Genética Molecular (1408), 2012/13

AUTORES:

Maria Rosa Ponce Molet
Jose Luis Micol Molina
Jose Manuel Perez Perez

Depto. Biología Aplicada

Área Genética

Esta asignatura se ha impartido en  
Grado en Biotecnología, curso 2012-2013

Ácidos nucleicos. Replicación, mutación y reparación del ADN. Expresión génica y su regulación.

Tipo de materiales

Apuntes-teoría Práctica Prácticas resueltas Ejercicios Ejercicios resueltos Proyectos Estudios de casos Exámenes Autoevaluación Seminarios Presentaciones

Formato de los documentos

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Descripción

Los materiales aquí contenidos son parte de los materiales de apoyo al aprendizaje facilitados a los estudiantes durante el curso 2012/13 en la asignatura 1408 de título Genética Molecular.

En particular, corresponden a:

Apuntes-teoría Práctica Prácticas resueltas Ejercicios Ejercicios resueltos Proyectos Estudios de casos Exámenes Autoevaluación Seminarios Presentaciones

Nombre de Asignatura Código CT CP CTOT
GEENÉTICA MOOLECULAR 1408 3 3 6
Tipo Cuatrimestre Segundo Curso 2
Descripción Ácidos nucleicos. Replicación, mutación y reparación del ADN. Expresión génica y su regulación.
Departamento BIOLOGÍA APLICADA
Área GENÉTICA
Grado GRADO EN BIOTECNOLOGÍA
Centro FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES

 

Objetivos de aprendizaje

Los objetivos de aprendizaje globales en la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son los siguientes. Aparecen resaltados aquellos vinculados a los materiales disponibles en el OCW-UMH.

1. Que adquieran una visión histórica del desarrollo de la Genética, la Genética molecular, la Ingeniería genética y la Biotecnología.
2. Que los alumnos sepan interpretar los experimentos de Genética molecular y de Ingeniería genética que se presentan en una selección de artículos científicos.
3. Que los alumnos sean capaces de diseñar experimentos sencillos de Genética molecular, empleando una mentalidad científica.
4. Que los alumnos comprendan la utilidad de las técnicas de Ingeniería genética para el análisis de los genes y de los procesos relacionados con su expresión y regulación.
5. Que los alumnos entiendan las diferencias estructurales entre los genes y genomas procariotas y eucariotas.
6. Que los alumnos entiendan la necesidad de regulación de la expresión génica, en el tiempo y en el espacio y las diferencias entre los organismos procariotas y eucariotas.
7. Que entiendan las bases de la mutación y sus efectos a nivel molecular y de individuo.
8. Que los alumnos aprendan los mecanismos de reparación del ADN.
9. Que los alumnos entiendan el ciclo celular y su regulación.
10. Que los alumnos aprendan las bases moleculares del cáncer.
11. Que los alumnos se familiaricen con los sistemas modelo clásicos en Genética del desarrollo.
12. Que los alumnos comprendan las bases genéticas en el desarrollo de patrones corporales, con los organismos modelo clásicos.

Contenidos

Los contenidos globales de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son los siguientes. Aparecen resaltados aquellos vinculados a los materiales disponibles en el OCW-UMH.

1.Mecanismos de regulación de la expresión génica


Descripción:  Se detalla la transcripción de los genes procariotas y eucariotas y los mecanismos transcripcionales y postranscripcionales de su regulación.

 

Temas:
1.1.MECANISMOS DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENICA EN PROCARIOTAS (4 horas) Semejanzas y diferencias entre la replicación y la transcripción. Genes de expresión constitutiva y de expresión regulada. Regulación génica en procariotas y eucariotas: Semejanzas y diferencias. Estructura de las unidades de transcripción procarióticas. Nomenclatura de las cadenas de ADN. La maquinaria de transcripción procariota: La ARN polimerasa de Escherichia coli. Iniciación de la transcripción en procariotas: el factor sigma. Los promotores procarióticos. Coordinación de la expresión génica en procariotas: Los operones bacterianos. Control de la iniciación de la transcripción: Operones de control positivo y negativo, inducibles y reprimibles. El operón lac de Escherichia coli y el modelo de Jacob y Monod. Terminación de la transcripción en procariotas: terminadores intrínsecos y dependientes de rho. Control de la terminación de la transcripción: atenuación y antiterminación. El operón del triptófano y otros operones de genes implicados en rutas biosintéticas. La regulación génica mediada por ARN no codificantes.
1.2.LA TRANSCRIPCIÓN EUCARIOTA Y SU REGULACIÓN POR FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN (3 horas) Tipos de ARN y polimerasas de ARN eucarióticas. Genes de la clase I y organizadores nucleolares. Estructura del ribosoma. La ARN pol I y la transcripción de los genes de los ARN ribosómicos (ARNr). Regiones de control de la transcripción del ADN ribosómico (ADNr). Terminación de la transcripción del ADNr. Maduración de transcritos. Los genes de la clase III: genes de los ARN transferentes (ARNt) y del ARNr 5S. Terminación de la transcripción de los genes de la clase III. Genes de la clase II. Regulación del inicio de la transcripción mediante factores de transcripción y secuencias que actúan en cis. Tipos de factores de transcripción.
1.3.LA TRANSCRIPCIÓN EUCARIOTA Y SU REGULACIÓN POR MECANISMOS EPIGENÉTICOS (3 horas) Estructura del cromosoma eucariótico: heterocromatina constitutiva, facultativa y eucromatina. Regulación epigenética. Regulación de la transcripción mediante metilación del ADN. Regulación mediante variaciones en el empaquetamiento de la cromatina. Complejos remodeladores de la cromatina. El desplazamiento de los nucleosomas. Modificaciones químicas de las histonas: el código de las histonas. Establecimiento y mantenimiento de las marcas epigenéticas: Las proteínas Polycomb y Trithorax. La propagación de la cromatina. El papel de los aislantes como obstáculos a la propagación de la heterocromatina. La impronta parental de los genes.
1.4.PROCESAMIENTO Y ESTABILIDAD DEL ARN Y DE LAS PROTEÍNAS (3 horas) Maduración del ARNm eucariota. La regulación del splicing. Splicing alternativo. Poliadenilación alternativa del ARNm. Editado del ARN. Modulación de la longevidad de los ARNm. Degradación de los ARNm procariotas y eucariotas. Mecanismos de control de la calidad del ARNm. Algunos ejemplos de mecanismos de regulación postraduccional. Mecanismos de degradación de proteínas. La ubiquitinación y el proteosoma.
1.5.ARN REGULADORES (2 horas) Los ARN no codificantes procariotas. El ARN interferente. Silenciamiento génico mediado por pequeños ARN. Los microARN.

Sesiones prácticas:

1.1.Simulación mediante ordenador de la regulación del operón lac de Escherichia coli. Se analizarán casos de bacterias silvestres para los genes del operón, mutantes y merodiploides.
1.2.Análisis de regiones heterocromatínicas en individuos mutante y silvestres de Arabidopsis thaliana.
1.3.Resolución de 8 problemas, en 4 sesiones de 1 hora de duración cada una.
2.Mecanismos de variación genética


Descripción:  Se estudian los mecanismos de mutación y recombinación y los de reparación de lesiones en el ADN.Se hace enfásis en la importancia de la variabilidad genética para la evolución y la supervivencia de las especies.

 

Temas:

2.1.MECANISMOS DE VARIACIÓN GENÉTICA: MUTACIÓN DEL ADN (3 horas) Concepto de mutación. Alelos. Tipos de alelos. Relaciones alélicas elementales en organismos diploides. Clasificación de las mutaciones. Mutaciones génicas: Sustituciones, adiciones y deleciones. Reversiones y supresiones. Mecanismos de mutaciones espontáneas. Mecanismos de mutaciones inducidas: Mutágenos. Tasa de mutación. Ensayo de Ames. Mutaciones cromosómicas. Alteraciones cromosómicas estructurales: deleciones, duplicaciones, inversiones y translocaciones. Alteraciones cromosómicas numéricas. Aneuploidías. Origen y consecuencias en la especie humana. Euploidías: Autopoliploidías y alopoliploidías. Las aberraciones cromosómicas y la evolución.
2.2.MECANISMOS DE VARIACIÓN GENÉTICA: RECOMBINACIÓN DEL ADN (1 hora) Recombinación homóloga y no homóloga. Recombinación específica de sitio. Recombinación homóloga durante la meiosis.
2.3.MECANISMOS DE REPARACIÓN DEL ADN (2 horas) Reparación de los errores de apareamiento. Reparación directa. Reparación por escisión de bases. Reparación por escisión de nucleótidos. Reparación de rupturas en el ADN. Consecuencias de las alteraciones de los mecanismos de reparación.

Sesiones prácticas:

2.1.Análisis de mutaciones mediante amplfiicación por PCR y digestión con endonucleasas de restricción.
2.2.Resolución de 6 problemas, en 3 sesiones de 1 hora de duración cada una.
3.Genética del desarrollo


Descripción:  Se estudiarán aspectos claves del desarrollo de los organismos modelo eucatioras: El embrión de Drosophila melanogaster, la vulva de Caenorhabditis elegans, la flor de Arabidopsis thaliana. También se analizarán los mecanismos de determinación del sexo en los animales y los de compensación de dosis génica entre sexos en mamíferos. La unidad temática acaba con los mecanismos genéticos que controlan el ciclo celular y las consecuencias de su descontrol, estudiando las bases genéticas del cáncer

 

Temas:

3.1.CONTROL GENÉTICO DEL DESARROLLO (6 horas) Adopción de decisiones de desarrollo en las células, totipotencia y pluripotencia. Experimentos de clonación en plantas y animales. El desarrollo embrionario de Drosophila melanogaster. Establecimiento del patrón corporal. Genes homeóticos. El desarrollo floral en Arabidopsis thaliana. Mecanismos de determinación sexual. La determinación del sexo en Drosophila melanogaster. Mecanismos de compensación de la dosis génica entre sexos. El papel de los ARN reguladores en la inactivación del cromosoma X de los mamíferos. La muerte celular programada. El desarrollo de la vulva de Caenorhabditis elegans.
3.2.PERTURBACIONES DEL DESARROLLO (3 horas) Sacharomyces cerevisae como modelo para el estudio del control genético del ciclo celular. Bases genéticas del cáncer.

Sesiones prácticas:

3.1.Resolución de 6 problemas, en 3 sesiones de 1 hora de duración cada una.

Indicaciones Didácticas

Las indicaciones didácticas de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados son las siguientes. Aparecen resaltados aquellos aspectos didácticos vinculados a los materiales disponibles en el OCW-UMH.

Metodología
La metodología de enseñanza-aprendizaje está fundamentada en:
  • Aprendizaje basado en problemas
  • Aprendizaje orientado a proyectos
  • Estudio de casos
  • Expositivo/Lección magistral
  • Resolución de ejercicios y problemas
Actividades formativas
Las actividades formativas empleadas a lo largo del curso consisten en:
  • Clases teóricas
  • Clases prácticas
  • Estudio y trabajo en grupo
  • Estudio y trabajo individual
  • Tutorías
  • Seminarios y talleres
  • Revisión de exámenes y tareas
  • Evaluaciones
Planificación
Horas trabajo dirigido 60 40%
Horas trabajo compartido 30 20%
Horas trabajo autónomo 60 40%
Horas totales 150 100%

Evaluación

El procedimiento de evaluación de la asignatura en que se integran los recursos desarrollados es el siguiente:
GENERALIDADES:
  • Se utilizará una evaluación continua con el fin de que el aprendizaje del estudiante se realice a lo largo del curso. De dicha manera, el resultado final de la evaluación del estudiante comprenderá todo el trabajo que este haya realizado.Se realizará un examen final donde se valorará el esfuerzo de razonamiento científico utilizado para resolver las diferentes cuestiones del examen. Dicho examen tendrá un peso en la calificación final de hasta un 75%.La evaluación continua, las actividades realizadas tanto durante las clases teóricas como de las clases prácticas, así como el trabajo desarrollado en los seminarios comprenderá el resto de la nota hasta completar el 100%. Un 5% de esta nota se podrá utilizar para el seguimiento de las tutorías que los estudiantes realicen a lo largo del curso.

    Las Prácticas de Laboratorio incluirán la presentación, a su finalización, de un Cuaderno de Prácticas en el que se describirán las prácticas realizadas, los resultados obtenidos y la interpretación de los mismos, así como las observaciones que el/la estudiante crea pertinente reseñar. La calificación de las actividades prácticas provendrá de la observación directa del estudiante en el laboratorio o en el aula de informática, así como de la evaluación de los guiones elaborados por el mismo a partir del trabajo desarrollado a lo largo de dichas prácticas.

    Las actividades tendrán un peso del 20%.

EVALUACIÓN DEL BLOQUE TEÓRICO-PRÁCTICO:
 
  • EVALUACIÓN CONTINUA: La asignatura puede aprobarse mediante la consecución de hasta un máximo de 100 puntos que se acumulan durante el curso realizando distintas actividades puntuables, que incluyen un examen final de teoría y problemas, un examen de prácticas, resolución de problemas, realización de prácticas y asistencia y/o impartición de seminarios. La puntuación mínima para obtener el aprobado mediante evaluación continua es de 60 puntos (Equivalente a una calificación de 5 sobre 10).

Actividades a realizar durante el curso:

 

  • 1.- Prácticas (Puntuación máxima: 20). Se impartirán 8 sesiones de prácticas de 2,5 horas de duración cada una. Se concederán 10 puntos por asistencia (0,5 puntos por cada hora). Coincidiendo con el examen de teoría, se realizará un examen correspondiente a las sesiones de prácticas, que consistirá en un cuestionario de 10 preguntas con 4 respuestas alternativas, en la que sólo 1 será la correcta. Cada acierto se valorará con 1 punto y se descontarán 0,33 por cada respuesta incorrecta.
  • 2.- Problemas (Puntuación máxima: 20). Se suministrará a cada alumno una colección de problemas, agrupados en 10 series, de 1 u 2 problemas. Cada problema se valorará con 1 o 2 puntos, dependiendo de su complejidad, que se indicará al lado de cada enunciado. Junto a los problemas se incluirán hojas de respuesta en las que los alumnos podrán escribir sus soluciones. Cada serie se discutirá en clase después de la impartición de la teoría correspondiente, en una sesión de 1 hora de duración. Los alumnos podrán presentar la hoja de respuestas sólo si están dispuestos a exponer en el aula y ante sus compañeros la forma en que han resuelto el problema (véase el siguiente párrafo). La profesora indicará con suficiente antelación el plazo límite para la entrega de los problemas de cada serie. En el caso en que haya diferentes apartados en un problema, se calificará cada uno de ellos y no el problema en su conjunto. Los alumnos podrán optar por responder a todos los apartados, o sólo a aquellos que consideren oportuno. Las respuestas erróneas no restarán puntuación. La dinámica de las clases de problemas será la siguiente: Al comienzo de la sesión de discusión, la profesora elegirá al azar una de las respuestas, por cada uno de los problemas de la serie, convocando al alumno correspondiente, quien deberá explicar a sus compañeros la forma en que ha resuelto el problema y contestar a cuantas preguntas al respecto le formulen. Aquellos alumnos cuyas hojas de respuesta sean seleccionadas por el profesor y no se hallen presentes en el aula o no sepan explicar el modo en que han resuelto el problema, perderán toda la puntuación correspondiente a las series de problemas. Quienes deseen discutir la calificación obtenida en una serie dispondrán de un día para hacerlo, que será convocado con suficiente antelación. No se admitirán consultas acerca de la forma en que se ha corregido una serie en ningún otro momento.

 

  • 3.- Seminarios (Puntuación máxima: 10 puntos): A lo largo del curso se llevarán a cabo una serie de seminarios relacionados con la Genética que podrán ser impartidos por profesionales de reconocido prestigio en este campo o por los alumnos. Por la asistencia a los seminarios, la realización de un resumen de uno de ellos y/o la impartición de un seminario se podrá conseguir un máximo de 10 puntos.

 

  • 4.- Examen (Puntuación máxima: 50 puntos). Se realizará un examen que constará de dos apartados. El primero consistirá en un cuestionario con 35 preguntas, cada una con 4 respuestas alternativas, en las que sólo 1 será correcta o errónea, dependiendo de lo que indique el enunciado. Cada pregunta correcta se calificará con 1 punto (total: 35 puntos). En este apartado se descontarán 0,33 puntos por cada respuesta errónea. Las preguntas no respondidas no puntuarán negativamente. El segundo apartado consistirá en la resolución de 2 problemas a elegir por el alumno de entre 3 propuestos. Cada problema se valorará con 7,5 puntos (total 15 puntos). Si un alumno respondiera total o parcialmente a los 3 problemas propuestos, se calificarían únicamente los 2 primeros. Sólo se puntuarán las respuestas finales a cada uno de los apartados del problema. En esta parte del examen, las respuestas erróneas no restarán puntuación. Los alumnos podrán revisar sus exámenes y dispondrán de un día para hacerlo, que será anunciado junto a la convocatoria del examen. No se admitirán consultas acerca de la forma en que se ha corregido un examen en ningún otro momento.Se considerarán como -No presentados- y no consumirán la convocatoria ordinaria de junio, los alumnos que no se hayan presentado a este examen.

 

  • IMPORTANTE: La nota final de la asignatura será la que más favorezca al estudiante de las dos siguientes: la puntuación obtenida a lo largo del curso mediante la realización de las distintas actividades incluido el examen (puntuación mínima para aprobar 60 de 100 puntos) o bien sólo la del examen (50 puntos, puntuación mínima para aprobar 25 puntos). De este modo podría aprobarse la asignatura sin necesidad de realizar las actividades puntuables, a excepción del examen, siempre que se alcanzase una puntuación igual o superior a 25 puntos en el mismo.
  • En las convocatorias de septiembre y diciembre se realizará un único examen con la misma estructura y características que el examen comentado anteriormente.
  • Aquellos alumnos que no superen la asignatura podrán conservar la puntuación obtenida en las actividades prácticas (por la asistencia a las prácticas y la realización del examen), pero no las del resto de las actividades.

Profesorado

Nombre E-mail
PONCE MOLET, MARIA ROSA
MICOL MOLINA, JOSE LUIS    
PEREZ PEREZ, JOSE MANUEL  

Materiales de aprendizaje

Temario completo

Prácticas

Problemas

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