Enginyeria genètica de microorganismes
Codi: 100972 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500253 Biotecnologia | OT | 4 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Jesús Aranda Rodriguez
- Correu electrònic:
- jesus.aranda@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:
- Sí
Altres indicacions sobre les llengües
Es treballarà amb material en llengua anglesa.Equip docent
- Susana Campoy Sanchez
- Jesús Aranda Rodriguez
Prerequisits
És recomanable haver cursat o estar cursant les assignatures Microbiologia, Biologia i Genètica Molecular, Microbiologia Molecular i Virologia.
Objectius
L’objectiu principal d’aquesta asignatura és que l’estudiant sigui capaç de dissenyar procediments per a la manipulació genètica de microorganismes.
Per això durant el desenvolupament de l'assignatura, l'estudiant haurà d'assolir les capacitats següents:
- Saber identificar els diferents tipus de vectors microbians, de reconèixer les seves aplicacions i de dissenyar-ne de nous
- Saber aplicar metodologies i estratègies de clonatge
- Reconèixer la implicació de les característiques pròpies de cada microorganisme (sistemes immunitat, capacitat recombinació, ús de codó, etc) en el disseny experimental proposat
- Saber escollir la tècnica de transferència genètica més adient en cada cas proposat
- Poder dissenyar estratègies eficients per a l'obtenció, enriquiment i selecció de mutants
- Saber construir fusions gèniques i reconèixer les seves possibles aplicacions
- Reconèixer les característiques principals de les possibles dianes bacterianes per al desenvolupament de fàrmacs, vacunes i reactius de diagnòstic
Competències
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Aplicar els principis ètics i les normes legislatives en el marc de la manipulació dels sistemes biològics.
- Aplicar les principals tècniques associades a l'ús de sistemes biològics: DNA recombinant i clonació, cultius cel·lulars, manipulació de virus, bacteris i cèl·lules animals i vegetals, tècniques immunològiques, tècniques de microscòpia, proteïnes recombinants i mètodes de separació i caracterització de biomolècules.
- Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
- Identificar les propietats genètiques, fisiològiques i metabòliques dels microorganismes amb potencial aplicació en processos biotecnològics i les possibilitats de manipulació de microorganismes.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Raonar de forma crítica.
- Treballar de forma individual i en equip.
Resultats d'aprenentatge
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Aplicar els principis ètics i les normes legislatives en el marc de la manipulació de microorganismes.
- Buscar i gestionar informació procedent de diverses fonts.
- Descriure les principals tècniques associades a la manipulació genètica de microorganismes.
- Identificar les possibilitats de manipulació de microorganismes.
- Interpretar resultats experimentals i identificar elements consistents i inconsistents.
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Raonar de forma crítica.
- Treballar de forma individual i en equip.
Continguts
En aquesta asignatura es tractaran els següents temes:
Unitat 1. Sistemes d'introducció de DNA en bacteris. Transformació natural en bacteris gramnegatius i grampositius. Estat de competència. Mecanismes moleculars associats a la transformació natural. Transformació induïda. Electrotransformació. Disseny i optimització de sistemes de transformació en bacteris carents de transformació natural. Altres sistemes de transferència de DNA.
Unitat 2. Vectors de DNA i estratègies de clonació en bacteris. Requeriments dels vectors de clonació. Vectors d'expressió. Vectors tipus T. Vectors mobilitzables. Vectors suïcides. Vectors shuttle. Vectors integracionals. Característiques genètiques de les cèl·lules receptores de vectors. Construcció de genoteques de DNA in vitro i in vivo. Clonació per complementació: gens anabòlics o catabòlics. Mètodes d'aïllament de gens reguladors. Obtenció de gens de virulència. Clonació de gens tòxics.
Unitat 3. Fusions gèniques en bacteris. Fusions transcripcionals i traduccionals. Fusions en unitats policistròniques. Vectors de fusió: característiques generals. Fusions a l'atzar. Mètodes de construcció de fusions. Construccions de fusions mitjançant PCR, OE-PCR i Gibson assembly. Aplicacions i exemples de fusions gèniques.
Unitat 4. Mutagènesi en bacteris. Mutagènesi a l'atzar in vivo. Ús de mètodes químics o físics. Criteris i mètodes per a la selecció i enriquiment de mutants. Transposons. Minitransposons. Plasposons. Transposomes. Mètodes per a laidentificació i confirmació de mutants. Mutagènesi in vitro de gens clonats.
Unitat 5. Substitució de gens en bacteris i generació de knockouts. Obtenció de mutants per disrupció gènica i per substitució gènica. Sistema Lambda Red. Obtenció de mutants scarless. Sistemes de contraselecció. Sistema I-SceI. Ús de la tecnologia CRISPR/Cas9 per l'obtenció de mutants. Mètodes per a la identificació i confirmació de mutants. Sistemes de reintroducció de gens alterats en el bacteri d'origen. Inserció en el cromosoma de nous gens o construccions.
Metodologia
L’assignatura consta de dos mòduls:
Mòdul seminaris: en les que mitjançant aprenentatge col·laboratiu, es treballen diferents aspectes de dissenys experimentals reals presents en articles científics actuals. A l'inici del curs, l'alumnat tria, seguint les pautes marcades pel professorat, un article científic relacionat amb l'àmbit de l'enginyeria genètica de microorganismes del que elaboren un pòster. El calendari d'activitats on es definiran les sessions de treball d'aula, d'exposició i debat del treball realitzat així com les dates d'entrega de les activitats proposades és lliurat a l’inici del curs pel profesorat.
Mòdul teòric: on es combinen classes magistrals participatives amb sessions d’aprenentatge basat en problemes on es treballen els conceptes teòrics a través de la ressolució de casos pràctics.
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 participatives | 30 | 1,2 | 4, 6, 7, 12 |
| Seminaris | 12 | 0,48 | 4, 5, 8, 10, 11, 12, 13 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 1 | 0,04 | |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi i altres activitats autoaprenentatge | 50 | 2 | 4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13 |
| Lectura de textos recomanats | 20 | 0,8 | 10 |
| Preparación de pósters i qüestionaris | 34 | 1,36 | 4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13 |
Avaluació
Avaluació del mòdul de seminaris
L'avaluació dels seminaris es realitza mitjançant l’avaluació de diferents activitats relacionades amb un article científic, Es valora:
a) Les entregues autònomes que es lliuren a través de l’aula moodle i les entregues en les sessions de treball a l’aula. Amb una qualificació màxima de 2 punts sobre 10.
b) El pòster i el qüestionari associats a l’article científic escollit. Amb una qualificació màxima de 5 punts sobre 10.
c) La defensa del pòster durant l’exposició a l’aula. Amb una qualificació màxima de 1 punt sobre 10.
d) La resolució dels qüestionaris relatius als seminaris exposats. Amb una qualificació màxima de 1,5 punts sobre 10.
e) L’autoavaluació individual i del grup de treball. Amb una qualificació màxima de 0.5 punts sobre 10.
Per superar aquest mòdul d’avaluació l’estudiant ha d’obtenir una nota igual o superior a 5.
Avaluació del mòdul teòric
L’avaluació d’aquesta activitat es realitza mitjançant una prova individual escrita. La qualificació màxima d’aquest apartat és de 10 punts sobre 10.
Per superar aquest mòdul és necessari obtenir una puntuació igual o superior a 5 punts.
Si la nota obtinguda en el mòdul teòric és inferior a 5, es podrà realizar una prova e recuperació.
Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estat 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.
L'alumnat que supera el mòdul teòric pot presentar-se a una prova de millora de nota, el qual es realitza, en la data programada per la prova de recuperació. La presentació a aquesta prova implica la renuncia a la qualificació obtinguda prèviament en aquest mòdul. Per superar aquesta prova es necessària una puntuació igual o superior a 5. Els alumnes que desitgin realitzar la prova de millora de nota han de comunicar-ho per escrit al professor com a mínim 72 h abans del dia programat per a l'avaluació de recuperació.
La qualificació final de l'assignatura serà el promig de les qualificacions obtingudes en els dos mòduls, essent necessari haver superat per separat cada un d’ells.
L'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final
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 |
|---|---|---|---|---|
| Debat i participaci? a l'aula | 5% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11, 12 |
| Entregues a l'aula i a l'aula virtual | 10% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 5, 9, 10, 11, 12, 13 |
| Prova escrita (ressolució de casos pràctics) | 50% | 3 | 0,12 | 6, 7, 8, 11, 12, 13 |
| Pòster | 25% | 0 | 0 | 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13 |
| Ressolució de qüestionaris a l'aula | 7.5% | 0 | 0 | 4, 6, 7, 8, 11, 12 |
| auto-avaluación individual o de grup | 2.5% | 0 | 0 | 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13 |
Bibliografia
Com a bibliografia de referència de conceptes bàsics es recomana:
Larry Snyder i Wendy Champness. Molecular Genetics of Bacteria (3rd or 4th Edition). ASM press (ISBN: 978-1-55581-399-4 and ISBN:978-1-55581-627-8).
Versió digital disponible en el repositori de les biblioteques de la UAB:
Jeremy W. Dale i Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria, (5th Edition) Wiley- Blackwell (ISBN: 978-0-470-74184-9)
Altres textos recomanats així com enllaços d’interès es trobaran disponibles a l'aula Moodle de l’assignatura.
Programari
No aplicable.