NOMBRE DEL CURSO Temas Especiales en Biología II RUTAS DEL METABOLISMO SECUNDARIO PROFESOR: D.C. PATRICIA RIOS CHAVEZ CARGA HORARIA HORARIO: Miércoles 12 a 14 y Jueves de 12-14 4 HORAS/SEMANA (8 CRÉDITOS) 15 Alumnos LUGAR EDIFICIO R Además del metabolismo primario existen ciertos organismos como las plantas, bacterias, hongos y ciertos animales acuáticos que poseen un metabolismo secundario que les permite producir y acumular compuestos de naturaleza química diversa. Estos compuestos derivados del metabolismo primario, se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos, presentan propiedades biológicas, muchos desempeñan funciones ecológicas y se caracterizan por sus diferentes usos y aplicaciones como medicamentos, insecticidas, herbicidas, perfumes o colorantes, entre otros. D.C. PATRICIA RIOS CHAVEZ Email: prchavez17@gmail.com Laboratorio de Fitobioquímica (Edif B4, 3 Piso) FORMACIÓN ACADÉMICA LICENCIATURA: Químico-Fármaco-Biólogo. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. México. MAESTRÍA: Maestría en Ciencias Químicas (Bioquímica). En la Universidad Nacional Autónoma de México. México. DOCTORADO: Doctor en Ciencias (Biotecnología de Plantas). En el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del I.P.N Unidad Irapuato. México. LINEA DE INVESTIGACIÓN. Bioquímica de metabolitos secundarios en plantas, así como el efecto biológico de algunos metabolitos secundarios y su extracción así como el aislamiento de las plantas UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO FACULTAD DE BIOLOGÍA NOMBRE DEL CURSO: TÓPICOS SELECTOS DE BIOLOGÍA III: “Temas Especiales en Biología II” RUTAS DEL METABOLISMO SECUNDARIO CARGA HORARIA: 4 horas/semana (4h teoría) CRÉDITOS: 8 (Ocho) ÁREA ACADÉMICA: BIOLOGÍA CELULAR Y FISIOLOGÍA FECHA DE ELABORACIÓN: Junio de 2011 FECHA DE REVISIÓN: Junio de 2011 PARTICIPANTE DE LA ELABORACIÓN DEL PROGRAMA: D.C. Patricia Ríos Chávez PARTICIPANTE EN EL DESARROLLO DEL CURSO: D.C. Patricia Ríos Chávez PERFIL PROFESIONAL DEL PROFESOR: Química-Farmaco- bióloga con Doctorado en Biotecnología de Plantas. REQUISITOS PARA CURSAR ESTA OPTATIVA: Haber cursado Bioquímica y Biología Celular Y Molecular I NÚMERO DE ESTUDIANTES MÁXIMO: 15 HORARIO PROPUESTO: Miércoles de 12 a 14 y Jueves de 12 a 14 LUGAR: EDIFICIO R I. INTRODUCCIÓN El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que realizan las células de los seres vivos para sintetizar sustancias complejas a partir de otras más simples, o para degradar las complejas y obtener las simples. Además del metabolismo primario existen ciertos organismos como las plantas, bacterias, hongos y ciertos animales acuáticos que poseen un metabolismo secundario que les permite producir y acumular compuestos de naturaleza química diversa. Estos compuestos derivados del metabolismo primario, se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos, presentan propiedades biológicas, muchos desempeñan funciones ecológicas y se caracterizan por sus diferentes usos y aplicaciones como medicamentos, insecticidas, herbicidas, perfumes o colorantes, entre otros. II. OBJETIVOS GENERAL Que los estudiantes comprendan que aparte del metabolismo primario existe un metabolismo secundario en ciertos organismos y que estos destinan una cantidad significativa del carbono asimilado y de la energía a la síntesis de una amplia variedad de moléculas orgánicas que no parecen tener una función directa en procesos fotosintéticos, respiratorios, asimilación de nutrientes, transporte de solutos o síntesis de proteínas, carbohidratos o lípidos, y que se denominan metabolitos secundarios ESPECIFICOS El alumno: 1.- Conocer cuáles son los metabolitos secundarios que producen ciertos organismos 2.- Saber algunas de las rutas de síntesis de los principales metabolitos secundarios. 3.- Conocer la función de algunos de los metabolitos secundarios III. CONTENIDO PROGRAMÁTICO UNIDAD I. INTRODUCCIÓN (6 HORAS) OBJETIVO PARTICULAR: Se darán a conocer la importancia de los metabolitos secundarios 1.1 Descripción general del metabolismo primario. 1.2 Que son los productos naturales. 1.3 El papel de la compartamentalización en la ruta de síntesis de los metabolitos secundarios. UNIDAD II. BIOQUÍMICA Y FISIOLOGÍA DE LOS ALCALOIDES (14 HORAS) OBJETIVO PARTICULAR: Se darán a conocer los procesos de síntesis de los alcaloides. 2.1 Introducción 2.2 Alcaloides del tropano y nicotina. 2.3 Alcaloides indólicos. 2.4 Taxol (Biosíntesis de los taxanos) UNIDAD III. BIOSÍNTESIS DE GLUCÓSIDOS CIANOGENICOS: GLUCOSINOLATOS Y AMINOÁCIDOS NO PROTEICOS (12 HORAS) OBJETIVO PARTICULAR: Se darán a conocer los procesos de síntesis de los glucósidos cianogenicos. Así como su importancia 3.1 Glucósidos cianogenicos 3.2 Glucosinolatos 3.3 Aminoácidos no proteicos UNIDAD IV. BIOSÍNTESIS DE FENILPROPANOIDES (14 HORAS) OBJETIVO PARTICULAR: Se darán a conocer los procesos de síntesis y la importancia de los fenilpropanoides. 4.1 Ruta general de los fenilpropanoides 4.2 Cumarinas 4.3 Lignanos 4.4 Flavonoides, antocianinas, proantocianias, taninos e isoflavonoides UNIDAD V. BIOQUÍMICA DE LOS TERPENOS (14 HORAS) OBJETIVO PARTICULAR: Que los estudiantes conozcan las rutas de síntesis de los terpenos y su importancia 5.1 Ruta básica de la biosíntesis de los terpenoides 5.2 Formación y función de los C5-C10. 5.3 Esteroles, glucósidos cardiotonicos UNIDAD VI. ACTIVIDADES SECUNDARIOS (14 HORAS) BIOLÓGICAS DE CIERTOS METABOLITOS OBJETIVO PARTICULAR: Que los estudiantes conozcan las propiedades biológicas de los metabolitos secundarios. 6.1 Antimicrobianos. 6.2 Antifúngico 6.3. Alelopático 6.4 Farmacológicas UNIDAD VII. CARACTERIZACIÓN DE LOS METABOLITOS SECUNDARIOS (10 HORAS) UTILIZANDO COMO MODELO LAS ALCAMIDAS. OBJETIVO PARTICULAR: Que los estudiantes conozcan como se pueden aislar los metabolitos secundarios 7.1 Métodos de aislamiento de los metabolitos secundarios. 7.2 Técnicas usadas para caracterizar a los metabolitos secundarios VIII. METODOLOGIA Y DESARROLLO GENERAL DEL CURSO El curso está organizado por sesiones teóricas (60 horas), con discusión de temas (generales y particulares enfocándose a las diferencias entre los metabolitos secundarios La evaluación se obtendrá con la asistencia, puntualidad, participación en discusión, así como con la presentación de 4 exámenes parciales IX. SISTEMA GENERAL DE EVALUACION 1er examen Unidad I y II 25 puntos 2o. examen Unidad III y IV 25 puntos 3o. examen Unidad V 25 puntos 4o. examen Unidad VI y VII 25 puntos X. CORRELACIÓN CON OTRAS MATERIAS Se correlaciona con la materia obligatoria Bioquímica, Biología Celular y Molecular I y II y Fisiología Vegetal. XI. BIBLIOGRAFIA Buchanna, B,B., Gruissem, W., y Jones R.L. (2000) Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists. Rockville, Maryland Natural products from plants Leland J. Cseke, Ara Kirokosyan, Peter B. Kaufman et al (2006) Taylor and Francis Secondary Metabolism, J. Mann (1995) Oxford science publications. Biochemistry of plant secondary Michel Wink (1999). Annual Plant Reviews, Volume (2) Functions of plant secondary metabolites and their exploitation in biotechnology Michel Wink (1999). Annual Plant Reviews, Volume (3) Metabolic engineering of plant secondary metabolism R. Verpoorte and A.W. Alfermann (2000) Kluwer Academic Publishers