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2020/2021

Biología molecular de eucariotas

Código: 100986 Créditos ECTS: 6
Titulación Tipo Curso Semestre
2500502 Microbiología OB 2 1
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Jordi Moreno Romero
Correo electrónico:
Jordi.Moreno.Romero@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
catalán (cat)
Algún grupo íntegramente en inglés:
No
Algún grupo íntegramente en catalán:
No
Algún grupo íntegramente en español:
No

Otras observaciones sobre los idiomas

El idioma catalán es la lengua más utilizada pero también se utiliza el español

Equipo docente

Jordi Minguillon Pedreño

Prerequisitos

No hay prerrequisitos oficiales. Sin embargo, se supone que el estudiante ha adquirido los conocimientos impartidos en las asignaturas del primer curso, especialmente de: Bioquímica, Genética y Microbiología.

Objetivos y contextualización

Ser capaz de describir e interpretar a nivel molecular aspectos relacionados con:

1) Como se estructura y organiza el material genético en los organismos eucariotas.

2) Como estos organismos son capaces de transmitir su información genética de una generación a la siguiente con una alta fidelidad

3) Como los organismos eucariotas son capaces de responder a cambios ambientales, alterando la expresión génica de conjuntos de genes.

4) Algunas de las herramientas básicas utilizadas en Investigación y en aplicaciones Biotecnológicas en Levadura.

Competencias

  • Identificar y resolver problemas.
  • Interpretar a nivel molecular mecanismos y procesos microbianos.
  • Obtener, seleccionar y gestionar la información.
  • Saber comunicar oralmente y por escrito.
  • Utilizar bibliografía o herramientas de Internet, específicas de Microbiología y de otras ciencias afines, tanto en lengua inglesa como en la lengua propia.

Resultados de aprendizaje

  1. .Comprender los mecanismos moleculares responsables de la replicación y reparación del DNA y de su regulación
  2. Comprender y describir las características estructurales y funcionales de los ácidos nucleicos y proteínas, incluyendo sus diferentes niveles de organización.
  3. Entender las bases moleculares de la transcripción y procesamiento de RNA, de la traducción de mRNA y de su regulación.
  4. Identificar y resolver problemas.
  5. Obtener, seleccionar y gestionar la información.
  6. Reconocer los mecanismos que controlan la expresión génica y relacionarlos con las condiciones ambientales.
  7. Resolver problemas sobre aspectos moleculares de microorganismos.
  8. Saber comunicar oralmente y por escrito.
  9. Utilizar bibliografía o herramientas de Internet, específicas de Microbiología y de otras ciencias afines, tanto en lengua inglesa como en la lengua propia.

Contenido

1- Introducción

La genética molecular: primeras etapas y organismos utilizados. Genómica y proyectos genoma. Historia de la levadura como organismo experimental. Características del genoma de S. cerevisiae. Análisis de homologías en el genoma de la levadura. La levadura como sistema modelo en Biología Molecular y algunas de sus aproximaciones experimentales

 

I ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ACIDOS NUCLEICOS, Y PROTEINAS IMPLICADAS EN DICHOS PROCESOS.

2- La organización de los genomas

Características generales de los genomas de eucariotas. Los tamaños de los genomas. Las familias génicas. El genoma extranuclear: mitocondrias y cloroplastos

3- Cromosomas, cromatina y el nucleosoma.

Concepto de cromosoma. Concepto de gen, ORF y genoma. Intrones y pseudogenes en levadura. Elementos funcionales de los cromosomas eucariotas: centrómeros, telómeros y regiones subteloméricas. El cromosoma eucariótico: modelo en levaduras. DNA repetitivo en levadura. Topología del DNA, número de enlace topológico y super-enrollamiento, cromatina eucariota: histonas, nucleosomas, fibra de 10 i 30 nm, heterocromatina y eucromatina. Estructuración del cromosoma metafásico. La cromatina interfásica y mitótica. El ciclo celular: regulación

4-La replicación del cromosoma eucariòtico

La maquinaria de replicación. La multiplicidad de replicones y orden de activación. La horquilla de replicación. La terminación de la replicación: formación de los telómeros.

 

II LA MUTABILIDAD, REPARACIÓN, RECOMBINACIÓN Y TRANSPOSICIÓN DEL DNA

5-La recombinación

Modelos de recombinación homóloga en los eucariontes y proteínas implicadas. Conversión del tipo de apareamiento. Consecuencias genéticas del mecanismo de la recombinación homóloga. La conversión génica. La recombinación específica de sitio. La recombinación en levadura.

6-La transposición

Mecanismos principales de transposición: clasificación de los elementos transponibles (ETs). Los elementos Ty1, Ty3 y Ty5 de S. cerevisiae. Cambio de sexo en las levaduras por reemplazamiento de genes: la teoría de la cassette. Elementos transponibles en otros microorganismos microalgas, hongos filamentosos y protozoos. Efectos de la transposición en el genoma. Regulación de la transposición. Interacciones entre ETs y el genoma. Papel de los ETs en el genoma.

7- La mutación y reparación del material genético

Errores de duplicación y su reparación: naturaleza de las mutaciones y reparación de apareamientos. Mutágenos químicos. Mutaciones inducidas por luz UV. Reparación de las lesiones del DNA: Reparación por recombinación. Reparación por escisión de bases. Reparación por escisión de nucleótidos. Mecanismos de reparación específicos de levaduras.

8 –El rRNA el tRNA y otros RNAs especializados

La cadena del RNA. Tipos generales de RNAs RNAs reguladores. RNAs con actividad catalítica. siRNA y RNA guia (CRISPR/Cas9)

 

III REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA

9-Remodelación de la cromatina.

Remodelación de la cromatina en levadura. Complejos de modificación. Código de histona. Complejos de remodelación de la cromatina. La cromatina durante la replicación, transcripción y reparación.

10-Transcripción y control a nivel transcripcional de la expresión génica.

Maquinaria de transcripción basal. Las RNApolimerasas eucariotas. La maquinaria de transcripción basal de Pol II en levadura. Conservación de la maquinaria de transcripción. Factores específicos de gen, proteínas de unión a DNA y promotores en la transcripción dependiente de Pol II. Factores de transcripción de levadura. Interacción de proteínas con DNA.

11- Procesamiento y regulación de la vida media del mRNA

Obtención del mRNA funcional, procesamiento y corte-empalme (splicing). Control y mecanismos de regulación de vidamediadel mRNA.

12-Traducción y control de la traducción

La maquinaria de traducción eucariota. Traducción y mecanismos de regulación de la traducción. Plegamiento de proteínas. Chaperonas. Modificación proteica.

13-Control de la vida media de las proteínas

Ubiquitinación y proteólisis programada por el proteasoma. Proteolisis en el sistema vacuolar. Moléculas tipo ubiquitina, SUMO. Dominios de Unión de Ubiquitina. El proteasoma 26S. El proteasoma 26S de levadura como sistema modelo. Distribución celular de los proteosomas y regulación de la actividad del proteosoma.

14-Técnicas de biología molecular de levadura

Vectores de levadura. Métodos para la transformación de levadura. Clonaje por recombinación. Vectores de expresión. Secreción de proteínas heterólogas en levadura. Procesamiento postranscripcional y modificación de proteínas heterólogas enlevadura. Proteínas de fusión GFP. Cósmidos. YACs. La colección de mutantes delecionados. Cassettes utilizados en lamodificación del genoma.

 

Nota: *A menos que las restricciones impuestas por las autoridades sanitarias obliguen a una priorización o reducción de estos contenidos.

Metodología

Las actividades formativas están repartidas en dos apartados: clases de teoría y seminarios.

Las tutorías se realizarán en el despacho del profesor tras contactar con él/ella y fijar una fecha concreta. Si el profesor/a lo estima conveniente, podrá realizar tutoría en el aula cuando las fechas de las pruebas escritas sean cercanas. En tal caso el profesor pactará con el grupo de alumnos una fecha y hora concreta para dicha tutoría.

 

Clases de teoría

El profesor/a explicará el contenido del temario con el apoyo de material audiovisual que estará a disposición de los estudiantes en el Campus Virtual de la asignatura. Estas sesiones expositivas constituirán la parte más importante del apartado de teoría. Las presentaciones podrán contener texto en lengua inglesa, además de en catalán y castellano.

 

Seminarios 

En las 6 sesiones de seminarios el grupo se dividirá en dos subgrupos de unos 30 estudiantes aproximadamente; las listas se harán públicas a principios de curso. Los estudiantes asistirán a las sesiones programadas por su grupo. En las sesiones destinadas a seminarios, los alumnos en grupo seleccionaran un tema de entre los propuestos por el profesor/a. Cada grupo trabajará la recopilación de información sobre dichos temas, y elaborará un trabajo recopilatorio que expondrán en el aula ante el resto de compañeros. Una semana antes al día programado por el profesor/a para su exposición en grupo presentará al profesor la guía detallada de la exposición que realizaran así como las diapositivas que piensan mostrar en el aula. La exposición abarcará un periodo de tiempo previamente fijado por el profesor, tras la cual responderána les preguntas planteadas por el resto de alumnos y el profesor/a. Tal y como se indica en el apartado de evaluación el profesor evaluará la calidad del trabajo recopilatorio de información realizado y la exposición oral en el aula.

Durante estas sesiones también se promoverá la destreza de los alumnos en la aplicación de los conocimientos teóricos a la resolución de problemas prácticos así como la discusión de los mismos. Además se encargará a los alumnos la tarea de resolver diferentes problemas planteados en clase para su posterior entrega y evaluación.

 

Material disponible:

Material disponible en el Campus Virtual de la asignatura 

Guía docente 

Presentaciones utilizadas por los profesores en clases de teoría 

Propuestas de seminarios a realizar.  

Calendario de las actividades docentes.

Examen modelo

 

Nota: *La metodología docente propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases de teoría 40 1,6 1, 2, 3, 4, 6, 7
Seminarios 6 0,24 4, 5, 8, 9
Tipo: Supervisadas      
Tutorías 2 0,08
Tipo: Autónomas      
Clases de teoría 8 0,32 5, 9
Estudio 64 2,56 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9
Lectura de textos 12 0,48
Preparación de poresnetación pública 12 0,48 4, 5, 8, 9

Evaluación

Teoría:

El peso total de la evaluación de la parte teórica será de un 85% de la nota total de la asignatura. La evaluación principal de esta parte de la asignatura tendrá el formato de evaluación continuada con dos pruebas parciales. Para superar esta parte de la asignatura deberá obtenerse una nota igual o superior a 5,0 sobre 10. Las pruebas parciales harán media siempre y cuando se supere el mínimo de 4,5 sobre 10. El objetivo de la evaluación continuada es el de incentivar el esfuerzo continuado del estudiante a lo largo de todo el temario, permitiendo también que tome conciencia de su grado de seguimiento y comprensión de la materia.

Los alumnos que no hayan superado una o ambas pruebas o aquellos que deseen mejorar nota, deberán presentarse al examen de recuperación de uno o de ambos parciales, programado al final del semestre. En caso de presentarse a mejorar la nota, se tomará como válida la nota obtenida en esta última evaluación final.

Las pruebas escritas estarán diseñadas con preguntas de desarrollo corto, o de tipo test. El peso específico del conjunto de esta evaluación es del 85% del total de la nota de la asignatura.

Seminarios:

El peso de la evaluación de los seminarios será el 15% de la nota final. El alumnado trabajará en grupo uno de los temas propuesto por el profesor y hará su exposición/defensa en el aula. Una semana antes de la fecha prevista para su exposición, enviará al profesor responsable la presentación por tal que le dé el visto bueno.

La evaluación de los seminarios no será recuperable.

 

Evaluación global:

Se superará la asignatura cuando la suma de las diferentes partes ponderada por su peso específico en la asignatura supere un 5,0 sobre 10 puntos.

Revisión de calificaciones: después de cada examen habrá un día y franja horaria para la revisión. Las calificaciones de la evaluación continuada irán apareciendo en el Campus Virtual de manera periódica.

Para participar en la recuperación de teoría, según la normativa de la UAB, el alumnado debe estar previamente evaluado en un conjunto de actividades el peso de las cuales equivalga a un mínimo de las dos terceras partes de la calificación de la asignatura. Por lo tanto,  el alumnado obtendrá una calificación de “no evaluable” cuando las actividades realizadas tengan una ponderación inferior al 67% en la calificación final. Por lo tanto, esto implica que el alumno debe haberse presentado a los dos exámenes parciales previamente si quiere optar a la recuperación, y que la no asistencia a un parcial implicará un “no evaluable”.

Los estudiantes que no puedan asistir a una prueba de evaluación individual por causa justificada (como enfermedad, defunción de un familiar de primer grado o accidente) y aporten la documentación oficial correspondiente al coordinador del curso tendrán derecho a realizar una prueba de recuperación en formato oral si el profesor así lo decide. 

Los estudiantes a los que no les sea posible, con causa justificada, participar evaluación continuada, podrán ser evaluados mediante la prueba final. La máxima calificación que es posible alcanzar en esta situación es equivalente aproximadamente al 85% del máximo, al no poder cubrir las exigencias de algunas de las competencias y resultados de aprendizaje de la asignatura descritos en el apartado 5.

 

Nota: *La evaluación propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Exámenes o pruebas escritas 85% 5 0,2 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8
Seminaris 15% 1 0,04 4, 5, 7, 8, 9

Bibliografía

1)  Pierce, B.A. 2009. Genética. Un enfoque conceptual. (3ª edición). Ed. Médica Panamericana.

2)  Watson, J.D.;  Baker, T.A.; Bell, S. P.; Gann, A.; Levine, M.; Losick, R. 2006. Biología Molecular del Gen. (5º Edición). Editorial Médica Panamericana.

3)  Lewin’s. 2009. Genes X. Jones and Bartllet Publishers.

4)  Brown, T.A. 2007. Genomes. (3ª Edición). Ed. Médica Panamericana.

5)  Latchman, D.S. 2010 “Gene Control” Taylor & Francis Inc Garland Publishing Inc

6)  Latchman, D.S. 2005 “Gene Regulation - A Eukaryotic Perspective” 5th Revised edition Taylor & Francis Ltd

7)  Feldmann, H. 2010 “Yeast: molecular and Cell biology” John Wiley and Sons Ltd Wiley-VCH Verlag GmbH

8)  Stansfiels, I. and Stark, M.JR. 2007.“Yeast Gene Analysis” 2nd ed. Academic Press.

 

Enlaces web:

Campus virtual interactivo https://cv2008.uab.cat/