Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa Analítico Nombre de la Asignatura: Biología Molecular Plan de Estudios: 2012 Carrera: Lic. en Ciencias Biológicas Profesor Responsable: Dra. Silvia González I-OBJETIVOS: Proveer al alumno de los conocimientos, conceptos y fundamentos de tópicos esenciales de la Biología Molecular. Se dará especial énfasis a los aspectos básicos de los mecanismos moleculares, celulares y fisiológicos que dirigen y controlan la expresión génica, la biosíntesis de proteínas y las funciones celulares. De este modo se logrará que el alumno tenga un panorama actualizado de los recientes avances en el conocimiento en el campo de la Biología Molecular. Proveer al alumno de los conocimientos, conceptos y fundamentos de las estrategias utilizadas para el clonado, aislamiento de genes así como de sus transcriptos, y los polipéptidos codificados por éstos. Adiestrar al alumno en las técnicas de ADN recombinante que se utilizan actualmente para el estudio y análisis de los genes y de sus productos. II-CONTENIDO: Mínimos: Estructura de los ácidos nucleicos y mecanismos de replicación y transcripción. Técnicas de ADN recombinante: enzimas de restricción, clonado, librerías genómicas y de ADN copia. Secuenciación de ADN y bioinformática. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): aplicaciones en diagnóstico, estudios de filiación, y medicina forense. Sistemas recombinantes de expresión de proteínas: sistemas procariotes y eucariotes. Genómica, proteómica, metabolómica y farmacogenómica. Mecanismos epigenéticos de silenciamiento génico. ARNs interferentes y microARNs. Impronta genómica. Animales transgénicos. Clonado de animales por transferencia nuclear. Virus. Aplicaciones de la biología molecular. Conceptos de Biotecnología. Células madre ("stem cells") y aplicaciones terapéuticas. Bioética. Unidades: Unidad 1: Estructura del ADN y su rol en la célula. Mecanismos de replicación y de reparación del ADN. Topoisomerasas y girasas. ADN polimerasas: estructura, funciones y actividades de las mismas. Mutaciones en el ADN, consecuencias. Mecanismos que involucran interacciones ADN-proteína. Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Página 1/4 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa Analítico Unidad 2: Estructura y función de las distintas clases de ARN. ARN polimerasas: estructura, función y propiedades. Ciclo de la transcripción: iniciación, elongación y terminación de las cadenas. Regulación de la transcripción en procariotas y eucariotas. Promotores y “enhancers”. Acción de inhibidores. Unidad 3: Síntesis de proteínas: rol de los distintos componentes. ARN de transferencia, ARN ribosomal. ARN mensajero. Ciclo ribosomal: iniciación, elongación y terminación de las cadenas peptídicas. Inhibidores de la síntesis de proteínas en eucariotes y procariotes, acción de antibióticos. Regulación de la síntesis proteica por quinasas de proteínas. Unidad 4: Tecnología de ADN recombinante: enzimas de restricción; enzimas modificadoras del ADN y ARN; plásmidos; fagos; etc. Unidad 5: Clonado de genes: librerías genómicas y de ADN copia. estrategias para el análisis de la organización y expresión génica: Southern, Northern, Western blotting, Northwestern, reacción en cadena de la polimerasa (PCR), y RT-PCR. Aplicaciones de la metodología de PCR en tiempo real. Unidad 6: Sistemas recombinantes para la expresión de proteínas: sistemas bacterianos y eucariotas. Sistemas de expresión basados en los virus vaccinia y baculovirus. Unidad 7: Genoma, transcriptoma, proteoma, y metaboloma: Microchips de ácidos nucleicos ("microarrays"); estrategias para estudiar las interacciones proteína-proteína; sistema del doble híbrido; "phage display", ensayos de captura específica de proteínas y de coinmunoprecipitación. Unidad 8: Epigenética y regulación de la expresión genómica a través de los mecanismos de silenciamiento postranscripcional de los genes: ARN interferentes, microARNs, y ARN no codificantes largos. Remodelación de la cromatina y el código de histonas: su relevancia para el tratamiento de algunas enfermedades. Unidad 9: Modificación del genoma de los organismos. Animales transgénicos. Modificación y corrección de genes mediante las nucleasas “dedos de zinc”. Clonado de animales mediante transferencia nuclear. III- BIBLIOGRAFÍA: Básica: Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Water P. (2010). “Biología molecular de la célula”; 5ta. edición (ed. Omega) Becker, Wayne M.;Kleinsmith, Lewis J.;Hardin, Jeff. (2007). “El mundo de la célula”. (ed. Pearson Educación). Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Página 2/4 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa Analítico De Robertis E (h), Hib J, Ponzo R. (2000). “Biología celular y molecular de De Robertis”; 15ª edición (ed. El Ateneo) Lodish H , Berk A (2006).” Biología celular y molecular”, 5ta edición Singer M., Berg P. (1993) “Genes y genomas”. Ediciones Omega, Barcelona Griffiths AF, Miller JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM (2002). “Genética”. 7ta edición (ed. McGraw-Hill Interamericana) Adicional: Libros y artículos científicos de libre acceso en el sitio Library of Medicine, National Center for Biotechnology Information: http://www.ncbi.nih.gov/entrez IV-METODOLOGÍA El curso se desarrollará a través de clases teóricas (48 horas) y prácticas (48 horas) combinadas con la lectura y discusión de artículos científicos. Todos los temas irán acompañados de una serie de problemas y cuestionarios guía con el objetivo de afianzar los conocimientos adquiridos en las clases teóricas y prácticas. Se dedicarán 30 horas a la realización de prácticas experimentales en el laboratorio, y 30 horas a la resolución de problemas, y discusión de trabajos científicos por parte de los alumnos. Para los tópicos de Biología Molecular relacionados al área de la bioinformática, se trabajará en la sala de computación utilizando los programas de análisis de secuencias nucleotídicas y proteicas disponibles en GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) y en Expasy (expasy.org/tools/). Para la realización de las actividades prácticas, se cuenta con el siguiente equipamiento: micropipetas; fuentes de poder; cubas de electroforesis para ácidos nucleicos y para proteínas; microcentrífugas y centrífugas de mesa; incubadoras y agitadores para la incubación de cultivos bacterianos; bloques térmicos para la incubación de reacciones enzimáticas; transiluminador ultravioleta para la visualización de ácidos nucleicos; termociclador para las reacciones de PCR; equipo de flujo laminar vertical para la manipulación de soluciones y productos biológicos. V-CRITERIOS DE EVALUACIÓN El trabajo de los alumnos se evaluará mediante: una evaluación diagnóstica al inicio de las clases para conocer el nivel de conocimiento promedio de los alumnos un examen parcial con su correspondiente examen recuperatorio, de acuerdo a la reglamentación establecida por la Universidad de Belgrano la resolución de los cuestionarios así como la lectura y exposición de trabajos originales el grado de participación en las discusiones generales la realización de los trabajos prácticos experimentales, el examen parcial correspondiente a los trabajos prácticos, y la presentación de los informes correspondientes Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Página 3/4 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa Analítico ANEXO I A1 - Carga Horaria - Modalidad de Enseñanza Modalidad Teóricas Act. Prácticas Evaluaciones Total del curso Horas cátedra 38 48 10 96 A2 – Carga Horaria de Actividades Prácticas Tipo Actividad 1.- Resolución de Problemas 2.- Prácticas de Laboratorio Horas cátedra 20 18 3.- Prácticas de Simulación 4.- Diseño de productos académicos 5.- Presentaciones orales o escritas de Alumnos 10 6.- Salidas, trabajos de Campo y Visitas Total Actividades Prácticas 48 Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Página 4/4