Información de la asignatura

1. Detalles de la asignatura

1.1. Materia

Biotecnología Microbiana (Itinerario de Biología Molecular y sus Aplicaciones)

1.2. Carácter

Optativa

1.3. Nivel

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

1.4. Curso

531 - Graduado/a en Bioquímica: 4
830 - Microtítulo en Biotecnología Ambiental: 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 tener conocimientos básicos de Microbiología, Genética y Bioquímica y disponer de un nivel de inglés que permita al alumno leer bibliografía de consulta.

1.10. Requisitos mínimos de asistencia

La asistencia es muy recomendable.

1.11. Coordinador/a de la asignatura

Maria Fernandez Lobato

1.12. Competencias y resultados del aprendizaje

1.12.1. Competencias / Resultados del proceso de formación y aprendizaje

Competencias específicas

CE3.- Conocer y entender las diferencias entre células procariotas y eucariotas, así como la estructura y función de los distintos tipos celulares (en organismos multicelulares) y de sus orgánulos subcelulares.

CE6.- Comprender la estructura, organización, expresión, regulación y evolución de los genes en los organismos vivos, así como las bases moleculares de la variación genética y epigenética entre individuos.

CE14.- Conocer los principales problemas actuales y los retos futuros de las Biociencias Moleculares, así como las implicaciones éticas y sociales de las aplicaciones prácticas de la Bioquímica y Biología Molecular en los sectores sanitario y biotecnológico.

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

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

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. Desarrollar labores profesionales relacionadas con el diseño, ejecución y monitorización de procesos relacionados con el empleo práctico de microorganismos.
2. Aplicar técnicas de biología molecular e ingeniería genética para idear o modificar procesos productivos que impliquen el empleo de microorganismos o la obtención de alguno de sus productos de interés biotecnológico.
3. Conocer las bases y criterios de la nomenclatura biotecnológica.
4. Desarrollar la adecuada capacidad de análisis y de síntesis de la información bibliográfica específica de la Biotecnologia obtenida, mediante la consulta de varias fuentes bibliográficas.
5. Diseñar protocolos relacionados con la generación de proyectos biotecnológicos.

1.12.3. Objetivos de la asignatura

El objetivo principal de esta asignatura es que el estudiante adquiera una visión actual y global de aquellas facetas de la Biotecnología relacionadas con la obtención de productos y servicios basados en el empleo de los microorganismos.

Con esta asignatura se pretende: a) que el estudiante adquiera los conceptos más relevantes del funcionamiento de los microorganismos desde un punto de vista práctico; b) que el alumno adquiera conocimientos actualizados de los procesos productivos existentes y en desarrollo basados en microorganismos.

1.13. Contenidos del programa

Los contenidos del curso están organizados en dos bloques principales. El primer bloque contiene los temas 1-7 y el segundo bloque los temas 8-15.

Tema 1. Introducción, producción industrial.

Antecedentes. Productos biotecnológicos. El proceso biotecnológico: upstream, downstream. Biorreactores. Biosensores. Producción de proteínas

Tema 2. Metabolitos primarios.

Aminoácidos. Ácidos orgánicos. Vitaminas. Biocombustibles. Toxicidad

Tema 3. Metabolitos secundarios.

Antibióticos. Productos naturales. Minería de genomas y mejora de la producción. Biopolímeros

Tema 4. Bacterias del ácido láctico.

Bacterias del ácido láctico, taxonomía. Bacteriocinas. Metabolismo. Bacteriófagos. Ingeniería genética. Bacterias del ácido láctico como microorganismos GRAS

Tema 5. Alimentos, microbiota y probióticos.

Productos fermentados. Microorganismos como alimentos. Microbiota intestinal. Interacción con la mucosa intestinal. Prebióticos, prebióticos, nutraceúticos.

Tema 6. Medioambiente y agricultura.

Tratamiento de aguas residuales. Biorremediación. Microbioma de las plantas. Biocontrol

Tema 7. Terapias con bacterias y virus.

Terapias basadas en fagos. Aplicaciones en el intestino. Aplicaciones contra tumores.

Tema 8. Las levaduras, organismos modelo.

Las levaduras como modelos eucariotas. Arquitectura celular. Metabolismo general. Saccharomyces cerevisiae. Cepas industriales y de laboratorio. Ciclo haploide-diploide. El genoma y proyectos postgenómicos.

Tema 9. Uso de técnicas moleculares en levaduras I

Transformación de células de levadura. Vectores. Marcadores de selección.

Tema 10.  Uso de técnicas moleculares en levaduras I. Expresión de proteínas.

RNA polimerasas. Promotores y terminadores. Transcripción y traducción. Glicosilación y transporte de proteínas. Secuencias de exportación. Autofagia. Sistemas de expresión proteícos

Tema 11. Herramientas genéticas basadas en levaduras.

Los sistemas del doble- triple híbrido y derivados. Análisis genómicos y proteómicos. Evolución molecular.

Tema 12. Levaduras en investigación biomédica.

Estudio de patologías humanas en levaduras. Desórdenes neurodegenerativos: Parkinson, Alzheimer. Enfermedades mitocondriales.

Tema 13.  Levaduras en procesos industriales I. Organismos factorías.

Producción natural y nuevas habilidades adquiridas por ingeniería genética. Pigmentos, vitaminas, polifenoles, biocombustibles. Insulina humana.

Tema 14. Levaduras en procesos industriales II. Cerveceras.

Mejora biotecnológica de levaduras cerveceras. Utilización de sustratos alternativos. Mejora en la eficiencia de fermentación. Floculación. Producción de diacetilo. Utilización de betaglucanos.

Tema 15. Levaduras en procesos industriales III. Enología y panadería.

Mejora biotecnológica de levaduras en la industria enológica y panadera. Utilización de sustratos alternativos. Alteración de características organolépticas. Levaduras killer. Estabilidad de cepas.

1.14. Referencias de consulta

Los recursos para el aprendizaje engloban:

No se sigue un libro específico para todo el temario. La relación que se indica a continuación es sólo orientativa e incluye los textos más utilizados.

Microbiology of fermented foods. Ed. Brion JB Wood. Vol 1,2. 2nd ed. 1998. Blackie Academic & Professional.

Fermented meats. Ed. G Campbell-Platt & PE Cook. 1994. Blackie Academic & Professional.

Food Microbiology. Fundamentals and frontiers. Ed. MP Doyle, LR Beuchat, TJ Montville. 1997. ASM Press.

Dairy starter cultures. Ed. TM Cogan, JP Accolas. 1996. VCH Publishers.

Fundamentals of food biotechnology. Byong H. Lee. VCH Publishers, Inc. 1996

Genetic and biotechnology of lactic acid bacteria. Edited by MJ Gasson and WM de Vos. Blackie Academics and Professional 1994.

Biotecnología: manual de microbiología industrial. Wulf Crueger y Anneliese Crueger. Ed. Acribia, SA. 1993

Biotecnología básica. John Bu'lock y Bjorn Kristiansen, Ed. Acribia SA, 1993

Saccharomyces. Biotechnology handbooks. 1991. Michael F. Tuite and J. Stephen G. Oliver. Plenum Press, NY.

The Yeast vol 5. Yeast Technology. 1993. AH Rose and S Harrison. Academic Press

Molecular  Biotechnology. Principles and applications of recombinant DNA. 2003  BR Glick and JJ Pasternak. ASM Press.

Aroma Biotechnology. 1995. RG Berger. Springer.

Nonconventional  Yeast in Biotechnology. 1996. Klaus Wolf. Springer.

Essentials of the microbiology of foods. 1995. DAA Mossel, JEL Corry, CB Struijk and RM Baird. John Wiley and Sons.

Yeast Physiology and Biotechnology. 2000. G.M. Walker, Ed. John Wiley & Sons.

Yeast Molecular and Cell Biology. 2nd 2012. Horst Feldmann Ed. WilleyBlackwell.

Methods in Microbiology, vol. 26. Yeast Gene Analysis. 1998. Alistair JP. Brown. Academic Press.

Recombinant DNA. 2007. JD Watson, RM Myers, AA Caudy and JA Witkowski  Freeman and Company New York.

Human Microbiome Project, http://www.hmpdacc.org/

Genomes onLine Database, http://www.genomesonline.org/cgi-bin/GOLD/index.cgi

Saccharomyces genome data base, http://www.yeastgenome.org/archive/sequence_done.shtml

Las figuras de las presentaciones empleadas en clase estarán disponibles en la página de la asignatura en Moodle.

2. Metodologías docentes y tiempo de trabajo del estudiante

2.1. Presencialidad

2.2. Relación de actividades formativas

• Clases magistrales 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 red. Estos esquemas no pueden sustituir en ningún caso a las lecturas obligatorias detalladas en la guía docente.
• Aprendizaje basado en casos prácticos

1. Talleres de ejercicios: realización de ejercicios en el aula bajo la supervisión del profesor. Los alumnos podrán utilizar el material teórico de que dispongan.
2. Controles: pruebas breves de conocimiento para evaluar el grado de aprendizaje de la materia en distintos momentos del semestre.

3. Sistemas de evaluación y porcentaje en la calificación final

3.1. Convocatoria ordinaria

A final de curso se realizará un examen escrito para evaluar la asimilación de los contenidos de la asignatura y las competencias alcanzadas.

Evaluación ordinaria:

1. Evaluación continuada:

El rendimiento de los alumnos en las actividades de evaluación continua constituirá el 30% de la calificación final. Estas actividades serán:

- Controles de progreso: Se podrán realizar hasta tres pruebas cortas de evaluación a lo largo del semestre, con el propósito de evaluar la comprensión y manejo de los conceptos importantes explicados en clase. Dichos controles no “liberaran” la parte de la asignatura evaluada, aunque constituirán el 30% de la calificación final, y se realizarán en el horario asignado a las clases.

2. Examen final:

- Examen final: Será una prueba escrita que podrá incluir preguntas cortas, preguntas de tipo test, desarrollos cortos de temas o resolución de problemas. Se realizará al término de las clases programadas e incluirá todos los contenidos del temario. Esta prueba evaluará el nivel de conocimiento alcanzado, su integración y la capacidad de utilizarlo en problemas reales. El resultado obtenido en el examen final representará el 70% de la calificación final.

Para superar la asignatura es necesario obtener una puntuación mínima de 5 sobre 10 puntos posibles en la calificación final.

3.1.1. Relación actividades de evaluación

3.2. Convocatoria extraordinaria

La evaluación extraordinaria consistirá en una prueba escrita en el mismo formato que el examen final. Se utilizarán asimismo las calificaciones de las pruebas de evaluación continua si las hubiere, y solamente si fueron obtenidas en el mismo curso de la convocatoria. En cualquier caso, la calificación final de la prueba escrita deberá superar la calificación de 5.

3.2.1. Relación actividades de evaluación

4. Cronograma orientativo

*Este cronograma tiene carácter orientativo.

El calendario de actividades y los horarios oficiales se pueden consultar en la página web del Grado de Bioquímica:
http://www.uam.es/ss/Satellite/Ciencias/es/1242655565347/contenidoFinal/Bioquimica.htm