Biologia Molecular i Enginyeria Genètica de las Plantes
Codi: 43864 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4316231 Biologia, Genòmica i Biotecnologia Vegetals / Plant Biology, Genomics and Biotechnology | OB | 0 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- David Caparros Ruíz
- Correu electrònic:
- David.Caparros@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
Equip docent
- David Caparros Ruíz
Equip docent extern a la UAB
- Albert Ferrer Prats
- Narciso Campos
- Teresa Altabella
Prerequisits
Tot i que no hi ha prerequisits oficials per a estudiar aquest mòdul, es recomana tenir coneixements bàsics en Bioquímica, Biologia Molecular i Genètica, preferentment en l'àrea de plantes.
Objectius
L’objectiu general d’aquest mòdul és formar especialistes amb habilitats sòlides i actualitzades en biologia i biotecnologia vegetal, que siguin competents en el coneixement d’aspectes rellevants de la biologia molecular de plantes i l’enginyeria genètica i la seva aplicació en recerca, fomentant al mateix temps la participació activa dels estudiants i el seu esperit crític.
Els objectius específics del mòdul són:
- Comprendre i saber identificar les principals característiques de les plantes que s'apliquen als estudis de genètica molecular.
- Comprendre les característiques principals de l’expressió i l’estructura dels gens.
- Descriure les tècniques de manipulació i producció de plantes modificades genèticament.
- Comprendre el procés de transformació genètica de les plantes i els conceptes relacionats de cisgènesi i transgènesi.
- Comprendre i ser capaç d’utilitzar eines d’estudi del genoma, proteoma, transcriptoma i metaboloma.
- Integrar els coneixements adquirits per resoldre assignatures pràctiques sobre el context d'un laboratori de Biologia Molecular i Enginyeria Genètica.
Competències
- Analitzar els resultats de recerca per obtenir nous productes o processos valorant-ne la viabilitat industrial i comercial per a la transferència a la societat.
- Aplicar els coneixements de genètica molecular de les plantes en diferents àmbits científics i industrials.
- Explicar els processos d’obtenció de plantes modificades genèticament i l’ús que se’n fa.
- Identificar i explicar la responsabilitat social i ètica de l’obtenció i l’ús de plantes modificades genèticament i distingir els aspectes legals que hi estan relacionats.
- Identificar i utilitzar eines bioinformàtiques per aplicar-les a l’estudi genètic, evolutiu i funcional dels vegetals.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Treballar en un equip multidisciplinari.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l’àmbit d’estudi.
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar els resultats de recerca per obtenir nous productes o processos valorant-ne la viabilitat industrial i comercial per a la transferència a la societat.
- Assessorar en la interpretació de dades obtingudes a partir de bases de dades i eines bioinformàtiques específiques per a plantes i comunicar-les eficientment.
- Comunicar eficientment les característiques de les plantes modificades genèticament.
- Dissenyar plantes transgèniques i adaptar els processos de transformació a les necessitats plantejades durant el desenvolupament professional.
- Plantejar, millorar i defensar projectes de recerca basant-se en les noves tecnologies.
- Proposar solucions bioinformàtiques a problemes derivats de les investigacions en biologia molecular de les plantes.
- Proposar solucions innovadores i emprenedores en enginyeria genètica vegetal.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Tractar dades “òmiques” de les plantes mitjançant eines bioinformàtiques.
- Treballar en un equip multidisciplinari.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l’àmbit d’estudi.
- Utilitzar les normes legals a la investigació amb plantes transgèniques.
Continguts
L’assignatura es divideix en dues parts. Una primera (transformació genètica de les plantes), de conceptes més teòrics relacionats amb eines funcionals, es realitza just abans de l’assignatura de Genòmica de les plantes. La resta de l’assignatura es fa després de Genòmica de les plantes.
El primer bloc de l’assignatura té com a concepte general explicar-los les eines funcionals de la transformació genètica de les plantes :
-Transformació nuclear: la biologia d’agrobacterium, agrobacterium com a vector de transformació, transformació per bombardeig, transformació estable envers transient, selecció de les transformants i regulació de l’expressió del transgen (constitutiva, específica i promotors induïbles)
-Transformació de plastidis: integració del DNA exogen al genoma del plastidi, vectors i disseny genètic (marcadors genètics), transformació nuclear envers plastidial, aplicacions.
La segona part de l’assignatura consta de les següents parts:
-Es realitza una primera sessió de coneixements generals, tots ells relacionats amb tècniques o eines moleculars.
-Es realitza una sessió de bioinformàtica a l’aula d’informàtica de la facultat. Aquesta sessió té com a objectiu introduir els alumnes en els programes informàtics relacionats amb la biologia molecular. No tractem temes d’-òmiques.
-Es realitza un exercici de pràctiques a l’aula. Es basa en treballar amb mutants i transgènics. Com fer-los, quins són apropiats i quins no. Es plantegen fenotips i s’ha de discutir quines alteracions són lògiques i quines no. Aquest exercici és un bon complement del que han fet a la primera part de l’assignatura.
-Familiarització amb les tècniques de biologia molecular relacionades amb ChIP-Seq, ChIP-QPC, RNA-Seq y QPCR. Els alumnes treballen en grup i han d’elaborar un experiment.
-Finalment, als alumnes se’ls hi proporciona un article amb les figures desordenades i la introducció. En aquest exercici, els alumnes han d’identificar les paraules claus de la introducció i han de trobar un ordre lògic de presentació dels resultats, afegint títols. Després, en base als resultats que el alumnes han anat ordenant i titulant, han d’elaborar un projecte a seguir.
Metodologia
Les activitats de formació inclouen els següents elements:
- Conferències. Es realitzaran classes presencials d’aula que desenvolupen els continguts teòrics. El material gràfic (presentacions a classe) estarà disponible per als estudiants a través de l’eina del Campus Virtual. A més, els estudiants hauran de buscar informació bibliogràfica sobre els continguts presentats per complementar la seva formació.
- Resolució de casos pràctics. S'analitzaran detingudament casos d’estudi procedents d’articles d’investigació recents, es formularan hipòtesis de treball, com s’han abordat aquestes hipòtesis, èxits i possibles deficiències, treballs futurs, etc. la participació i el pensament crític dels estudiants, tant a nivell individual com de treball en equip.
- Sessions de bioinformàtica en què es presentaran casos pràctics per formar-se en les principals eines de bioinformàtica aplicades al camp de les plantes. Aquesta activitat tindrà lloc a les aules d'informàtica de la Facultat de Biociències segons el calendari previst, tot i que es requerirà un treball independent significatiu.
- Preparació i presentació de seminaris per part de cada estudiant en relació amb els continguts del mòdul. Aquesta activitat requerirà una discussió preliminar amb el tutor del projecte per determinar els punts principals, seguit d'una cerca bibliogràfica relacionada amb el tema. El seminari inclourà una presentació oral, utilitzant material gràfic i equipament informàtic, davant del professor i dels estudiants, seguit d’un debat on es formularan suggeriments, preguntes i dubtes per enriquir l’activitat global.
- Les activitats autònomes inclouen la comprensió autònoma i l'estudi dels continguts del mòdul, la recerca bibliogràfica i la preparació d'un seminari.
*La metodologia docent proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| classes magistrals | 18 | 0,72 | 4, 7, 8 |
| debate Seminaris | 6 | 0,24 | 10 |
| resoulció casos pràctics | 3 | 0,12 | 1, 6, 7, 8, 10, 12, 13 |
| sessions de bioinformàtica aula info | 6 | 0,24 | 2, 6, 11 |
| Tipus: Supervisades | |||
| presentació seminari | 6 | 0,24 | 3, 5, 9, 10, 12 |
| tutoria global i personal | 10 | 0,4 | 1, 2, 6, 7, 10 |
| Tipus: Autònomes | |||
| estudis autònoms | 40 | 1,6 | 1, 4, 6, 7, 8, 10 |
| preparació de seminaris | 20 | 0,8 | 4, 5, 8, 12, 13, 14 |
| recerca i lectura de bibliografia | 30 | 1,2 | 10, 13 |
Avaluació
L’avaluació d’aquest mòdul tindrà la forma d’avaluació contínua per tal de fomentar els esforços de l’estudiant al llarg del mòdul, permetent controlar el seu nivell de comprensió i integració dels continguts.
Les activitats d’avaluació són:
- Conferències, mitjançant un examen escrit dels continguts tractats en les classes teòriques.
- Portafoli / Seminari, que avalua tant el contingut científic com la qualitat de l'exposició, i la defensa i resposta de les preguntes plantejades pel professor i altres estudiants.
- Resoldre casos pràctics a partir d’articles científics i de dades de bioinformàtica. Aquesta activitat requerirà un treball de preparació autònom considerable, ja que es proposaran, corregiran i avaluaran els exercicis de l'aula.
- Actitud proactiva, participació a classe, rigor científic de les aportacions, etc. Aquests ítems seran avaluats contínuament al llarg del mòdul.
Assistència obligatòria d'almenys el 80% de les activitats presencials necessàries per a l'avaluació del mòdul. Cal obtenir un 5 o superior per passar el mòdul.
*L’avaluació proposada pot experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| actitud proactiva, participació a classe, rigor científic en les discussions, etc | 20 | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 5, 9, 12 |
| examen escrit relacionat amb les classes teòriques | 35 | 2 | 0,08 | 3, 4, 7, 8 |
| preparació de seminaris | 20 | 4 | 0,16 | 1, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 14 |
| presentació seminari | 25 | 2 | 0,08 | 2, 3, 5, 9, 10 |
Bibliografia
Tota la bibliografia recomanada està disponible a la biblioteca de la UAB.
- Biotechnology and plant disease management. Editor(s): Z.K. Punja, S.H. De Boer and H. Sanfaçon. Wallingford: CABI, 2007, ISBN: 9781845932886.
- Handbook of Plant Biotechnology Online. Editors-in-chef Paul Christou, Harry Klee. John Wiley and Sons, 2005. Online ISBN: 9780470869147; DOI: 10.1002/0470869143.
- Plant Biochemistry (Fourth Edition). Editor(s): Hans-Walter Heldt and Birgit Piechulla. London Academic, 2010. ISBN 9780123849861.
- Plant Biotechnology: Current and Future Applications of Genetically Modified Crops. Editor(s): Nigel G. Halford. John Wiley & Sons, 2006, Print ISBN: 9780470021811, Online ISBN: 9780470021835, DOI: 10.1002/0470021837.
- Plant biotechnology and genetics: principles, techniques, and applications. Editors: C. Neal Stewart. Wiley, 2008. ISBN 9780470043813.
- Plant Biotechnology and Molecular Markers. Editors: P.S. Srivastava, Alka Narula, Sheela Srivastava. Kluwer Academic Publishers, 2004. ISBN: 978-1-4020-1911-1 (Print) 978-1-4020-3213-4 (Online).
Les revistes en l'àrea de Biologia Molecular i Biotecnologia de Plantes (les 10 revistes amb major factor d'impacte a l'àrea de "Ciències de les plantes" del Journal Citation Reports):
- ANNUAL REVIEW OF PLANT BIOLOGY, Publisher: ANNUAL REVIEWS. ISSN:1543-5008.
- TRENDS IN PLANT SCIENCE. Publisher: ELSEVIER SCIENCE LONDON. ISSN: 1360-1385
- ANNUAL REVIEW OF PHYTOPATHOLOGY. Publisher: ANNUAL REVIEWS. ISSN: 0066-4286
- PLANT CELL. Publisher: AMER SOC PLANT BIOLOGISTS. ISSN: 1040-4651
- CURRENT OPINION IN PLANT BIOLOGY. Publisher: CURRENT BIOLOGY LTD. ISSN: 1369-5266
- NEW PHYTOLOGIST. Publisher: WILEY-BLACKWELL. ISSN: 0028-646X
- PLANT JOURNAL. Publisher: WILEY-BLACKWELL. ISSN: 0960-7412
- PLANT PHYSIOLOGY. Publisher: AMER SOC PLANT BIOLOGISTS. ISSN: 0032-0889
- PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL. Publisher: WILEY-BLACKWELL. ISSN: 1467-7644
- MOLECULAR PLANT. Publisher: OXFORD UNIV PRESS. ISSN: 1674-2052
Tota la informació necessària per a la complementació teòrica de l'assignatura es pot trobar online a través de les plataformes que la universitat posa a disposició de l'alumnat.
Programari
Els llocs webs que s'utilitzaran es proporcionaran durant el curs.