Biologia i genètica molecular
Codi: 100936 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500253 Biotecnologia | OB | 2 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Sandra Villegas Hernández
- Correu electrònic:
- Sandra.Villegas@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- espanyol (spa)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Prerequisits
No hi ha prerequisits oficials específics.
Objectius
Aquesta assignatura integra els mecanismes moleculars que es donen en els processos de transmissió de la informació genètica (replicació, transcripció i traducció), a partir de l'estudi de l'estructura tridimensional de les macromolècules implicades (àcids nucleics, enzims i proteïnes reguladores) i de la seva interacció.
Objectius concrets:
- Conèixer les diferents estructures que adopten els àcids nucleics, així com els diferents graus d’empaquetament del DNA segons el tipus d’organisme i el moment del cicle cel·lular.
- Comprendre la funció de les diferents RNA polimerases a partir de la seva estructura tridimensional i els mecanismes de control de la transcripció segons el tipus d’organisme.
- Conèixer l’estructura i funció dels ribosomes, les diferències entre procariotes i eucariotes, i els mecanismes de control de la traducció.
- Conèixer els mecanismes de replicació, recombinació, i reparació del DNA que mantenen la integritat de la informació genètica; així com les modificacions epigenètiques que es transmeten entre generacions.
- Compendre la regulació de l'expressió gènica eucariota de manera global.
Competències
- Descriure les bases moleculars, cel·lulars i fisiològiques de l'organització, el funcionament i integració dels organismes vius en el marc de la seva aplicació als processos biotecnològics.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Treballar de forma individual i en equip.
Resultats d'aprenentatge
- Descriure correctament les bases estructurals de la interacció de proteïnes i àcids nucleics.
- Descriure els mecanismes moleculars implicats en la perpetuació, manteniment i generació de variabilitat de la informació genètica.
- Descriure la regulació diferencial de l'expressió gènica en procariotes i eucariotes.
- Explicar els mecanismes moleculars de la transmissió de la informació genètica, des dels àcids nucleics fins a les proteïnes.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Treballar de forma individual i en equip.
Continguts
TEORIA
I. Estructura i empaquetament del DNA
I.1 Estructura química i composició: Definició química. Lleis de Chargaff.
I.2 Estructures en doble hèlix: B-DNA. A-DNA. Z-DNA. Hèlixs de RNA.
I.3 Superenrotllament del DNA: Grandària del DNA. Cinètiques de re-associació: Cot i Rot. Topologia en superhèlix. Topoisomerases i quantificació del superenrotllament. Cromosoma de E. coli.
I.4 Cromosoma eucariota i cromatina: Histones. Primer nivell d’organització: el nucleosoma. Segon nivell d’organització: el solenoide. Tercer nivell d’organització: llaços radials.
II. Transcripció
II.1 Estructura i funció de la RNA polimerasa procariota: Estructura i unió al promotor. Terminació de la transcripció. Control de la transcripció en procariotes.
II.2 RNA polimerases nuclears i control de la transcripció: Estructura de la RNA polimerasa II. Promotors tipus I i III. Promotors Tipus II: factors de transcripció, elements de resposta, potenciadors i mediador.
II.3 Modificacions post-transcripcionals: Processament del pre-mRNA. Processament del pre-rRNA. Processament de pre-tRNA.
III. Traducció
III.1 El codi genètic: Natura del codi.
III.2 RNA de transferència i aminoacilació: Estructura del tRNA. Aminoacil tRNA sintetases. Interaccions codó-anticodó. Supressors intergènics.
III.3 Ribosomes: Estructura. Síntesis peptídica: iniciació, elongació i terminació.
III.4 Control en eucariotes: Inhibició/potenciació de la iniciació de la traducció. RNA de interferència i silenciació gènica.
IV. Replicació, recombinació i reparació
IV.1 El replicó: Tipus de replicació. DNA polimerases I i III. Helicases, proteïnes de unió, lligases i primases. Inici i terminació de la replicación en E. coli.
IV.2 Replicació en eucariotes: DNA polimerases eucariotes. Telòmers i telomerasa. Transcriptasa inversa i retrotransposició.
IV.3 Recombinació en eucariotes: Intermediari d’Holliday. Proteïnes implicades en la replicació. Modelo DSB durant la meiosis.
IV.4. Reparació: Defectes en sistemes de reparació eucariota i malalties.
V. Regulació de l’expressió gènica en eucariotes
V.1. Epigenètica: Modificacions epigenètiques en la cromatina. Impremta genòmica per deleció i per repetició de trinucleòtids.
V.2. Retrotransposons: Elements reguladors de l’expressió gènica.
PRÀCTIQUES D'AULA
El contingut d’aquest apartat consisteix en una quantitat determinada d’enunciats de problemes relacionats amb els temes desenvolupats a Teoria
Metodologia
Les activitats formatives consten de classes de teoria i de pràctiques d'aula. Cadascuna d’elles té la seva metodologia específica.
Classes de teoria
La professora explicarà el contingut del temari amb el suport de material audiovisual que estarà a disposició dels estudiants al Campus Virtual de l’assignatura, amb antelació. Aquestes sessions expositives constituiran la part més important de l’apartat de teoria. És recomanable que els estudiants disposin del material publicat al CV en forma impresa per tal de poder seguir les classes amb més comoditat.
Sota el guiatge del professor, els coneixements d’algunes parts del temari hauran de ser objecte de aprofundiment per part dels estudiants, mitjançant aprenentatge autònom. Per tal de facilitar aquesta tasca es proporcionarà informació sobre localitzacions a llibres de text, pàgines web, etc.
NOTA COVID: Els dos grups que es detallen per a les pràctiques d'aula seguiran de manera alternada classes presencials i classes connectades a l'aula pel TEAMS. No teniu consentiment per fer cap tipus de gravació.
S'obrirà 1 fòrum al campus virtual per cada bloc (5 blocs) per tal d'assegurar l'assessorament de la professora.
Pràctiques d'aula
Hi haurà 15 sessions de pràctiques d'aula per grup, en les dades anunciades en el calendari. Per aquestes sessions, el grup de teoria es dividirà en dos subgrups de la mateixa mida, les llistes dels quals es faran públiques a començaments de curs. Els estudiants assistiran a les sessions programades pel seu grup, sense cap excepció.
En aquestes sessions la professora exposarà els principis experimentals i de càlcul necessaris per treballar problemes concrets, explicant les pautes per la seva resolució i reforçant al mateix temps els coneixements de diferents parts de la matèria de les classes de teoria.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes magistrals | 30 | 1,2 | 1, 2, 3, 4, 6 |
| Pràctiques d'aula | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Aprenentatge autònom | 25 | 1 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Estudi de teoria | 50 | 2 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Resolució de problemes | 25 | 1 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
Avaluació
L’avaluació de l’assignatura es durà a terme mitjançant una avaluació continuada que consistirà en quatre proves parcials, de dues tipologies diferents: dos qüestionaris amb preguntes tipus test i dos proves amb la resolució de dos problemes. Cada prova parcial correspondrà a aproximadament una meitat del temari de teoria o de pràctiques d'aula.
Cada prova será independent respecte a la seva recuperació. Aquells alumnes que no hagin superat el 40% d'un o dels dos qüestionaris tipus test hauran de realitzar una recuperació final de la prova/es no superada/es. Respecte a les proves de resolució de problemes, la recuperació és voluntària.
La recuperació també estarà oberta a qualsevol estudiant que, tot i haver superat l’avaluació continuada, desitgi millorar la nota obtinguda; en aquest cas però, queda anul·lada la prova corresponent. Les matrícules d'honor seran assignades preferencialment a les millors notes obtingudes a l'avaluació continuada.
Per participar a la recuperació, l'alumnat 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 o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final. Es a dir, ES NECESSARI PRESENTAR-SE ALS 2 PARCIALS PER A PODER RECUPERAR L'ASSIGNATURA.
La nota final obtinguda es calcularà de la següent manera: 3.75* qüestionari-1 + 1.25 resolució problemes-1 + 3.75* qüestionari-2 + 1.25 resolució problemes-2
(*) PER APROVAR ËS IMPRESCINDIBLE QUE LA NOTA DELS QÜESTIONARIS SIGUI SUPERIOR A 1.5/3.75, Y LA NOTA GLOBAL DE 5.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Prova parcial Pràctiques d'aula 1 | 1.25 | 1,5 | 0,06 | 1, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Prova parcial Pràctiques d'aula 2 | 1.25 | 1,5 | 0,06 | 2, 3, 4, 5, 6, 7 |
| Prova parcial Teoria 1 | 3.75 | 1 | 0,04 | 1, 3, 4, 6, 7 |
| Prova parcial Teoria 2 | 3.75 | 1 | 0,04 | 2, 3, 4, 6, 7 |
Bibliografia
Bibliografia bàsica
- Biochemistry (4erd Ed, 2011)
D. Voet & J.G. Voet Ed. John Wiley & Sons
Principal llibre de referència
- Lewin’s Genes XII (2017)
J.E. Krebs, E.S. Goldstein, S.T. Kilpatrick. Ed. Jones and Bartlett Learning.
Segon llibre de referència
- Biochemistry (3erd Ed, 2000)
C.K. Matthews, K.E., van Holde, and K.G. Ahern. Ed. Benjamin/Cummings
Topologia del DNA
- Gene Control (2on Ed. 2015)
D.S. Latchman. E. Garland Science
Regulació de l'expressió gènica eucariota
Enllaços web
Els enllaços Web s'han d'actualitzar contínuament. Es trobaran indicats dins de les presentacions de material penjades en el CV.