Información de la asignatura

1. Detalles de la asignatura

1.1. Materia

Genética Molecular e Ingeniería Genética (Módulo Bioquímica y Biología Molecular)

1.2. Carácter

Obligatoria

1.3. Nivel

531 - Grado (MECES 2)
829 - Estudios Propios (MECES 2)

1.4. Curso

531 - Graduado/a en Bioquímica: 2
829 - Microtítulo en Biología Molecular para Ciencias Experimentales: 1

1.5. Semestre

Segundo semestre

1.6. Número de créditos ECTS

6.0

1.7. Idioma

Español

1.8. Requisitos previos

Ninguno.

1.9. Recomendaciones

Es muy recomendable haber cursado la asignatura fundamentos de biología..

Disponer de un nivel de inglés que permita al alumno leer bibliografía de consulta.

1.10. Requisitos mínimos de asistencia

La asistencia a clase es muy recomendable.

La asistencia a los seminarios es obligatoria.

1.11. Coordinador/a de la asignatura

Maria Belen Perez Gonzalez

1.12. Competencias y resultados del aprendizaje

1.12.1. Competencias / Resultados del proceso de formación y aprendizaje

Competencias específicas

CE15.- Conocer los principios, instrumentación y métodos experimentales utilizados en Bioquímica y Biología Molecular, tanto in vivo como in vitro y sus aplicaciones.

Competencias generales

CG1.- Poseer y comprender los conocimientos fundamentales acerca de la organización y función de los sistemas biológicos en los niveles celular y molecular, siendo capaces de discernir los diferentes mecanismos moleculares y las transformaciones químicas responsables de un proceso biológico. Estos conocimientos se apoyarán en los libros de texto avanzadas, pero también incluirán algunos aspectos de fuentes de la literatura científica de la vanguardia del conocimiento en el ámbito de la Bioquímica y Biología Molecular.

CG2.- Saber aplicar los conocimientos en Bioquímica y Biología Molecular al mundo profesional, especialmente en las áreas de investigación y docencia, y de actividades biosanitarias, incluyendo la capacidad de resolución de cuestiones y problemas en el ámbito de las Biociencias Moleculares utilizando el método científico.

CG3.- Capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del área de la Bioquímica y Biología Molecular, así como de extraer conclusiones y reflexionar críticamente sobre las mismas en distintos temas relevantes en el ámbito de las Biociencias Moleculares.

CG4.- Capacidad para transmitir información, ideas, problemas y soluciones dentro del área de la Bioquímica y Biología Molecular, incluyendo la capacidad de comunicar aspectos fundamentales de su actividad profesional a otros profesionales de su área, o de áreas afines, y a un público no especializado

CG5.- Haber desarrollado las habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores de especialización con un alto grado de autonomía, incluyendo la capacidad de asimilación de las distintas innovaciones científicas y tecnológicas que se vayan produciendo en el ámbito de las Biociencias Moleculares.

Competencias transversales

CT1.- Capacidad de razonamiento crítico y autocrítico.

CT4.- Capacidad de aprendizaje y trabajo autónomo.

CT6.- Capacidad para reconocer y analizar un problema, identificando sus componentes esenciales, y planear una estrategia científica para resolverlo.

CT7.- Capacidad de utilizar las herramientas informáticas básicas para la comunicación, la búsqueda de información, y el tratamiento de datos en su actividad profesional.

CT8.- Capacidad de lectura de textos científicos en inglés.

 CT9.- Capacidad de comunicar información científica de manera clara y eficaz, incluyendo la capacidad de presentar un trabajo, de forma oral y escrita, a una audiencia profesional, y la de entender el lenguaje y propuestas de otros especialistas.

1.12.2. Resultados de aprendizaje

1. profundizar en algunos aspectos del almacenamiento de la información y de la variabilidad molecular y genética
2. explicar la base conceptual de las técnicas de ingeniería genética y dar a conocer las aplicaciones más inmediatas
3. explicar cómo combinar moléculas de ADN de distinta procedencia, amplificarlas y transferirlas de un ser vivo a otro
4. abordar de manera teórica las técnicas de obtención de animales genéticamente modificados o clónicos y sus aplicaciones en investigación básica y biotecnología.
5. enumerar las estrategias de terapia génica que mejores resultados están dando en ensayos clínicos
6. argumentar las aplicaciones, producción y caracterización de plantas transgénicas
7. realizar presentaciones orales sobre temas relativos a la asignatura
8. criticar y preguntar sobre las exposiciones orales de sus compañeros

1.12.3. Objetivos de la asignatura

El objetivo de esta asignatura es profundizar en algunos aspectos del almacenamiento de la información (tema 1) y de la variabilidad molecular y genética (tema 2) que se generan en la célula así como la metodología que nos permite modificar genéticamente células, animales diversos o plantas. La ingeniería genética es un conjunto de metodologías que nos permiten manipular el ADN. En el presente curso se pretende explicar la base conceptual de éste conjunto de técnicas y dar a conocer las aplicaciones mas inmediatas. Aprenderemos a combinar moléculas de ADN de distinta procedencia, amplificarlos y transferirlos de un ser a otro rompiendo la barrera de las especies como unidades genéticamente inmiscibles. Se abordarán técnicas de obtención de animales genéticamente modificados o clónicos y se estudiarán sus aplicaciones en investigación básica y biotecnología. Se hará un repaso a las estrategias de terapia génica que mejores resultados están dando en ensayos clínicos y se abordará finalmente la  producción y caracterización de plantas transgénicas y sus múltiples aplicaciones.

1.13. Contenidos del programa

 Tema 1. Métodos de amplificación y secuenciación del DNA. Amplificación génica por técnicas de DNA recombinante. Enzimas de restricción. FokI y las quimeras ZFN Y TALEN. Vectores procarióticos: plásmidos y bacteriófagos. Cromosomas artificiales de bacterias. Tipos de clonación molecular. Expresión y métodos de identificación de los productos clonados.  Producción de proteínas. Amplificación génica por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Retrotranscripción. PCR a tiempo real (qPCR). PCR digital. Aplicaciones. Mutagenesis dirigida por PCR. Secuenciación de DNA. Secuenciación Sanger. Secuenciación masiva de DNA y RNA. Genómica y transcriptómica. Aplicaciones. Identificación de mutaciones.

Tema 2 Genética y epigenética. Regulación de la expresión génica. La información genética, el gen, el genoma, la genómica. Organización del genoma. DNA de copia única, DNA moderadamente y altamente repetido. Secuencias polimórficas. Marcadores genéticos en medicina forense. Proyecto genoma Humano y proyecto Encode. Genética y epigenética en relación con la variabilidad fenotípica entre individuos de la misma especie.  Modificación de DNA, modificación de histonas y remodeladores de la cromatina. Función de los RNA no codificantes en la regulación de la expresión génica. Imprinting.

Tema 3. Recombinación. Recombinación entre cromosomas homólogos. Conversión génica. Enzimas implicadas en la recombinación. Recombinación específica de sitio (dirigida). Fago Lambda. Cre-LoxP. Trasposones de DNA y RNA. Recombinación al azar vía DNA, replicativa y no replicativa. Control de la transposición. Recombinación somática. Sistema de CRISPcas en bacterias.

Tema 4. Mutaciones. Mutagénesis dirigida y remodelación de genomas. Mutaciones a nivel de nucleótido por PCR. Mutagénesis por recombinación homóloga (dianas génicas). Edición de genomas. Genes quimera. Mutaciones germinales y somáticas. Ejemplos: enfermedades monogénicas, complejas y cáncer.

Tema 5. Transferencia génica, RNA interferente, edición de genomas: técnicas y aplicaciones. Transfección estables y transitorias. Transducción (infección). Vectores para transfección y transducción. Métodos de selección. Cromosomas artificiales de mamíferos.  RNA interferente: microRNA, siRNA.  

Tema 6. Terapia génica, generación de modelos transgénicos y clónicos y sus aplicaciones.  Terapia génica de enfermedades monogénicas, cáncer y por edición de genomas.  Métodos de obtención de animales transgénicos. Modelos transgénicos: knock-out, knock-in, constitutive, tissue-specific, inducible. Clonación: métodos. Aplicaciones de animales transgénicos y clónicos en investigaciones básica, biotecnología. Clonación terapéutica. Generación de iPS.

Tema 7. Transferencia génica en levadura, insectos y plantas.  Vectores y cromosomas artificiales de levadura. Sistema de baculovirus en insectos. CRISPR, vectores en plantas y sus aplicaciones.

1.14. Referencias de consulta

• Lewin’s Genes XII. Krebs J, Goldstein E and Kilpatrick ST. 2017
• Epigenetics Jörg Tost. Caister Academic Press. 2013
• Molecular Therapeutics Pamela Greenwell, Michelle Mcculley. Wiley-Interscience. 2008.
• Genetics: a molecular approach Peter J. Russell. Benjamin/Cummings Pub Co (3rd edition). 2009.
• Human Molecular Genetics. Tom Strachan & Andrew P. Read, 5^th Edition 2019 Garland Science.
• Texto ilustrado e interactivo de biología molecular e ingeniería genética. Ángel Herráez Sánchez. 2ª edición.
• Curso de genética molecular e ingeniería genética M. Izquierdo. Ed. Pirámide. Madrid 2014.

2. Metodologías docentes y tiempo de trabajo del estudiante

2.1. Presencialidad

2.2. Relación de actividades formativas

1. 1. 1. 1. 1. Clases teóricas: exposición oral por parte del profesor de los contenidos teóricos fundamentales de cada tema. En las sesiones se utilizará material audiovisual (presentaciones) disponible en la página de docencia en moodle. Estos esquemas complementan las lecturas recomendadas en la guía docente.
            2. Clases prácticas: presentaciones orales de los alumnos y resolución de problemas
            3. Tutorías individuales: siempre que el alumno las solicite.
            4. Estudio personal: aprendizaje autónomo académicamente dirigido por el profesor a través de las tareas publicadas en la página de docencia en red.

3. Sistemas de evaluación y porcentaje en la calificación final

3.1. Convocatoria ordinaria

Los resultados del aprendizaje relacionados con las competencias enumeradas anteriormente serán evaluados como sigue:

• • Los resultados de aprendizaje relacionados con la adquisición y asimilación de contenidos teóricos se evaluarán mediante un examen escrito cuyo resultado representará el 60% de la calificación.
  • En el examen escrito se evaluarán las competencias de adquisición de conocimientos nuevos, asimilación de contenidos teóricos, capacidad de crítica y habilidad para relacionar distintos aspectos de la asignatura.

En las presentaciones orales, que constituyen las prácticas de aula, se evaluarán las competencias relacionadas con las habilidades y destrezas de comunicación oral, la capacidad de debate y la defensa de argumentos.

3.1.1. Relación actividades de evaluación

3.2. Convocatoria extraordinaria

Convocatoria extraordinaria. La evaluación extraordinaria consistirá en una prueba escrita en el mismo formato que el examen final. Además, se mantendrán las calificaciones de las presentaciones orales y participación en clase de la convocatoria ordinaria, y su contribución a la nota final será la misma que en la convocatoria ordinaria.

3.2.1. Relación actividades de evaluación

4. Cronograma orientativo

CRONOGRAMA: se incluye un cronogrma en base a los temas propuestos