors amb activitat tirosina-quinasa

— Receptors amb activitat serina/treonina-quinasa

— Senyalització de Notch, Hedgehog i Wnt

— Senyalització de NFkB

5.2. Bases moleculars de l’apoptosi i altres tipus de mort cel·lular (3T 1S)


— Programa d’execució de l’apoptosi: caspases

— Vies intrínseca i extrínseca de l’apoptosi

— Proteïnes moduladores de l’apoptosi de la família bcl-2

— Control de l’apoptosi per p53

— Altres tipus de mort cel·lular: autofàgia, necroptosi, piroptosi i ferroptosi

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

A les classes teòriques es plantejaran els aspectes bàsics i essencials dels temes del programa. L’alumne haurà de completar l’estudi dels temes fent ús de la bibliografia recomanada, sigui de tipus convencional en paper o via web, amb alguns seminaris, pràctiques o tutories personalitzades. Per tant, els continguts  dels temes i, en general, de l’assignatura no comencen i acaben exclusivament amb la classe teòrica. Les diapositives utilitzades a les presentacions representen un complement, una orientació o un fil conductor del tema i estaran disponibles amb certa antelació. Tanmateix, cal tenir clar que el professor pot modificar a última hora el contingut de la classe i, per consegüent, de les diapositives.

A les classes teòriques es fomentarà la participació dels alumnes (malgrat que serà una classe de 90 alumnes) i la discussió crítica dels continguts. Es posarà èmfasi en la comprensió dels mecanismes i dels principis moleculars tractats, i no tant en un excés d’informació, la qual, moltes vegades, queda obsoleta ràpidament. La comprensió i l’aplicació dels coneixements es treballaran a fons en els seminaris i les pràctiques de l’assignatura.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

Avaluació continuada

Els elements d’avaluació continuada s’obtindran a partir dels ítems següents:

Proves de control i seguiment (coeficient del 25 %)

Es faran de forma presencial a les aules del campus en hores lectives programades i contindran:

— 20 preguntes de tipus test d’elecció múltiple amb una sola resposta vàlida. Les preguntes mal contestades del test restaran puntuació en proporció al valor de la pregunta. Per exemple, en una pregunta amb un valor d’1 punt i 4 respostes possibles, l’error es penalitzarà restant 0,25 punts (4 punts).

— Un exercici del tipus dels que s’hagin treballat als seminaris (6 punts).

Es faran dues proves de control i seguiment continu.

Important: atès que aquestes proves contindran exercicis del tipus dels fets als seminaris, també serviran per avaluar el treball desenvolupat als seminaris.

Participació en els seminaris (coeficient del 15 %)

Es valorarà l’actitud dels alumnes i la participació en la resolució dels exercicis i problemes plantejats als seminaris a través del Campus Virtual. Cal recalcar que la mera assistència passiva no garanteix puntuació positiva en aquest ítem. S’hi ha de participar de forma activa, demostrant que s’han fet els exercicis i sortint a la pissarra. Com que els seminaris es faran en línia, no es passarà llista d’assistència i, per tant, la participació haurà de ser activa i manifesta perquè pugui puntuar.

En alguns casos, i per poder avaluar el treball de seminaris, el professorat podrà plantejar algun exercici, que els alumnes hauran d’entregar via telemàtica.

Pràctiques i sessions d’ordinadors (coeficient del 5 %)

L’alumne haurà de presentar un breu informe sobre la pràctica de laboratori i respondre un exercici a través del Campus Virtual sobre les sessions d’ordinadors.

Prova de síntesi final (coeficient del 55 %)

Es tracta de la prova final per avaluar els coneixements, l’aplicació dels coneixements i la capacitat de comprensió, relació i integració entre els continguts dels diferents temes treballats a l’assignatura. Com que és una prova de síntesi, es valorarà especialment, amb el tipus d’exercicis plantejats, la capacitat per integrar les diverses parts del programa. I serà fonamental per establir les qualificacions dels alumnes. La prova contindrà 15 preguntes de tipus test (temes 12-14) i qüestions i exercicis del tipus dels que s’hauran plantejat als seminaris de l’assignatura.

Per fer la mitjana amb els altres ítems de l’avaluació continuada, l’alumne haurà d’obtenir una qualificació mínima de 4 en la prova de síntesi final. Els alumnes amb una nota inferior hauran de fer la prova de reavaluació.

Per poder obtenir la qualificació final de Notable (7-8) o Excel·lent i Matrícula (9-10), caldrà assolir una qualificació mínima de 6 (per al Notable) i 7 (per a l’Excel·lent i la Matrícula) en la prova final de síntesi.

Resum de la puntuació final

— Proves de control i seguiment: 25 %

— Participació en els seminaris: 15 %

— Pràctiques: 5 %

— Prova de síntesi final: 55 %

 

Avaluació única

Consistirà en l’avaluació de les competències del conjunt de l’assignatura. Seran objecte d’avaluació conjunta els continguts corresponents a la docència teòrica i pràctica.

Es farà una prova final, que tindrà un valor del 95 % i que, d’alguna manera, avaluarà els diferents ítems que els alumnes de l’avaluació continuada hauran fet durant el curs. Per tant, contindrà preguntes de tipus test, així com preguntes i exercicis.

La resta de l’avaluació es determinarà a partir de l’avaluació de les pràctiques (5 %).

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulta de la disponibilitat al Cercabib

Llibre

  1. Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL Gatto, G. Biochemistry 9 ed, 2019

  1. Lodish H, et al. Molecular Cell Biol : 9 ed, 2021

  1. Krebs JE, Goldstein ES, Kilpatrick ST. Lewin’s Genes XII.  10  ed, 2017

  1. Nelson DL, Cox MM, Lehninger. Principles of Biochemistry. 8 ed. ed 2021

Pàgina web

Web tutorials for molecular biology. http://staffwww.fullcoll.edu/jwu/272/tutorials.html

  • • DNA from the Beginning, An animated primer of 75 experiments that made modern genetics.  Dolan DNA Learning Center, Cold Spring Harbor Laboratory - Cold Spring Harbor, NY. http://www.dnaftb.org/dnaftb/

 

EBI, European Bioinformatics Institute. http://www.ebi.ac.uk/

Comparació de seqüencies:  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/