ASIGNATURA: DEPARTAMENTO: UNIDADES:

Enseñanza de Odontología
Curso 2006-07
ASIGNATURA: Diseño Molecular de la Vida: de la Estructura a la Función
DEPARTAMENTO: Ciencias Fisiológicas II
UNIDADES: Bioquímica y Biología Molecular
COORDINACIÓN: Gabriel Pons Irazazábal
PROFESORADO: Gabriel Pons Irazazábal y Ramon Bartrons Bach
CRÉDITOS: 4,5 (1 crédito teórico y 3,5 créditos prácticos)
TIPO: optativa
CICLO: primero
CURSO: primero
SEMESTRE: segundo
OBJETIVOS GENERALES
Esta asignatura tiene dos objetivos primordiales:
1. Profundizar en la incorporación del nivel molecular en la formación de los
estudiantes de primer ciclo de la licenciatura, complementando así los
conocimientos y las habilidades adquiridas en la asignatura Bioquímica y
Biología Molecular. Este abordaje será fundamentalmente de tipo estructurafunción, y se insistirá en los aspectos estructurales que nos permiten
comprender la función y, en muchos casos, las consecuencias patológicas de
las anomalías estructurales. No se pretende dar una visión exhaustiva o
completa de todas las macromoléculas, sino al contrario, utilizar unos
cuantos modelos y estudiarlos en profundidad.
2. Saber utilizar las herramientas informáticas disponibles actualmente para
obtener información rigurosa, veraz y contrastada. Se utilizarán programas
de visualización molecular y el uso de conexiones a Internet para acceder a
las bases de datos y los sistemas de búsqueda.
JUSTIFICACIÓN
1. En las asignaturas troncales no se pueden dedicar muchos créditos a los
aspectos de estructura-función molecular ya que los programas destinan
contenidos y tiempo a muchos otros temas. En consecuencia, las
dimensiones de las asignaturas troncales no permiten profundizar mucho en
aspectos de estructura-función de las macromoléculas o de los complejos
supramoleculares, presentes en todos los libros de texto modernos. Por otra
parte, el número de moléculas de las cuales se conoce la estructura
tridimensional ha aumentado de manera exponencial en los últimos cinco
años. Por eso, queremos ofrecer como asignatura optativa una
profundización en la visión estructural y funcional de algunas máquinas
moleculares en sentido amplio. Esta asignatura va destinada a los alumnos
especialmente interesados en la vertiente molecular de la odontología y de la
vida.
2. Las asignaturas troncales tampoco dedican mucho tiempo a los aspectos
bioinformáticos, y todavía menos al uso racional y con criterio del ordenador
personal o los recursos de Internet. Por lo tanto, la asignatura ofrece una
plataforma que debe servir a los alumnos para aprender las principales
herramientas informáticas actuales y el acceso a bases de datos vía Internet.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Objetivos transversales
información
informáticos
y
de
obtención
de
la
Son objetivos no exclusivos del área de bioquímica y biología molecular,
pero fundamentales en la filosofía de la asignatura:
1. Aprender a utilizar las herramientas informáticas básicas con
comodidad: el entorno de Windows, paquetes de ofimática (como MS
Office o el Open Office), el uso de navegadores, programas de
manipulación simple de páginas web, etc.
2. Utilizar correctamente los buscadores de información en Internet:
Google, etc.
3. Saber acceder a las bases de datos de Internet y, en general, de toda
la red para obtener información y resolver problemas relacionados
con la biomedicina.
4. Saber resolver problemas basados en el lenguaje molecular.
5. Hacer presentaciones correctas en formato de Power Point y utilizar
las herramientas de manipulación de imágenes, animaciones, etc.
6. Aprender a hacer una presentación pública de un trabajo.
7. Despertar el interés por la vertiente científica en los estudiantes de
pregrado en Ciencias de la Salud.
Objetivos específicos
Como resultado del proceso de aprendizaje, el alumnado tiene que ser capaz
de llevar a cabo los objetivos específicos siguientes, propios del área de
bioquímica y biología molecular:
1.
Explicar los conceptos principales sobre evolución biológica y bioquímica.
2.
Explicar los principios generales del diseño de las proteínas.
3.
Explicar los principios generales del diseño de los ácidos nucleicos.
4.
Describir los principios de la estructura, la función y las patologías
derivadas de los tipos de macromoléculas siguientes:
4.1.
Proteínas de membrana; canales de agua y de iones. Diabetes
insípida, cataratas.
4.2.
Proteínas
solubles
Hemoglobinopatías.
4.3.
Proteínas de defensa: los anticuerpos. Anticuerpos catalíticos.
4.4.
Proteínas receptoras: estrógenos y cáncer de mama.
de
transporte:
las
hemoglobinas.
5.
Acceder vía Internet a las bases de datos que no contienen la
información correspondiente a las estructuras tridimensionales de las
macromoléculas y a otras bases de datos sobre literatura médica,
genomas, genes y proteínas.
6.
Entender e interpretar el contenido de los archivos PDB que contienen los
datos estructurales de las macromoléculas.
7.
Instalar y utilizar el programa Chime para la visualización molecular.
8.
Instalar y utilizar el programa Protein Explorer, a nivel de usuario
medio/avanzado.
TEMARIO TEÓRICO Y PRÁCTICO
1. El ordenador y su entorno operativo. Un uso más allá del chat y el
Messenger
2. La búsqueda de información en Internet. Google no es palabra de
Dios, solamente un motor informático que no piensa.
3. El diseño molecular es una falacia. La lógica molecular de la vida.
Principios básicos del no diseño de las macromoléculas biológicas
3.1. Lógica molecular de la vida
3.2. Evolución molecular de la vida
3.3. Principios genéricos del diseño químico de las macromoléculas
biológicas
4. Acceso a las bases de datos de Internet
4.1. Entrez, Expasy, PDB lite
4.2. Biology Workbench y uso de interfaces de trabajo
5. Uso del programa Protein Explorer para la visualización de
macromoléculas
5.1. Instalación
5.2. Chime
5.3. Uso de archivos PDB
5.4. Visualizaciones básicas
5.5. Opciones medias/avanzadas
6. Diseño de proteínas de membrana
6.1. Características generales de las proteínas de membrana
6.2. Estrategias de transporte a través de la membrana
6.3. Las acuaporinas
6.3.1. Principios de estructura-función
6.3.2. Diseño selectivo del poro
6.3.3. Estructuras moleculares patológicas: la diabetes insípida
6.4. Canales y bombas iónicas
7. Proteínas solubles de transporte: hemoglobinas
7.1. Bases moleculares de la afinidad por el oxígeno
7.2. Análisis de las propiedades alostéricas y cooperativas de la
hemoglobina
7.3. Estructuras moleculares patológicas: hemoglobina falciforme
8. Proteínas de defensa: los anticuerpos
8.1. Diseño molecular de los anticuerpos
8.2. Estructura-función de los anticuerpos
8.3. Anticuerpos catalíticos
8.4. Patologías asociadas a los anticuerpos
9. Proteínas receptoras: estrógenos y cáncer de mama
9.1. Diseño de los receptores de hormonas sexuales
9.2. Principios de la transducción de la señal
9.3. Alteraciones moleculares del cáncer de mama relacionadas con el
sistema
9.4. Arsenal farmacológico del cáncer de mama
9.5. Bases moleculares del arsenal farmacológico
9.6. Resistencias a las drogas del cáncer de mama
10. Diseño de fibras moleculares
Depósitos minerales: el hueso
(por
ejemplo,
la
colágena).
10.1. Principios moleculares de las fibras biológicas
10.2. Estructura-función de la fibra colágena
10.3. Fibras patológicas: colagenopatías
EVALUACIÓN
Contenidos de la evaluación
Corresponden a los objetivos específicos y al temario teórico-práctico
desarrollados en la guía.
Procedimientos
a) Elaboración de una presentación por ordenador sobre un tema estructurafunción. Este trabajo se hará de manera individual.
b) Evaluación del trabajo desarrollado en las clases y en las sesiones de
ordenador.
Criterios de evaluación
Se evaluarán:

La obtención precisa de la información biomédica.

El uso correcto de las herramientas informáticas utilizadas durante el
curso.

La comprensión
macromoléculas.
de
los
principios
estructura-función
de
las

La capacidad de utilizar los conocimientos aprendidos en la
visualización molecular por ordenador para generar imágenes y
presentaciones.

El aprendizaje en el uso de los programas de visualización molecular.
Criterios de calificación final
La calificación final (aprobado, notable, excelente, etc.) se basará en la
evaluación del trabajo y en la calificación del apartado b).
METODOLOGÍA DOCENTE
Toda la enseñanza se desarrollará en forma de sesiones de ordenador, con el
fin de trabajar los objetivos teórico-prácticos contenidos en el temario.
Programas informáticos con los que se trabajará:

Windows como entorno básico

Paquetes de Microsoft Office u Open Office

Mozilla Firefox, Netscape o Internet Explorer para conectarse a
Internet y a las bases de datos en línea

Programas de edición de imágenes, a nivel elemental

Visualización molecular: Chime, Protein Explorer
BIBLIOGRAFÍA
BRANDEN, C. et al. Introduction to protein structure. 2a ed. Garland, 1999.
PETSKO, G. A.; RINGE, D. Protein structure and function. New Science Press,
2003.
LODISH, H. et al. Molecular cell biology. 5a ed. Freeman, 2004.
NELSON, D.; COX, M. Lehninger, principios de bioquímica. 3a ed. Worth, 2000.
STRYER, L. Bioquímica. 5a ed. Reverté, 2002.
LUQUE, J.; HERRÁEZ, A. Texto ilustrado de biología molecular e ingeniería
genética. 1a ed. Harcourt Brace, 2001.
TUTORÍAS
Se harán a petición del alumnado.