UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Facultad de Ciencias Biológicas Escuela Profesional de Biología Semestre 2016-I SILABO 1. DATOS GENERALES 1.1. Asignatura 1.2. Código 1.3. Ciclo 1.4. Créditos 1.5. Horas Semanales 1.6. Requisitos 1.7. Profesores :Biología Molecular y Celular :CB-0501 :V : Cinco :Teoría: 03 Laboratorio: 03 Seminario: 02 :CB-0363 : Teoría: Dr. Hugo Gonzales Figueroa Seminario Dr. Hugo Gonzáles Figueroa hgonzalesf@urp.pe Laboratorio: Blga. Flor de María Madrid Ibarra fdemadrid@hotmail.com 2. SUMILLA DEL CURSO Es un curso obligatorio: teórico- práctico del área curricular formativa. La parte práctica consta de actividades de laboratorio y seminarios de investigación formativa. Tiene como propósito que el alumno adquiera los fundamentos moleculares y celulares de los sistemas vivientes y su relación con los otros niveles de organización de la vida a través de un enfoque sistémico. Proporciona herramientas conceptuales y metodológicas para entender que la estructura y los diversos procesos celulares son la expresión del flujo de la información génica, valorando que la célula es la estructura unificadora de la complejidad biológica. El curso está dividido en dos unidades temáticas: I. De las moléculas a la célula II. Biomembranas y organelas celulares 3. ASPECTOS DEL PERFIL PROFESIONAL QUE APOYA LA ASIGNATURA Identifica, valora y conserva la biodiversidad en sus diferentes niveles de organización estructural, con criterio integral y sostenible utilizando métodos e instrumentos adecuados Realiza investigación básica y aplicada en cualquier área de las ciencias biológicas y difunde los resultados de sus investigaciones y el estado del arte a diferentes sectores de la sociedad. Posee habilidades y destrezas para el trabajo grupal, de laboratorio y de campo con organismos vivientes y sus productos. Adquiere hábitos rigurosos de disciplina intelectual y física para llevar adelante el trabajo de investigación, enseñanza y/o gestión en el ámbito de las ciencias biológicas. 4. COMPETENCIA DEL CURSO Analiza los mecanismos del flujo de la información génica en la organización estructural de la célula, en la que ocurren procesos relacionados con su forma y motilidad, con el transporte y distribución de sustancias, con la formación y almacenamiento de moléculas energéticas. Maneja técnicas de laboratorio para visualizar estructuras y funciones celulares y utiliza bases de datos que almacenan secuencias de nucleótidos y proteínas. Expresa que las interrelaciones estructurales y funcionales, son la expresión de la autopoiesis en este nivel de complejidad de la vida. 5. PROGRAMACION DE LOS CONTENIDOS Y ACTIVIDADES UNIDAD TEMATICA 1: DE LAS MOLÉCULAS A LA CÉLULA Logro de aprendizaje: Comprende que la organización estructural de la célula es consecuencia de la transmisión y expresión de la información génica durante el ciclo celular. Utiliza técnicas para mediciones celulares y progresión del ciclo celular e interpreta secuencia de nucleótidos y proteínas usando base de datos. Valora que el nivel de complejidad molecular unifica la diversidad biológica. . TEMA ACTIVIDADES Trabajo de Investigación documentada Semana 1: El cambio molecular como base de (ID)sobre los temas siguientes: la evolución Secuenciación del ADN Origen y evolución de las células. De las moléculas a la primera célula. Evolución del metabolismo. Expresión génica en Células: procariota y eucariota procariontes De lo unicelular a lo multicelular. Corte-empalme alternativo Células como modelos experimentales Regulación del ciclo celular Cada estudiante escogerá uno de los temas propuestos. Revisará como mínimo 04 artículos científicos experimentales (no revisiones) relacionados con el tema escogido y elaborará un “minireview Laboratorio 01: Fraccionamiento celular Semana 2: Fundamentos de Biología molecular Herencia, genes y cromosomas: genes y cromosomas; genes y enzimas. Identificación del ADN como material genético. Expresión de la información génica: colinearidad de genes y proteínas; rol del ARN-m; código genético. Semana 3: Fundamentos de Biología molecular ADN recombinante. Generación de moléculas de ADN recombinante: reproducción en bacterias y virus; vectores de recombinación: plásmidos Detección de ácidos nucleicos y proteínas: secuenciación; PCR. Detección de ácidos nucleicos y proteínas. Semana 4: Replicación, Mantenimiento y reordenamiento del ADN genómico Replicación del ADN. Telómeros y telomerasa. Reparación del ADN. Recombinación entre Seminario: De Duve C.2007: The origin of eukaryotes: a reappraisal Nature Reviews Genetics (abril,2007) Laboratorio 02: Micrometría Medidas celulares: procariontes y eucariontes Seminario: Marquez LM et al., Secuenciación de fragmentos de ADN http://www2.inecc.gob.mx/publicaciones/ libros/710/secuenciacion.pdf Laboratorio 03: Análisis del ADN SeminarIio: Perez R. & Gonzalez C. 2005. Identificación de especies pesqueras mediante ADN. http://digital.csic.es/bitstream/10261/575 9/1/IIM_AGROCSIC_2.pdf Laboratorio 04: Secuenciamiento de ADN Manejo de una base de datos en Biología Molecular secuencias de ADN homólogo Reordenamiento del ADN. Transposón y retrotransposón. Amplificación génica Semana 5: Síntesis y procesamiento del ARN Trascripción en procariontes Trascripción en eucariontes: ARNs polimerasas. Factores de trascripción. Procesamiento del ARN y recambio: ARN-r y ARN-t, ARN-m: corte y empalme. ARNs-i. Síntesis de proteínas, procesamiento y regulación:Traducción del ARNm Regulación de la función proteica Semana 6: Organización del genoma celular: Material genético: Tipo de genes. Genoma procariotico. Genoma eucariotico Semana 7: iclo celular Interfase y división celular Núcleo mitótico: cromosomas interfásicos y mitóticos. Regulación de la progresión del ciclo celular. Eventos de la fase mitótica Lecturas selectas Técnicas didácticas a emplear Equipos y materiales Semana 8: . EXAMEN PARCIAL Seminario: Alabert C & Groth A. 2012. Chromatin replication and epigenome maintenance. Nat. Rev.Mol. Cell Biol. 13: 153-167 Laboratorio 05: Cromosomas politènicos Seminario: Tazi J. Bakkour N. & Stamm S. 2009. Alternative splicing and disease. Bioch. Biophys Acta 1792: 14-26 Laboratorio 06: Ciclo celular y Bioensayo de citotoxicidad (Test de Allium) Seminario: Davis L& Chin JW. 2012. Designer proteins: applications of genetic code expansion in cell biology. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 13: 168-182 . Evaluación de laboratorios Seminario: Harbour JW &Dean DC.2000. Rb function in cell cycle regulation and apoptosis Nat. Cell Biol.2: E65-E67 Vargas MV& Basto SI (2004) Experiencias para la comprensión de la biología celular (estudio de caso).Rev Fac Ciencias PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA Vol. 9, N° 1: 69-77 Von Bertalanffy L (1995) Teoría general de los sistemas. Fondo de Cultura Económica, México Análisis, descripción, experimentación Seminario: El profesor hace una explicación resumida del tema y señala los puntos materia de discusión Dinámica de grupos (Philips 66) Entrega de informe. Evaluación en aula virtual Proyector multimedia, equipo de computo con bases de datos de la especialidad, revistas científicas de Hinari, Proquest, equipos y materiales de laboratorio UNIDAD TEMATICA 2: BIOMEMBRANAS Y ORGANELAS CELULARES Logro de aprendizaje: Comprende que las biomembranas definen matrices celulares donde ocurren procesos moleculares relacionados con la forma y motilidad celular, con el transporte y distribución de sustancias, con la formación y almacenamiento de moléculas energéticas y que las interrelaciones entre ellas mantienen la estabilidad estructural y funcional de la célula. Compara experimental las relacionados estructurales y funcionales que existen entres membranas celulares, matriz citoplasmática y organelas. Asume que el modelo autopoietico se refleja en las interacciones funcionales que ocurren en el medio intra e interceluar TEMA Semana 9: Membranas celulares Estructura de la membrana plasmática. Lípidos y proteínas de membrana: funciones Proteínas de adhesión celular: uniones anclantes y de comunicación; microvellosidades Glicocalix y matriz extracelular ACTIVIDADES Trabajo de Investigación documentada (ID)sobre los temas siguientes: Endocitosis Mecanismos de señalización celular Funciones del citoesqueleto Secreción celular Autofagia y apoptosis Cloroplastos y mitocondrias Cada estudiante escogerá uno de los temas propuestos. Revisará como mínimo 04 artículos científicos experimentales (no revisiones) relacionados con el tema escogido y elaborará un “minireview Laboratorio 07: Regulación del volumen celular, osmosis: Plasmólisis, Turgencia, Hemólisis y Crenaciòn Seminario: Zimmerberg J & Kozlov MM.2006. How proteins produce cellular membrane curvature Nat. Rev. Mol Cell Biol. 7: 9-19 Semana 10: Señalización celular: Moléculas de señalización y sus receptores celulares: modos de señalización. Transducción de la señal: funciones de los receptores de superficie celular. Vías de transducción de señales intracelulares: Segundos mensajeros; fosforilación de proteínas. Semana 11: Transporte de sustancias a través de la membrana plasmática: Permeabilidad: proteínas de transporte: canales y acarreadores móviles. Transporte pasivo y activo. Potencial de membrana. Internalización de sustancias: Endocitosis y Fagocitosis Laboratorio 08: Electroforesis de proteinas Seminario: Polo S.2012. Signaling-mediated control of ubiquitin ligases in endocytosis. BMC Biology 10 (25):2-9 Laboratorio 09: Fagocitosis Seminario: Li J. et al., 2013. Transient formation of water-conducting states in membrane transporters. PNAS 110(19): 76967701 Semana12: Matriz citoplasmática Citosol y citoesqueleto. Citoesqueleto: filamentos de actina, filamentos intermedios y microtúbulos Citoesqueleto de actina: estructura y dinámica de los filamentos. Contracción muscular. Filamentos intermedios: funciones Citoesqueleto microtubular: estructura y dinámica de microtúbulos: transporte intracelular. Cilios y flagelos. Laboratorio 10: Cilios y flagelos Semana 13: Endomembranas y organelas Retículo endoplasmático: forma y variaciones. Funciones del RER y del REL. Aparato de Golgi: estructura y funciones. Relación estructural y funcional del RER y el aparato de Golgi en la secreción celular Lisosomas: polimorfismo y funciones: autofagia y apoptosis. Laboratorio 11: Reconocimiento de Aparato de Golgi y Retículo endoplàsmico con H.E y microfotografías electrónicas Semana 14: Organelas trasductoras de energía: mitocondria y cloroplasto Quimiosmosis y generación de ATP. Almacenamiento de la energía Formación del ATP en procesos anaeróbicos y aeróbicos. Mitocondria: organización y funciones. Apoptosis y mitocondria. Cloroplastos: estructura y funciones, fotosíntesis Peroxisomas: funciones; ensamblaje de peroxisomas Laboratorio 12: Organelas trasductoras de energía Semana 15: Comunidades celulares: Multicelularidad Interacciones célula-célula: Pared celular y plasmodesmos: estructura y funciones. Asociaciones celulares: proteínas de adhesión. Interacciones célula-célula-matriz extracelular Estructura y funciones de la matriz extracelular Renovación celular Lecturas selectas Evaluación final de laboratorios Seminario: Mostowy S & Cossart P.2012. Septins: the fourth component of the cytoskeleton. Nat. Rev. Mol Cell Biol. 13: 183194 Seminario: Alix E,Mukherjee S, and Roy CR 2011. Subversion of membrane transport pathways by vacuolar pathogens J. Cell Biol.195(6) 943–952 Seminario: Schleiff E & Becker T 2011.Common ground for protein translocation: access control for mitochondria and chloroplasts. Nat. Rev. Mol Cell Biol. 12: 48-59 Shintani T &. Klionsky *DJ .2004.Autophagy in Health and Disease: A Double-Edged Sword. Science 306 990-995 Técnicas didácticas a emplearse Equipos y materiales Kirchhausen T 2000. Three ways to make a vesicle. Nature Review Molecular Cell Biology 1:187-198 Teoría Clase magistral interactiva Seminario: El profesor hace una explicación resumida del tema y señala los puntos materia de discusión Dinámica de grupos (Philips 66) Entrega de informe. Evaluación en aula virtual Investigación documentada: Cada estudiante escogerá uno de los temas propuestos. Revisará como mínimo 04 artículos científicos relacionados con el tema escogido y elaborará un “minireview”. Serán asesorados por el profesor de teoría. El estudiante hará una presentación oral documentada del terma en las semanas del examen parcial y examen final respectivamente Laboratorio: El profesor presenta la práctica de laboratorio y los estudiantes aplican sus conocimientos teóricos en el desarrollo de la misma, manifestando sus habilidades y destrezas Proyector multimedia, equipo de computo con bases de datos de la especialidad, revistas científicas de Hinari, Proquest, equipos y materiales de laboratorio EXAMEN FINAL EXAMEN SUSTITUTORIO 6. EVALUACIONES La hora de inicio de las actividades académicas es exacta, la asistencia se tomará usando el formato del aula virtual. Los resultados de las evaluaciones teóricas se publicarán en el Sistema de Evaluaciones del Aula Virtual de la Universidad. El alumno tiene hasta 48 horas, a partir de la fecha de la entrega del examen rendido para solicitar la revisión correspondiente después de los cuales perderá su derecho a cualquier reclamo. LA ASISTENCIA ES OBLIGATORIA a todas las actividades teóricas y prácticas. La inasistencia por enfermedad requiere certificado de los Servicios Médicos de la Universidad. La presentación de los respectivos documentos deberá ser entregada a la dirección de la EP de Biología dentro de las 48 horas, quien los derivará a los profesores responsables, según sea el caso, solo se justificara la asistencia mas no la nota. EL ALUMNO CON 30 % DE INASISTENCIAS, A LAS CLASES TEÓRICAS, SEMINARIOS O LABORATORIOS DESAPROBARÁ EL CURSO. Las evaluaciones teóricas consisten de: Examen Parcial (EP): Mecanismo de Evaluación Asistencia Puntaje 1 Prueba escrita 9 Investigación documentada 10 Descripción 7 asistencias: 1 pto 4 asistencias 0.5 pto <4 asistencias 00 pto Prueba sobre competencias conceptuales Los temas serán presentados en la semana del examen parcial Examen Final (EF): Mecanismo de Evaluación Asistencia Puntaje 1 Prueba escrita 9 Investigación documentada 10 Descripción 7 asistencias: 01 pto 4 asistencias 0.5 ptos <4 asistencias 00 ptos Prueba sobre competencias conceptuales Los temas serán presentados en la semana del examen parcial Las evaluaciones prácticas consisten de: SEMINARIOS (PS): Evaluación permanente (12 seminarios) Mecanismo de Evaluación Asistencia Puntaje 2 Participación individual 5 Participación grupal Prueba individual 7 6 Descripción 12 asistencias: 02 ptos 05 asistencias 0.5 ptos <5 asistencias 00 ptos Buena argumentación sobre el tema que se está discutiendo Conclusiones bien elaboradas Preguntas sobre el tema que se discute LABORATORIOS (PL): Mecanismo de Evaluación 1º Práctica calificada Práctica calificada final Trabajo de Investigación Puntaje 6 7 7 Descripción Evaluación practicas 1-5 Evaluación practicas Proyecto Avance Informe final Promedio Final = EP (PE + ID) + EF(PE + ID) + PL +PS) 4 Prueba escrita (PE) Investigación documentada (ID) 6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Alberts B., Bray D., Johnson A., Lewis J. Raff J. Roberts M. Walter P. 2011: Biología Celular y Molecular 3ra. edición. Editorial Médica Panamericana Becker W. Lewis J.Hardin J. El mundo de la célula 2007 Ed. Addison Wesley Lodish H., Berk A., Matsudaira P., Kaiser C., Krieger M., Scott M., Zipursky L., & Darnell. J. 2005: Biología molecular y celular 5da. Edición. Editorial Médica Panamericana. De Robertis E.H.F., HIB J., Ponzio R. 2001: Biología Celular y Molecular. 15ª ed. El Ateneo Bs.As. Jiménez L & Merchant H. 2003 Biología Celular y Molecular. Pearson Junqueira L.C., Carneiro J.1998: Biología Celular y Molecular. 6ª ed. Chile: Editorial Mc Graw Hill- Interamericana. Karp G. 2006: Biología Celular y Molecular. Conceptos y Experimentos. 5ª ed. México: Editorial Mc Graw-Hill Lewin, B. 2002: Genes VII. John Wiley & Sons. Watson, J.D., Gilman, M., Witowski, J. y Zoller, M. 1992: Recombinant DNA. Second edition. Freeman, Scientific American Books ebooksclub.org__Molecular_Cell_Biology__Fifth_Edition Sitios de Internet recomendados http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookTOC.html http://www.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/T/TOC.html http://vlib.org/Science/Cell_Biology/general_cell_biology.shtml http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/ http://www.ultranet.com/~jkimball/BiologyPages/T/TOC.html http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=mcb.TOC http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=cooper.TOC&dept h=2