Tècniques instrumentals
Codi: 101966 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500890 Genètica | FB | 2 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Raquel Egea Sanchez
- Correu electrònic:
- raquel.egea@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:
- No
Equip docent
- Jordi Vilardell Vila
Prerequisits
Coneixements necessaris per a seguir correctament l’assignatura:
• Els conceptes bàsics de les assignatures de Bioquímica , sobretot les característiques físico-químiques de les macromolècules i la Genètica molecular d’eucariotes.
• Utilitzar a nivell d’usuari eines i aplicacions informàtiques bàsiques (Internet, paquet d’ofimàtica)
• Llegir correctament en anglès
Objectius
En aquesta assignatura es veuran el fonaments instrumentals que es requereixen per dur a terme recerca genètica. Hi ha dos vessants ben diferenciades que es tractaran com a dos mòduls independents: les eines informàtiques per la gestió i tractament de dades genètiques (mòdul fonaments de programació), i els mètodes i tècniques experimentals per a la manipulació de biomolècules (mòdul de tècniques bioquímiques).
MÒDUL I: FONAMENTS DE PROGRAMACIÓ
La recerca genètica i genòmica es duu a terme avui en dia amb grans quantitats de dades de seqüències de DNA. Per al maneig d’aquesta informació, l’investigador ha de conèixer i ha d’utilitzar eines informàtiques. Com s’emmagatzema la informació? Com es pot extreure aquesta informació de forma flexible? Com es genera nova informació a partir d'aquesta? Conèixer els fonaments de la programació és fonamental per permetre a l’investigador la creació de programes per manipular i analitzar dades genètiques.
L’objectiu d’aquet mòdul és explicar els fonaments teòrics i pràctics d’informàtica, posant especial èmfasi en la programació. S’aprendrà el llenguatge de programació Python, el més popular entre els bioinformàtics, ja que és versàtil, pensat per tractar seqüències i fàcil d’aprendre. També es farà una introducció al llenguatge R. Las classes teòriques es complementaran amb al mòdul pràctic corresponent de l’assignatura Laboratori integrat IV.
MODUL II: TÈCNIQUES INSTRUMENTALS EN BIOQUÍMICA
L'objectiu general és que l'alumnat conegui les tècniques instrumentals que es desenvolupen en un laboratori i que poden necessitar a la llarg dels seus estudis i activitat professional.
Aquest objectiu es pot concretar en:
-Adquirir i comprendre el fonament teòric de les principals tècniques instrumentals
-Aplicar aquestes tècniques en l'àmbit de la Genètica.
-Potenciar la capacitat d'autoaprenentatge de l'alumnat. L'alumnat ha d'aprendre a obtenir informació i adquirir l'hàbit d'usar aquesta informació críticament.
-Augmentar l'interès de l'alumnat per l'aspecte tècnic de la ciència.
Competències
- Comprendre i descriure l'estructura, la morfologia i la dinàmica del cromosoma eucariòtic durant el cicle cel·lular i la meiosi.
- Conèixer i comprendre els fonaments químics subjacents a les propietats moleculars dels processos genètics i biològics en general.
- Conèixer, aplicar i interpretar els procediments bàsics del càlcul matemàtic, de l'anàlisi estadística i de la informàtica, la utilització de la qual és imprescindible en genètica i en genòmica.
- Descriure i identificar les característiques estructurals i funcionals dels àcids nucleics i les proteïnes incloent-hi els seus diferents nivells d'organització.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom.
- Dissenyar experiments i interpretar-ne els resultats.
- Raonar críticament.
- Reconèixer i descriure estructuralment i funcionalment els diferents nivells d'organització biològica, des de la macromolècula fins a l'ecosistema.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica o recursos informàtics o d'Internet en l'àmbit d'estudi, en les llengües pròpies i en anglès.
Resultats d'aprenentatge
- Descriure les tècniques de microscòpia electrònica aplicades als àcids nucleics.
- Descriure les tècniques fonamentals per a l'anàlisi, la purificació i la caracterització de les biomolècules.
- Desenvolupar l'aprenentatge autònom.
- Dissenyar experiments i interpretar-ne els resultats.
- Explicar els fonaments de base de dades i de programació informàtiques i desenvolupar aplicacions.
- Raonar críticament.
- Reconèixer el fonament teòric i aplicar les tècniques adequades per a la caracterització estructural i funcional de proteïnes i àcids nucleics.
- Resoldre problemes de tècniques i mètodes.
- Resoldre problemes sobre propietats fisicoquímiques i funcions de les biomolècules.
- Tenir capacitat d'anàlisi i de síntesi.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica o recursos informàtics o d'Internet en l'àmbit d'estudi, en les llengües pròpies i en anglès.
Continguts
Mòdul I: FONAMENTS DE PROGRAMACIÓ
Tema 1. Introducció a l'ús d'eines informàtiques en l'estudi de la genètica.
Tema 2. Programació. Conceptes bàsics de programació. La importància de saber programar. Llenguatges de programació.
Tema 3. Programació amb Python I. Per què Python?: característiques, instal·lació i eines per programar. Estratègies de programació. Com funciona un programa.
Tema 4. Programació amb Python II. Variables i estructures de dades. Operacions bàsiques. Entrada i sortida del programa. Lectura i escriptura d'arxius.
Tema 5. Programació amb Python III. Control de flux: instruccions condicionals, operadors i bucles.
Tema 6. Programació amb Python IV. Expressions regulars: cerca de patrons (pattern matching).
Tema 7. Programació amb Python V. Creació de funcions. Scripts i arguments. Introducció a BioPython.
Tema 8. Programació amb R.
Mòdul II: TÈCNIQUES INSTRUMENTALS EN BIOQUÍMICA
Tema 1: Principis bàsics Espectroscòpia d'absorció electrònica. Llei de Lambert-Beer. Espectrofotòmetres. Anàlisi espectroscòpic de biopolímers.Fonaments de la espectrofluorimetria. Espectrofluorímetre. Aplicacions.
Tema 2: Centrifugació. Fonaments. Coeficient de sedimentació. Factors de què depèn el coeficient de sedimentació. Instrumentació: ultracentrífuga preparativa i analítiques. Tipus de estrategia centrifugació.
Tema 3. Tècniques cromatogràfiques. Introducció. Fonaments i característiques. Tipus de cromatografia: de repartiment, de filtració en gel, d'intercanvi iònic, hidrofòbica, afinitat. Cromatografia líquida d'alta resolució (HPLC).
Tema 4: Estratègies de purificació de macromolècules. Etapes de purificació. Optimització de cada etapa. Tècniques preparatives d'àcids nucleics: DNA plasmídic, DNA de bacteriòfag, DNA genòmic, RNA total i RNA missatger.
Tema 5: Tècniques electroforètiques Axemples d'electroforesi de proteïnesi d'àcidsnucleics: natives.
Tema 6. Tècniques de hibridació i identificació específica de molècules: Western, Southern, Northern, Southwesthern, Microarrays, FISH, hibridació insitu, Tècniques de marcatge.
Tema 7: Reacció en cadena de la polimerasa:PCR. Fonaments de la tècnica. Especificitat i rendiment. Disseny dels encebadors. Optimització de la reacció. Diferents tipus de técniques i aplicacions basades en el PCR.
Tema 8: Tecnologia del DNA Recombinant.
Tema 9: Tècniques immunològiques. Preparació d'anticossos monoclonals i policlonals. Reacció antigen-anticòs. Tècniques basades en la reacción Ag-Ab.
Metodologia
La metodologia docent inclou classes de teoria, problemes, seminaris i sessions de tutoria.
Mòdul I: FONAMENTS DE PROGRAMACIÓ
Classes teòriques (14 hores) : Classes per transmetre els conceptes bàsics i la informació necessària per desenvolupar un aprenentatge autònom. Foment de la participació activa dels estudiants mitjançant el plantejament de preguntes recíproques. Suport de les presentacions amb material multimèdia (presentacions PowerPoint, execució de programes) que estaran a disposició de l'alumne al Campus Virtual.
Problemes i aplicacions d’autoaprenentatge (7 seminaris) : Resolució i discussió de problemes treballats prèviament de forma autònoma pels estudiants (el problemes els plateja la professora o es troben al Campus Virtual). La professora planteja treballar un problema o situació que l'alumnat ha de resoldre amb els recursos conceptuals de que disposen. Grups reduïts de 30 persones.
Tutories: Discussió i resolució de dubtes/problemes per part de la professora. Es faran individualment o en grups petits a acordar entre l'alumnat i la professora. Es recomana fer, almenys, una tutoria en grup abans de cadascun dels exàmens, per a la resolució de dubtes.
Mòdul II: TÈCNIQUES INSTRUMENTALS EN BIOQUÍMICA
Classes de Teoria: Es faran classes magistrals (20 hores). Mitjançant aquest sistema s'introduíiran els conceptes bàsics del temari. S'intentarà, sempre que sigui possible, utilitzar material audiovisual e interactiu que ajudi a la comprensió dels conceptes.
Seminaris (4 hores): Aquesta és una activitat supervisada pel professorat que es realitzaen grups (3-4 persones) i consisteix en la lectura per part de l'alumnat d'articles seleccionatsprèviament pel professorat. L'alumnat haurà de comprendre i analitzar les tècniques utilitzades en cada article. L'objectiu d'aquesta metodologia és que l'alumnat vegi exemples reals de la utilització de les tècniques explicades a classe i sàpiga reconèixer-les i interpretar-les.
L'alumnat treballarà en grup i de manera autònoma els articles seleccionats pel professorat en base a preguntes concretes formulades pel mateix professorat sobre les figures i taules d'aquests article. Es faran sessions presencials de seminaris per discutir i debatre oralment els articles treballats. Aquestes sessions tenen com objectiu facilitar el diàleg entre professorat i alumnat, ajudant a la comprensió dels conceptes adquirits en les classes magistrals
Tutories: Discussió i resolució de dubtes/problemes per part del professorat. Es faran individualment o en grups petits a acordar entre l'alumnat i el professorat. Es recomana fer, al menys, una tutoria en grup abans de cadascun dels exàmens, per a la resolució de dubtes.
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 de Teoria | 34 | 1,36 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
| Seminaris i classes de problemes | 11 | 0,44 | 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Preparació de materials | 1 | 0,04 | 3, 4, 6, 10, 11 |
| Tutories en grup i individual | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi | 40 | 1,6 | 6, 10, 11 |
| Lectura de textos | 7 | 0,28 | 3, 6, 11 |
| Recerca bibliogràfica | 5 | 0,2 | 3, 6, 11 |
| Redacció de treballs | 6 | 0,24 | 3, 4, 6, 10, 11 |
| Resolució de problemes | 34 | 1,36 | 3, 4, 5, 6, 10, 11 |
Avaluació
Las competències d’aquesta matèria seran avaluades mitjançant avaluació continua, que inclou dos exàmens parcials, un examen final de recuperació o de millora de nota, resolució de problemes i l’activitat participativa a l’aula.
Mòdul I: Fonaments de programació
1. Teoria (70% del mòdul)
Una prova escrita al finalitzar aquest mòdul. Constarà de preguntes teòriques, de relació de conceptes, preguntes aplicades i ressolució de problemes.
2. Seminaris (30% del mòdul)
La participació activa en la resolució de exercicis i el lliurament de problemes compta un 30% de la nota final d’aquest mòdul. En el cas de repetidors, no es guarda la nota de seminaris de cursos anteriors.
La nota de teoria i seminaris no podran promitjar si la nota de la prova escrita de teoria no és igual o superior a 5, per tant les persones que no la superin (nota < 5) hauran de presentar-se a l’examen de recuperació.
Mòdul II: Tècniques instrumentals de bioquímica
1. Teoria (85% del mòdul)
Una prova escrita al finalitzar aquest mòdul. Constarà de preguntes curtes que permetin relacionar conceptes, definicions i un bloc de preguntes tipus test.
2. Seminaris (15% del mòdul)
Es farà una prova escrita individual amb el contingut de les sessions de seminaris, on s'haurà discutit i debatut els articles motiu d'examen. La nota final d’aquests bloc de seminaris s’obtindrà de la nota obtinguda en aquesta prova individual i de la participació de cada un dels grups en les sessions presencials de semianaris o de les entregues programades pel professor.
La nota de teoria i seminaris no podran promitjar si la nota de laprova escrita deteoria no és igual osuperior a 5, per tant les persones que no la superin (nota <5) hauran de presentar-se a l’examen de recuperació.
Per ambdós Mòduls
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 o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final
Prova final de recuperació. Es realitzarà el mateix dia per a tots dos mòduls per aquelles personesque no hagin superat cadascuna de les proves parcials amb nota igual o superior a 5. La recuperació de cada un dels mòduls és independent, només cal recuperar el mòdul que no s'hagi superat.
La prova final de recuperació només permet recuperar el percentatge de la prova parcial que no s'hagi aprovat. Les notes corresponents a les activitats de seminaris i lliuraments de treball, degut a les seves característiques, no es poden recuperar.
La nota de teoria obtinguda en la prova de recuperació i la nota de seminaris podran promitjar sempre i quan la nota de la prova escrita sigui igual o superior a 4.
Igualment, les persones que vulguin millorar nota podran optar a una prova final. Les persones que es presenti a millorar la nota renúncia a la nota obtinguda en els parcials. No espossible millorar la nota mitjançant treballs o altres tipus d'activitats. El grau de dificultat d'aquesta prova es correspondrà amb l'objectiu de la mateixa i, per tant, podrà ser superior al de les avaluacions parcials. En cap cas, la nova qualificació obtinguda no podrà ser utilitzada per obtenir matrícula d'honor.
Consideracions generals sobre l'avaluació:
L'alumnat al que no li sigui possible participar en l’avaluació continuada per proves parcials, exposició de problemes a classe i lliuraments de treballs, serà avaluats a l’examen de recuperació previst al final del semestre. Haurà de presentar-se a totes les provesde teoria i problemes programades per aquesta data. Tanmateix, la màxima qualificació que és possible assolir en aquesta situació és equivalent aproximadament al 80-90% del total de la nota, en no poder cobrir les exigències d’algunes de les competències i resultats d’aprenentatge de l’assignatura.
En canvi, per superar l’assignatura no és necessari ser avaluat del mòdul de seminaris.
Per superar l’assignatura és necessari obtenir una qualificació final igual o superior a 5 per cada un dels moduls. La nota final és la mitjana aritmètica d'ambdós mòduls sempre que la nota per cada mòdul sigui superior o igual a 5.
La revisió de les proves escrites es realitzarà en dia i lloc concertat.
L'alumnat que no puguin assistir a una prova d’avaluació individual per causa justificada i aporti la documentació oficial corresponent a la persona Coordinadora de Grau, tindrà dret a realitzar la prova en qüestió en un altre data. La Coordinadora de Grau vetllarà per la concreció d’aquesta amb el professorat de l’assignatura afectada.
Les persones repetidores (alumnat de segona matrícula), que tinguin un dels mòduls superat (aprovat amb una nota igual o superior a 5) tan sols és necessari que s'avaluin del modul que NO han superat.
Qualsevol aspecteque no estigui contemplat en aquesta guia seguirà la normativa d'avaluació de la Facultat de Biociències.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Prova parcial mòdul 1 | 35 | 2 | 0,08 | 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11 |
| Prova parcial mòdul 2 | 42.5% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
| Seminaris i lliurament de treballs escrit al CV mòdul 1 | 15% | 0 | 0 | 3, 4, 5, 6, 10, 11 |
| Seminaris i lliurament de treballs escrit al CV mòdul 2 | 7.5% | 2 | 0,08 | 2, 3, 4, 6, 10, 11 |
Bibliografia
Mòdul I: FONAMENTS DE PROGRAMACIÓ
• Mitchell L Model. Bioinformatics Programming Using Python. O'Reilly. 2009.
• Creighton, T.E., The biophysical chemistry of nucleic acids & proteins, Helvetian Press, 2010
• Metzemberg, S., Working with DNA, Ed, Taylord & Francis Group. California, 2007
• Sheehan, D.,Physical biochemistry : principles and applications 2nd ed. Chichester: John Wilwy & Sons, 2009
• García-Segura, JL Técnicas Instrumentales de Análisis en Bioquímica. Editorial Síntesis. Madrid. 1999
• White BA PCR Protocols. Current Methods and Applications. Humana Press. 1993
Programari
Mòdul I: FONAMENTS DE PROGRAMACIÓ
- Anaconda i Python
- https://www.anaconda.com/products/distribution
- Es farà servir durant les classes i per la resolució d'exercicis de deures
- R studio https://www.rstudio.com/products/rstudio/
- R https://cran.r-project.org/