Ingeniería genética de microorganismos
Código: 101977 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500890 Genética | OT | 4 | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Jesús Aranda Rodríguez
- Correo electrónico:
- Jesus.Aranda@uab.cat
Uso de idiomas
- Lengua vehicular mayoritaria:
- español (spa)
- Algún grupo íntegramente en inglés:
- No
- Algún grupo íntegramente en catalán:
- No
- Algún grupo íntegramente en español:
- Sí
Otras observaciones sobre los idiomas
Se trabajará con material en lengua inglesaEquipo docente
- Jesús Aranda Rodríguez
Prerequisitos
Es recomendable haber cursado o estar cursando la asignatura Biología Molecular de Procariotas.
Objetivos y contextualización
El objetivo principal de esta asignatura es que el estudiante sea capaz de diseñar procedimientos para la manipulación genética de microorganismos.
Por eso durante el desarrollo de la asignatura, el estudiante deberá alcanzar las capacidades siguientes:
• Saber identificar los diferentes tipos de vectores microbianos, de reconocer sus aplicaciones y de diseñar otros nuevos
• Saber aplicar metodologías y estrategias de clonación
• Reconocer la implicación de las características propias de cada microorganismo (sistemas inmunidad, capacidad recombinación, uso de codón, etc) en el diseño experimental propuesto
• Saber escoger la técnica de transferencia genética más adecuada en cada caso propuesto
• Poder diseñar estrategias eficientes para la obtención, enriquecimiento y selección de mutantes
• Saber construir fusiones génicas y reconocer sus posibles aplicaciones
• Reconocer las características principales de las posibles dianas bacterianas para el desarrollo de fármacos, vacunas y reactivos de diagnóstico
Competencias
- Aplicar el método científico a la resolución de problemas.
- Aplicar los conocimientos teóricos a la práctica.
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Desarrollar el aprendizaje autónomo.
- Describir e identificar las características estructurales y funcionales de los ácidos nucleicos y proteínas incluyendo sus diferentes niveles de organización.
- Diseñar y ejecutar protocolos completos de las técnicas estándares que forman parte del instrumental del genético molecular: purificación, amplificación y secuenciación de DNA genómico de fuentes biológicas, ingeniería genética en microorganismos, plantas y animales.
- Razonar críticamente.
- Utilizar y gestionar información bibliográfica o recursos informáticos o de Internet en el ámbito de estudio, en las lenguas propias y en inglés.
Resultados de aprendizaje
- Aplicar el método científico a la resolución de problemas.
- Aplicar los conocimientos teóricos a la práctica.
- Desarrollar el aprendizaje autónomo.
- Desarrollar la capacidad de análisis y síntesis.
- Describir los procesos de replicación, transcripción, traducción y regulación de los genes en procariotas y eucariotas.
- Diseñar protocolos aplicables a la manipulación genética de microorganismos.
- Razonar críticamente.
- Utilizar y gestionar información bibliográfica o recursos informáticos o de Internet en el ámbito de estudio, en las lenguas propias y en inglés.
Contenido
En esta asignatura se tratan los siguientes temas:
Unidad 1. Sistemas de introducción de DNA en bacterias. Transformación natural en bacterias gramnegativas y grampositivas. Estado de competencia. Mecanismos moleculares asociados a la transformación natural. Transformación inducida. Electrotransformación. Diseño y optimización de sistemas de transformación en diversas bacterias carentes de transformación natural.
Unidad 2. Vectores de DNA en bacterias. Requerimientos de los vectores de clonación. Vectores de expresión. Vectores tipo T. Vectores movilizables. Vectores suicidas. Vectores shuttle. Vectores integracionales. Características genéticas de las células receptoras de vectores. Construcción de genotecas de DNA in vitro e in vivo.
Unidad 3. Fusiones génicas en bacterias. Fusiones transcripcionales y traduccionales. Fusiones en unidades policistrónicas. Vectores de fusión: características generales. Fusiones al azar. Métodos de construcción de fusiones. Construcciones de fusiones mediante PCR, OE-PCR y Gibson assembly. Aplicaciones y ejemplos de fusiones génicas.
Unidad 4. Mutagénesis en bacterias. Mutagénesis al azar in vivo. Uso de métodos químicos o físicos. Criterios y métodos para la selección y enriquecimiento de mutantes. Transposones. Minitransposons. Plasposons. Transposomas. Métodos para la identificación y confirmación de mutantes. Mutagénesis in vitro de genes clonados.
Unidad 5. Estrategias de clonación en bacterias. Clonación por complementación: genes anabólicos o catabólicos. Métodos de aislamiento de genes reguladores. Clonación de genestóxicos. Obtención de genes de virulencia.
Unidad 6. Sustitución de genes en bacterias y generación de knockouts. Obtención de mutantes por disrupción génica y por sustitución génica. Sistema Lambda Red. Obtención de mutantes scarless. Sistemas de contraselección. Sistema I-SceI. Uso de la tecnología CRISPR/Cas9 para la obtención de mutantes. Métodos para la identificación y confirmación de mutantes. Sistemas de reintroducción de genes alterados en la bacteria de origen. Inserción en el cromosoma de nuevos genes o construcciones.
*A menos que las restricciones impuestas por las autoridades sanitarias obliguen a una priorización o reducción de estos contenidos.
Metodología
La asignatura de Ingeniería Genética de Procariotas consta de dos módulos:
Módulo de seminarios: en las que mediante aprendizaje colaborativo, los estudiantes trabajan diferentes aspectos de diseños experimentales reales presentes en artículos científicos actuales. Al inicio del curso, los alumnos escogen, siguiendo las pautas marcadas por el profesorado, un artículo científico relacionado con el ámbito de la ingeniería genética de microorganismos del que elaboran un póster. El calendario de actividades donde se definirán las sesiones de trabajo de aula, de exposición y debate del trabajo realizado así como las fechas de entrega de las actividades propuestas se entrega al inicio del curso por el profesorado.
Módulo teórico: donde se combinan clases magistrales participativas con sesiones de aprendizaje basado en problemas donde se trabajan los conceptos teóricos a través de la resolución de casos prácticos.
*La metodología docente propuesta puede experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases magistrales participativas | 30 | 1,2 | 5, 6 |
| Seminarios | 12 | 0,48 | 1, 2, 3, 7, 4, 8 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 1 | 0,04 | 5, 6 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio y otras actividades de autoaprendizaje | 50 | 2 | 2, 3, 7, 4, 8 |
| Lectura de textos recomendados | 20 | 0,8 | 8 |
| Preparación del poster y cuestionarios | 34 | 1,36 | 1, 2, 3, 7, 4, 8 |
Evaluación
Evaluación del módulo de seminarios
La evaluación de los seminarios se realiza mediante la evaluación de diferentes actividades relacionadas con un artículo científico, se valora:
a) Las entregas autónomas que se entregarán a través del aula moodle y las entregas en las sesiones de trabajo en el aula. Con una calificación máxima de 2 puntos sobre 10.
b) El póster y el cuestionario asociados al artículo científico elegido. Con una calificación máxima de 5 puntos sobre 10.
c) La defensa del póster durante la exposición en el aula. Con una calificación máxima de 1 punto sobre 10.
d) La resolución de los cuestionarios relativos a los seminarios expuestos. Con una calificación máxima de 1,5 puntos sobre 10.
e) La autoevaluación individual y del grupo de trabajo. Con una calificación máxima de 0.5 puntos sobre 10.
Para superar este módulo de evaluación del estudiante debe obtener una nota igual o superior a 5.
Evaluación del módulo teórico
La evaluación de esta actividad se realiza mediante una prueba individual escrita. La calificación máxima de este apartado es de 10 puntos sobre 10.
Para superar este módulo es necesario obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos.
Si la nota obtenida en el módulo teórico es inferior a 5, el/la alumno/a podrá realizar una prueba de recuperación. Ésta tendrá una calificación máxima de 8 puntos sobre 10 y es necesaria una calificación igual o superior a 4 per superarla.
Para participar en la recuperación el alumno debe haber sido previamente evaluado en un conjunto de actividades el peso de las cuales equivalga a unmínimo de dos terceras partes de la cualificación total de la asignatura.
Los alumnos que han superado el módulo pueden presentarse a una prueba de mejora de nota que se realiza en la fecha programada para la prueba de recuperación. La presentación a esta prueba implica la renuncia a la calificación obtenida previamente en este módulo. Para superar esta prueba es necesaria una puntuación igual o superior a 5. Los alumnos que deseen realizar la prueba de mejora de nota deben comunicarlo por escrito al profesor como mínimo 72 h antes del día programado para la evaluación de recuperación.
La calificación final de la asignatura será el promedio de las calificaciones obtenidas en los dos módulos, siendo necesario haber superado, por separado, cada uno de ellos.
El alumno obtendrá la calificación de "No Evaluable" cuando las actividades de evaluación realizadas tengan una ponderación inferior al 67% en la calificación final.
*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 |
|---|---|---|---|---|
| Debate y participación en el aula | 5% | 0 | 0 | 1, 2, 5, 3, 6, 7, 4, 8 |
| Entregas en el aula y el aula virtual | 10% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 7, 4 |
| Prueba escrita (resolución de casos prácticos) | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 5, 6, 7, 4 |
| Póster | 25% | 0 | 0 | 1, 2, 5, 3, 6, 7, 4, 8 |
| Resolución de cuestionarios en el aula | 7.5% | 0 | 0 | 1, 2, 5, 3, 6, 7, 4, 8 |
| auto-evaluación individual o de grupo | 2.5% | 0 | 0 | 1, 2, 5, 3, 6, 7, 4, 8 |
Bibliografía
Como bibliografía de referencia de conceptos básicos se recomienda:
Snyder, Larry. Molecular Genetics of Bacteria. 4th ed. Washington, DC: ASM Press. 2013.
eBook disponible a Biblioteques UAB:
http://eds.b.ebscohost.com/eds/detail/detail?vid=0&sid=aaef5fab-a6ed-47c8-9dc3-70a5856ae074%40sessionmgr103&bdata=JnNpdGU9ZWRzLWxpdmU%3d#AN=1084779&db=nlebk
Jeremy W. Dale, Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria. 5th ed. Chichester, West Sussex, England : Wiley. 2010.
eBook disponible a Biblioteques UAB:
http://eds.b.ebscohost.com/eds/detail/detail?vid=0&sid=f3365a86-b2bc-4182-ac49-58f4d3bf00ca%40pdc-v-sessmgr03&bdata=JnNpdGU9ZWRzLWxpdmU%3d#AN=321013&db=edsebk
Otros textos recomendados así como enlaces de interés se encontrarán a disponibilidad del alumno en el aula moodle de la asignatura.
Software
No aplicable.