Biologia molecular de procariotes
Codi: 100775 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500250 Biologia | OT | 4 | 0 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Jordi Xavier Feliu Gil
- Correu electrònic:
- JordiXavier.Feliu@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Prerequisits
- S’aconsella als estudiants revisar els continguts científic-teòrics sobre els quals es basa aquesta assignatura.
- És aconsellable cursar aquesta assignatura un cop cursades les assignatures de Genètica Molecular, Microbiologia i Diversitat Funcional de Microorganismes.
Objectius
Es tracta d’una assignatura optativa del Grau de Biologia, que introdueix als estudiants en el coneixement de la Biologia Molecular de Procariotes. Aquesta assignatura es cabdal dins la formació de l’alumne ja que el/la capacita per a entendre el funcionament dels organismes procariotes a nivell molecular permetent a l’alumne comprendre el potencial dels microorganismes a nivell productiu així com les seves aplicacions.
Els objectius concrets a assolir en aquesta assignatura es defineixen en els següents punts:
- Saber identificar a nivell molecular els mecanismes i processos microbiològics.
- Saber identificar l’estructura del material genètic procariota, conèixer els seus mecanismes de replicació i reparació així com la variabilitat organitzativa que aquests presenten i la relació existent entre aquests mecanismes i el cicle cel·lular.
- Reconèixer els factors que controlen l’expressió gènica en procariotes i a relacionar-los amb les condicions ambientals existents
- Conèixer els diferents elements genètics existents en procariotes, la seva capacitat de distribució i els sistemes de control d’expressió dels gens que inclouen.
- Comprendre el significat biològic i les aplicacions dels mecanismes de transferència genética dels sistemes de restricció modificació i dels elements genètics mòbils presents en els microorganismes.
- Conèixer els mecanismes moleculars existents en els organismes procariotes pel control de l'entrada de material genètic exogen.
- Reconèixer les bases moleculars de la resistència a antibiòtics, els seus orígens, els mecanismes de transmissió així com el impacte que tenen en processos infectius.
Competències
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l’àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Actuar en l’àmbit de coneixement propi valorant l’impacte social, econòmic i mediambiental.
- Comprendre els mecanismes de l'herència i els fonaments de la millora genètica.
- Comprendre els processos que determinen el funcionament dels éssers vius en cada un dels seus nivells d'organització.
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l’àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Que els estudiants hagin demostrat que comprenen i tenen coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es basa en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda d'aquell camp d'estudi.
- Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
- Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements propis a la seva feina o vocació d'una manera professional i tinguin les competències que se solen demostrar per mitjà de l'elaboració i la defensa d'arguments i la resolució de problemes dins de la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes destacats d'índole social, científica o ètica.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
- Tenir capacitat d'organització i planificació
Resultats d'aprenentatge
- Actuar en l’àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Analitzar críticament els principis, valors i procediments que regeixen l’exercici de la professió.
- Analitzar una situació i identificar-ne els punts de millora.
- Explicar les bases genètiques dels microorganismes i els seus mecanismes de transferència genètica.
- Proposar nous mètodes o solucions alternatives fonamentades.
- Proposar projectes i accions viables que potenciïn els beneficis socials, econòmics i mediambientals.
- Que els estudiants hagin demostrat que comprenen i tenen coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es basa en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda d'aquell camp d'estudi.
- Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
- Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements propis a la seva feina o vocació d'una manera professional i tinguin les competències que se solen demostrar per mitjà de l'elaboració i la defensa d'arguments i la resolució de problemes dins de la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes destacats d'índole social, científica o ètica.
- Relacionar els components i les estructures bàsiques microbianes amb les seves funcions.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
- Tenir capacitat d'organització i planificació.
Continguts
L’assignatura s’organitzarà en dos parts diferenciades*:
- Classes teòriques
- Resolució de casos pràctics, en les que s’aplicaran els conceptes teòrics assolits en les classes magistrals per a la solució de problemes i casos reals.
El contingut de l’assignatura es dividirà en temes que seran els que es llisten a continuació:
Tema 1. El cromosoma bacterià. Estructura del cromosoma bacterià. Iniciació de la replicació. Replicació, terminació i segregació del cromosoma bacterià. Divisió cel·lular. El cicle cel·lular bacterià.
Tema 2. Expressió gènica en procariotes I. Estructura dels gens bacterians. Operons bacterians. Transcripció en bacteris: Inici, elongació i terminació. Conflictes Transcripció-Replicació. Síntesi rRNA i tRNA. Traducció en bacteris.
Tema 3. Expressió gènica en procariotes II. Control transcripcional. Regulació sobre la RNAP. Factors sigma. Regulació en el promotor. Factors transcripcionals. Regulació positiva i negativa. Atenuació de la transcripció i antiterminadors. Regulacions postrancripcionals. Respostes globals. Xarxes multigèniques, regulons i estimulons. Aplicacions dels mecanismes de control de l’expressió en bacteris.
Tema 4. Mutagènesi i sistemes de reparació del DNA en bacteris. Tipus de mutacions. Mutacions supressores. Mecanismes de mutació. Resposta adaptativa als agents alquilants. Fotoreactivació. Reparació per escissió. Reparació per recombinació homòloga. Resposta de reparació d’emergència o sistema SOS. Identificació demutàgens.
Tema 5. Restricció bacteriana. Sistemes de restricció i modificació del DNA. Tipus d'enzims de restricció. Regulació in vivo de la restricció-modificació. Immunitat adaptativa en procariotes: CRISPR.
Tema 6. El sistema cèl·lula bacteriana – bacteriòfag. Estructura dels bacteriòfags. Regulació dels gens vírics. Bacteriòfags atenuats i lítics. Fag T4 com a model de bacteriòfag lític. Els fags Lambda i P22 com a models de lisogènia. Transducció especilitada i generalitzada. Conversió fàgica.
Tema 7. Elements genètics mòbils en bacteris. Seqüències d'inserció. Transposons. Mecanismes de transposició i la seva regulació. Mutagènesi amb transposons. Integrons. Estructura i regulació de la recombinació dels cassets.
Tema 8. Plasmidis. Estructura molecular i propietats dels plasmidis. Replicació i control de la replicació en plasmidis. Segregació plasmídica. Incompatibilitat plasmídica. Agregació i cointegració de plasmidis. Estabilitat dels plasmidis.
Tema 9. Conjugació bacteriana. Conjugació plasmídica en cèl·lules Gram negatives i Gram positives. Plasmidis conjugables i mobilitzables. Mobilització del cromosoma bacterià. Altres elements conjugatius (ICEs). Importància dels elements conjugatius en l'evolució del món microbià.
Tema 10. Transformació. Transformació natural. Estat de competència. Mecanismes moleculars associats a la transformació natural. Transformació Induïda.
Tema 11. Mecanismes de resistència a antimicrobians. Mecanismes d'acció dels antimicrobians. Mecanismes de resistència als antibiòtics. Resistència intrínseca o adquirida. Inactivació d'antimicrobians. Síntesi d'enzims alternatius. Rutes metabòliques alternatives. Impermeabilització cel·lular. Bombes de reflux. Mecanismes de distribució de resistències plasmídiques.
*Llevat que les restriccions imposades per les autoritats sanitàries obliguin a una priorització o reducció d’aquests continguts.
Metodologia
L’assignatura de Microbiologia Molecular consta de dos mòduls d'activitats presencials*:
Mòdul teòric: Composat per classes magistrals participatives.
Mòdul casos pràctics: Composat per sessions en les que es resoldran casos pràctics i problemes, i puntualment alguns aspectes metodològics associats a la matèria de Microbiologia Molecular. Aquestes classes són sessions amb un nombre reduït d’alumnes amb la doble missió de:
a) Facilitar la comprensió dels coneixements exposats en les classes teòriques. La resolució de cassos pràctics ha de permetre a l’alumne integrar els coneixements teòrics amb aspectes pràctics.
b) Capacitar a l’estudiant per dissenyar experiments bàsics associats amb la matèria de l’assignatura i saber interpretar les dades obtingudes.
Durant el curs l’estudiant rebrà un dossier amb una proposta de problemes que haurà d’anar desenvolupant de forma autònoma al llarg del curs. En les sessions d'aquest mòdul es tracten aspectes metodològics i es resolen part dels problemes del dossier.
Amb l'objectiu que els conceptes a utilitzar en les sessions de resolució de casos pràctics estiguin sempre coordinats amb els continguts ja desenvolupats a les classes de teoria, en determinats moments del curs es podràn dur a terme reordenacions i/o permutes entre les classes de teoria i de problemes. Aquestes reordenacions en cap cas comportaràn la reducció del número global d'activitats docents presencials de l'assignatura.
Les activitats autònomes d'aquesta assignatura són: estudi, lectura de textos i resolució de problemes.
Finalment, l’alumne disposa també de tutoriesindividuals, les qual es realitzaran en hores prèviament concertades.
*Llevat que les restriccions imposades per les autoritats sanitàries obliguin al canvi a la modalitat no presencial. En aquest cas, s’adaptarà el seu format a les possibilitats que ofereixen les eines de treball en línia i no presencial de la UAB.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals participatives | 30 | 1,2 | 4, 12 |
| Resolució de Casos Pràctics | 15 | 0,6 | 12, 13 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories individuals | 1 | 0,04 | 4, 12 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 60 | 2,4 | 12, 13, 14 |
| Lectura de textos recomanats | 8 | 0,32 | 13, 14 |
| Resolució autònoma de casos pràctics | 30 | 1,2 | 4, 12, 13, 14 |
Avaluació
L’avaluació de l’assignatura serà individual i continuada i es realitzarà mitjançant proves escrites en les que l’alumne/a ha de demostrar el seu grau d’assoliment dels conceptes de l'assignatura a través de preguntes de teoria i amb la resolució de problemes.
A mitjans del semestre, tindrà lloc un primer bloc d'avaluació, format per dues proves diferents, una basada en preguntes de teoria, amb un pes específic del 10% del total de l'assignatura i una altra de resolució de problemes, amb un valor del 40%. Ambdues proves inclouran tots els conceptes desenvolupats fins aquell moment en les sessions teòriques i en les de resolució de casos pràctic.
A finals del semestre es durà a terme el segon bloc d'avaluació, que estarà també format per una prova de preguntes de teoria (amb un valor del 10%) i una altra basada en la resolució de problemes (amb un pes del 40% sobre el total de l'assignatura). Aquest segon bloc inclourà tots els conceptes treballats a les classes de teoria i de resolució de problemes que no hagin estat objecte d’avaluació en la primera prova.
La qualificació final de l'assignatura serà la mitjana de les qualificacions obtingudes en ambdós blocsd'avaluació sempre i quan en cap d'ells s'hagi obtingut una nota inferior a 4. Aquesta mitjana haurà de ser necessàriament igual o superior a 5 per superar l’assignatura.
En cas que sigui inferior, l'alumne haurà de presentar-se a la prova de recuperació. L’alumne podrà triar entre examinar-se de tota l'assignatura o d'aquell bloc d'avaluació en el que ha tret la nota més baixa. En aquest darrer cas, la nota final es determinarà fent la mitjana amb la qualificació obtinguda en l’examen que no ha estat repetit. Per superar l'assignatura, aquesta mitjana haurà de ser igual o superior a 5.
Els estudiants que no hagin superat el valor de 4 en algun dels blocs d'avaluació o en cap d'ells, s'hauran d'examinar del bloc o blocs d'avaluació pendents realitzant una prova de recuperació. En el cas que tan sols es faci la recuperació d'un bloc, la qualificació obtinguda en aquest farà mitjana amb la que s'hagués tingut en el bloc superat, sent necessari que aquesta mitjana sigui igual o superior a 5 per superar l'assignatura. Si es necessari recuperar els dos blocs d'avaluació, la qualificació definitiva serà la que s'obtingui enaquesta prova de recuperació que haurà de ser com a mínim de 5 per poder superar l'assignatura. Per poder participar en la prova de recuperació, l'alumne ha d'haver estar prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura.
Els estudiants que hagin superat els dos blocs d'avaluació podran presentar-se a una prova de millora de nota que es realitzarà en la data programada per la prova de recuperació. La presentació a la prova de millora de nota podrà ser per la matèria corresponent a un únic bloc d'avaluació o a tots dos i implica la renúncia a la qualificació obtinguda prèviament en el bloc o blocs que es tornen a avaluar. Si es tornen a avaluar els dos blocs, la qualificació final de l'assignatura serà la que s'aconsegueixi en aquesta provai per superar-la caldrà obtenir una nota igual o superior a 5. Si només es re-avalua un bloc, la qualificació final de l’assignatura serà la mitjana de l’obtinguda en aquesta prova de millora amb la que s’hagi obtingut en el bloc que no ha estat objecte de re-avaluació. En aquest cas, la mitjana també haurà de ser igual o superior a 5 per superar l’assignatura.
Els estudiants que desitgin realitzar la prova de millora de nota ja sigui per un o pels dos parcials haurande comunicar-ho al professor responsable de l’assignatura per escrit com a mínim 72 hores abans del dia programat per l'avaluació de recuperació.
L'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.
Les proves d’avaluació es realitzaran presencialment, llevat que les restriccions imposades per les autoritats sanitàries obliguin al canvi a la modalitat no presencial. En aquest cas, s’adaptarà el seu format a les possibilitats que ofereixen les eines de treball en línia i no presencial de la UAB.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen problemes (parcial 1) | 40% del total de l'assignatura | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 |
| Examen problemes (parcial 2) | 40% del total de l'assignatura | 2 | 0,08 | 4, 12, 13, 14 |
| Prova escrita teoria (parcial 1) | 10 % del total de l'assignatura | 1 | 0,04 | 4, 12, 13, 14 |
| Prova escrita teoria (parcial 2) | 10 % del total de l'assignatura | 1 | 0,04 | 4, 12, 13, 14 |
Bibliografia
Bibliografia de referència:
Larry Snyder i Wendy Champness. Molecular Genetics of Bacteria (4th Edition). ASM press (ISBN: 978-1-55581-627-8)
Jeremy W. Dale i Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria, (5th Edition) Wiley- Blackwell (ISBN: 978-0-470-74184-9)
Tota la informació associada a l’assignatura així com el link a l’aplicatiu on line està disponible per a l’estudiant a través del Campus Virtual.