Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
---|---|---|---|
2501230 Ciències Biomèdiques | FB | 1 | 1 |
Estar matriculat del grau de Ciències Biomèdiques.
Per poder assistir-hi a les sessions de practiques de laboratori cal que l’estudiant justifiqui haver superat les proves de bioseguretat i de seguretat que trobarà en el Campus Virtual i ser coneixedor i acceptar les normes de funcionament dels laboratoris de la Facultat de Biociències.
Estructura i Funció de Biomolècules (EFB) és una assignatura de primer semestre de primer curs del grau de Ciències Biomèdiques, que presenta els conceptes essencials de l’estructura de les molècules als essers vius, amb èmfasi principal a dos tipus de macromolècules: proteïnes i àcids nuclèics. Així mateix es considera com aquesta estructura i les seves variacions permeten una funció concreta i la seva regulació a dins de l’organisme viu.
Els objectius temàtics de l’assignatura tant a nivell de competència específica com de competència transversal són tenir la capacitat de:
1. Descriure les característiques estructurals i funcionals bàsiques de les biomolècules principals (proteïnes, àcids nuclèics, lípids) i els seus agregats (membranes biològiques).
2. Descriure l’estructura, funció i regulació de proteïnes implicades al transport d’oxigen i donar exemples de les seves deficiències implicades en patologies.
3. Descriure els mecanismes catalítics i la cinètica de les reaccions enzimàtiques, així com calcular i interpretar els paràmetres que les defineixen.
4. Descriure els mecanismes moleculars responsables de la replicació i reparació del DNA, la transcripció, processament i traducció del RNA i la seva regulació en procariotes i eucariotes.
5. Saber explicar els mètodes d’obtenció de proteïnes recombinants.
6. Demostrar capacitat per a seleccionar les estratègies més adequades pel estudi de la estructura i funció de biomolècules
7. Participar en treball en equip per a solucionar problemes proposats.
8. Comunicar-se amb eficàcia, tant en la llengua pròpia (català i/o castellà) com en anglès.
9. Planificar-se la feina de l’assignatura de manera distribuïda al llarg del curs.
10. Utilitzar estratègies d’aprenentatge interdisciplinari.
11. Deduir coneixement de manera crítica a partir de resultats experimentals, propis o d’altres.
12. Seleccionar la tècnica/es més adient per adreçar experimentalment una hipòtesi de treball.
13. Cercar informació de manera efectiva i integrar-la de manera crítica per donar resposta a una pregunta concreta.
Tema 1. Introducció a l’estudi de l’estructura i funció de biomolècules.
La lògica química dels processos biològics. Elements químics presents als éssers vius. Biomolècules. Nivells d'organització estructural de les biomolècules. Importància biològica de l'aigua. Interaccions no covalents en medi aquós. Ionització de l'aigua, equilibri iònic i sistemes amortidors. Principis de Bioenergètica: les transformacions d'energia a éssers vius i les lleis de la Termodinàmica. Energia lliure i constant d'equilibri. Reaccions bioquímiques més comuns. Transferència de grups fosfat i ATP. Reaccions d'oxidació-reducció.
Tema 2. Proteïnes: Estructura primària i funcions biològiques.
Classes de proteïnes i les seves funcions. Estructura i propietats dels aminoàcids. Estereoisomeria i comportament àcid - base. Pèptids i enllaç peptídic. Anàlisi de la composició d'aminoàcids i de la seqüència de les proteïnes.
Tema 3. Estructura tridimensional de les proteïnes.
Conceptes generals sobre l'estructura de proteïnes. Estructura secundària. Hèlix α i fulles β. Proteïnes fibroses. Proteïnes globulars. Plegament proteic: factors que el determinen. Chaperones moleculars. Introducció a les malalties conformacionals. Predicció de l'estructura proteica. Estructura quaternària. Introducció a les tècniques de purificació i caracterització de proteïnes.
Tema 4. Relació entre estructura i funció en proteïnes: proteïnes transportadores d’oxigen.
Mioglobina i hemoglobina: ferro hèmic com a grup prostètic.Al·losterisme i cooperativitat en l’hemoglobina i la seva regulació. Diferents formes d’hemoglobina: adaptació fisiològica i patologia molecular.
Tema 5. Catalitzador biològics, cinètica enzimàtica i regulació.
Enzims com a catalitzadors eficients de les reaccions químiques. Cofactors. Cinètica enzimàtica. Inhibidors. Estratègies catalítiques. Regulació de l’activitat enzimàtica: al·losterisme, modificació covalent i per canvis en la concentració d’enzim. Classificació i nomenclatura dels enzims.
Tema 6. Carbohidrats.
Tipus de monosacàrids. Enllaç glicosídic i polisacàrids. Glicoproteïnes i proteoglicans.
Tema 7. Lípids i membranes biològiques.
Tipus de lípids i funcions. Membranes biològiques: composició, fluïdesa, asimetria. Proteïnes de membrana. Estructura i funció de les lipoproteïnes i lipid bodies intracel·lulars.
Tema 8. Àcids nuclèics. Nivells d’estructuració.
Nucleòtids. Estructura primària de RNA i DNA. Estructura secundària: model de Watson i Crick i estructures alternatives. Estructura terciària: RNA de transferència i superenrotllament del DNA. Complexes DNA-proteïnes: el nucleosoma eucariòtic.
Tema 9. Replicació i transcripció del DNA.
Replicació a procariotes. Trets diferencials de la replicació a eucariotes: telòmers. Reparació del DNA. Transcripció a procariotes. Trets diferencials de la transcripció a eucariotes: processament del RNA. Transcripció inversa de RNA a DNA. Principis comuns i mecanismes específics de la regulació de l’expressió gènica a procariotes i a eucariotes.
Tema 10. El codi genètic i la síntesi de proteïnes.
Codi genètic. Síntesi de proteïnes a procariotes i a eucariotes. Mecanismes de manteniment de la fidelitat del missatge al procés de traducció. Senyals per a la localització intracel·lular de les proteïnes. Modificacions post-traducció de les proteïnes.
Tema 11. DNA recombinant.
Enzims de restricció. Materials i metodologia de clonatge del DNA. Construcció de biblioteques de DNA. Selecció i recerca de seqüències de DNA: hibridació. Seqüenciació del DNA. Projectes genoma. Xips per quantificar l’expressió gènica. Algunes aplicacions de l’enginyeria genètica.
PROBLEMES
Aquest apartat es treballarà en base al dossier que es lliurarà al començament del semestre, consistent en una quantitat determinada d'enunciats de problemes relacionats amb els temes desenvolupats a Teoria.Les característiques de les diverses parts del temari de Teoria fan que els enunciats dels problemes es concentrin en alguns aspectes determinats que són: equilibri químic i sistemes amortidors, energia lliure i constant d'equilibri, mètodes de purificació i d'anàlisi de macromolècules, cinètica enzimàtica i DNA recombinant.
PRÀCTIQUES DE LABORATORI
Es farà dues sessions de laboratori de quatre hores cadascuna: Genotipat del CCR5: extracció de DNA genòmic, reacció de PCR, avaluació dels resultats obtinguts mitjançant gel d'agarosa.
“Escolto i oblido, veig i recordo. Faig i aprenc”. Proverbi Xinés atribuït a Confuci (551-470 A.C.). Aquesta màxima resumeix be quelcom bastant acceptat al camp de la pedagogia, que la millor manera d’aprendre és tractant d’entendre o resoldre un problema, amb la feina individual o contribuint a un esforç de grup. Part vital per a ajudar a mantenir la motivació de l’alumne ha de ser una avaluació continuada de l’esforç fet i del seu resultat, cosa que es tractarà a l’apartat d'Avaluació.
Tenint en compte això, l’èmfasi principal docent es posarà en l’apartat d’activitat supervisada o autònoma, ja sigui individual com grupal, de manera que les classes de teoria o de pràctiques d’aula aniran encarades a proporcionar informació mínima bàsica i preguntes (teoria) que treballar de manera més quantitativa a les classes de pràctiques d’aula i així donar respostes crítiques en forma d'encàrrecs de treball que es faran accessibles de manera periòdica a través del Campus Virtual.
Les classes de teoria: (també anomenades magistrals) proporcionaran informació bàsica accessible al llibre de referència recomanat però tindran sempre una certa part interactiva de preguntes envers l’alumne. Aquest tipus de preguntes s’adreçaran després amb més detall a les sessions de problemes, tutoria i Campus Virtual, reforçant per tant per repetició els conceptes i estratègies bàsiques que es vol que s’aprenguin. El idioma de treball oral serà català (o castellà si es donen participacions en aquesta llengua). Per altre part, el idioma principal als texts de consulta i de referència principal (lectura) serà l’anglès. A les participacions escrites o orals tindrà un valor afegit (veure l’apartat d'Avaluació) l’ús de la llengua anglesa.
Seminaris científics: Els alumnes treballaran en petits grups fora de l'horari de classe. Han de preparar un seminari que tingui com a fil conductor la relació entre l'estructura-funció de les biomolècules i el desenvolupament de malalties. Han de fer servir informació científica contrastada. En les dates establertes cada grup presentarà el seminari a la resta de la classe i després han de resoldre els dubtes que hagin pogut sorgir.
Aprenentatge basat en problemes: El grup es dividirà en dos subgrups les llistes dels quals es faran públiques a començaments de curs i cada persona assistirà a les sessions programades pel seu grup. A començaments de semestre es lliurarà a través del Campus Virtual un dossier d'enunciats de problemes de l'assignatura que s'aniran resolent al llarg de les sessions. En un nombre limitat de sessions repartides durant el semestre, el professorat de problemes exposarà els principis experimentals i de càlcul necessaris per treballar-los, explicant les pautes per la seva resolució i impartint al mateix temps una part de la matèria complementària a les classes de teoria. Els problemes es prepararan fora de l'horari de classe, en grups de treball de quatre a cinc persones que es mantindran durant tot el curs. Les sessions presencials no expositives es dedicaran a la resolució de problemes prèviament treballats en grup, que seran exposats a la pissarra a càrrec de membres dels diferents grups de treball. El professorat vetllarà per a que tots els grups tinguin l'oportunitat d'explicar públicament les seves propostes de resolució de problemes al llarg del semestre i en ocasions recollirà el full de resolució d'alguns dels problemes. Addicionalment, es proposaran nous enunciats que s'hauran de treballar en grup a la mateixa classe i dels que s'haurà de lliurar la seva resolució en acabar la sessió. A final de curs, els membres del grup de treball també hauran de contestar un qüestionari a través el Campus Virtual on valoraran el seu propi treball i el del seu grup.
Les pràctiques de laboratori estan reduïdes a només dues sessions, encara que una part important de formació pràctica relacionada amb EFB es farà també a una altre assignatura de primer (Laboratori I). Aquestes sessions han de permetre a l’alumne tenir una perspectiva de la distància entre fer servir de manera crítica unes dades trobades a la literatura científica i produir-les amb les seves pròpies mans.
Per poder assistir-hi a les sessions de pràctiques de laboratori cal que l’estudiant justifiqui haver superat les proves de bioseguretat i de seguretat que trobarà en el Campus Virtual i ser coneixedor i acceptar les normes de funcionament dels laboratoris de la Facultat de Biociències.
Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|
Tipus: Dirigides | |||
Classes de teoria | 36 | 1,44 | 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15 |
Pràctiques de laboratori | 8 | 0,32 | 7, 14, 24 |
Sessions de pràctiques d'aula | 10 | 0,4 | 3, 4, 5, 7, 8, 9, 14, 15, 16, 23 |
Tipus: Supervisades | |||
Lliurament de treballs i interacció a través del Campus Virtual | 14 | 0,56 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 23, 24, 25 |
Tutories individuals | 2 | 0,08 | 6 |
Tipus: Autònomes | |||
Preparació seminari científic grupal | 53 | 2,12 | 1, 2, 3, 6, 16, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25 |
Redacció memòria de pràctiques | 4 | 0,16 | 7, 14, 24 |
Resolució de problemes | 15 | 0,6 | 3, 4, 5, 7, 8, 9, 15, 16, 23 |
Avaluació
L'avaluació d'aquesta assignatura tindrà el format de continuada. L'objectiu de l'avaluació continuada (de la que en formen part les avaluacions de les proves parcials, els seminaris científics i els lliuraments a classe de problemes) és el d'incentivar l'esforç de l'estudiant al llarg de tot el temari, permetent monitoritzar el seu grau de seguiment i comprensió de la matèria.
Teoria
Avaluació individual mitjançant:
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.
Seminaris:
Avaluaciógrupal.
El pes de l'avaluació de seminaris serà del 10% del total.
Problemes
Avaluació grupal amb un component addicional d'avaluació individual:
Examen individual on es resoldran dos problemes prèviament no tractats a classe i que es farà a la data fixada per l'examen del segon parcial i la prova de conjunt de teoria.
El pes de l'avaluació de problemes serà del 20% del total: un 10% corresponent a l'avaluació grupal i un 10% corresponent a la prova final.
Pràctiques
Avaluació grupal:
Presentació dels resultats obtinguts durant les pràctiquesi resolució del qüestionari proposat. També es tindrà en compte l'actitud i el comportament durant el laboratori.
L'assistència a les pràctiques de laboratori és obligatòria.Només s'admetran canvis de grupde manera excepcional i sempre amb justificació documental. En cas d'inassistència justificada a alguna de les sessions de pràctiques i de no tenir opció de realitzar-la en un grup diferent a l'assignat, no es considerarà aquesta sessió en el càlcul de la nota de pràctiques.
El pes de l'avaluació de pràctiques serà del 15% del total.
Qualificacions
Els quatre apartats són indestriables, de manera que l'estudiant ha de participar, i ser avaluat, en tots ells per tal de superar la matèria. La qualificació final es calcula segons els paràmetres que figuren a la taula que es presenta a sota, de manera que l'apartat de teoria compta globalment un 50% de la nota, L'apartat de seminaris un 10%, l'apartat de problemes un 20% i el de pràctiques el 15% restant. Per poder superar l'assignatura és requisit indispensable haver assolit una nota igual o superior a 3,5 en cada un dels exàmens parcials de teoria. Una vegada acomplert aquest requisit, l'assignatura es considerarà superada quan la nota final sigui igual o superior a 50 sobre un màxim de 100.
Tota participació oral o escrita avaluable que es faci en idioma anglés, excepte la prova final de conjunt, tindrà un factor multiplicador màxim d'1,2 i mínim d'1.
Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
---|---|---|---|---|
Examen de problemes | 10% | 1 | 0,04 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 23, 25 |
Lliurament de dossier/qüestionaris de pràctiques | 15% | 1 | 0,04 | 1, 4, 7, 14, 18, 19, 21, 22, 23, 24 |
Lliurament de problemes resolts i resolució presencial de problemes | 10% | 1,5 | 0,06 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 21, 22, 23, 25 |
Proves parcials tipus test | 55% | 3 | 0,12 | 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 23, 25 |
Seminaris científics | 10% | 1,5 | 0,06 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 |
Els llibres que es recomanen com a bibliografia bàsica de l’assignatura són els següents (per ordre alfabètic):
Última versió publicada: |
|
Baynes JW, Dominiczak MH. |
|
Medical Biochemistry, 5th Edition |
|
Elsevier, 2018. |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Baynes JW, Dominiczak MH. |
|
Bioquímica Médica. 4ª Edición. |
|
Editorial Elsevier, 2015 |
|
Recurs electrònic gratuït: |
|
https://ebookcentral.proquest.com/lib/uab/detail.action?docID=3429739 |
Última versió publicada: |
|
Berg JM, Tymocsko JL, Gatto GL, Stryer L. |
|
Biochemistry. 8th Edition. |
|
W.H. Freeman, 2015 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL. |
|
Bioquímica con aplicaciones clínicas. 7ª Edición. |
|
W.H. Freeman, 2013 |
|
Última versió publicada: |
|
Lieberman M, Peet A. |
|
Marks’ Basic Medical Biochemistry. 5th Edition. |
|
Wolters Kluwer, 2017 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Marks AD, Lieberman M. |
|
Bioquímica básica de Marks. Un enfoque clínico. 4ª Edición. |
|
Wolters Kluwer, 2014 |
|
Última versió publicada: |
|
McKee T, McKee JR. |
|
Biochemistry. The molecular basis of life. 6th Edition. |
|
Oxford University Press, 2015 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
McKee T, McKee JR. |
|
Bioquímica. Las bases moleculares de la vida. 5ª Edición. |
|
Mc Graw Hill Education, 2014 |
|
Última versió publicada: |
|
Nelson DL, Cox MM. |
|
Lehninger-Principles of Biochemistry. 7th Edition. |
|
Macmillan Learning, 2017 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Nelson DL, Cox MM. |
|
Lehninger-Principios de Bioquímica. 6ª Edición. |
|
Ediciones Omega, 2014 |
|
Última versió publicada: |
|
Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA |
|
Harper's Illustrated Biochemistry. 30th Edition. |
|
Mc Graw Hill Education, 2015 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA |
|
Harper Bioquímica ilustrada. 29ª Edición. |
|
Mc Graw Hill Education, 2013 |
|
Última versió publicada: |
|
Tymoczko JL, Berg JM, Stryer L. |
|
Biochemistry: A Short Course. 3rd Edition |
|
W.H. Freeman, 2016 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Tymoczko JL, Berg JM, Stryer L. |
|
Bioquímica. Curso básico. 2ª Edición |
|
Editorial Reverté, 2013 |
|
Última versió publicada: |
|
Voet D, Voet JG,Pratt CW. |
|
Principles of Biochemistry, 5th Edition |
|
Wiley, 2016 |
|
|
|
Última versió del llibre traduïda al castellà: |
|
Voet D, Voet JG, Pratt CW. |
|
Fundamentos de Bioquímica, 4ª Edición |
|
Editorial Médica a Panamericana, 2016 |
|
Recurs electrònic gratuït: |
|
https://www.medicapanamericana.com/visorebookv2/ebook/9786079356972 |
Última versió publicada: |
|
Wilson K., Walker J. |
|
Principles and techniques of practical Biochemistry, 8th Ed. |
|
Cambridge University Press, 2018 |
|
|
PROBLEMES
- Textos com Lehninger, Mathews, Stryer contenen problemes al final de cada capítol.
- Stephenson F.H. (2012) Cáculo en Biología molecular y Biotecnología. 2ª ed. Ed. Elsevier España