Técnicas instrumentales
Código: 101966 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500890 Genètica | FB | 2 | 2 |
Contacto
- Nombre:
- Raquel Egea Sanchez
- Correo electrónico:
- raquel.egea@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:
- No
Equipo docente
- Jordi Vilardell Vila
Prerequisitos
Conocimientos necesarios para seguir correctamente la asignatura:
- Los conceptos básicos de las asignaturas de Bioquímica, sobre todo las características físicoquímicas de las macromoléculas y la Genética molecular de eucariotas.
- Utilizar a nivel de usuario herramientas y aplicaciones informáticas básicas (Internet, paquete de ofimática).
- Leer correctamente en inglés.
Objetivos y contextualización
En esta asignatura se verán los fundamentos industriales necesarios para realizar investigación genética. Hay dos vertientes bien diferenciadas que se tratarán como dos módulos independientes: las herramientas informáticas para la gestión y tratamiento de datos genéticos (módulo de fundamentos de programación) y los métodos y técnicas experimentales para la manipulación de biomoléculas (módulo de técnicas bioquímicas).
MÓDULO I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
La investigación genética y genómica se lleva a cabo hoy en día con grandes cantidades de datos de secuencias de DNA. Para el tratamiento de esta información, el investigador debe conocer y usar herramientas informáticas. ¿Cómo se almacena la información? ¿Cómo se puede extraer esta información de forma flexible? ¿Cómo se puede generar nueva información a partir de ella? Conocer los fundamentos de programación es necesario para permitir al investigador la creación de programas para manipular y analizar datos genéticos.
El objetivo de este módulo es explicar los fundamentos teóricos y prácticos de informática, poniendo especial énfasis en la programación . Se aprenderá el lenguaje de programación Python, el más popular entre los bioinformáticos, ya que es versátil, está pensado para tratar secuencias y es fácil de aprender. También se hará una introducción al lenguaje R. Las clases teóricas se complementarán con el módulo práctico correspondiente de la assignatura Laboratorio integrado IV.
MODULO II: TÉCNICAS INSTRUMENTALES EN BIOQUÍMICA
El objetivo general es que el alumnado conozca las técnicas instrumentales que se desarrollan en un laboratorio y que pueden necesitar a la largo de sus estudios y actividad profesional.
Este objetivo se puede concretar en:
-Adquirir y comprender el fundamento teórico de las principales técnicas instrumentales
-Aplicar estas técnicas en el ámbito de la Genética.
-Potenciar la capacidad de autoaprendizaje del alumnado. El alumnado debe aprender a obtener información y adquirir el hábito de usar esta información críticamente.
-Aumentar el interés del alumnado por el aspecto técnico de la ciencia.
Competencias
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Comprender y describir la estructura, la morfología y la dinámica del cromosoma eucariótico durante el ciclo celular y la meiosis.
- Conocer y comprender los fundamentos químicos que subyacen a las propiedades moleculares de los procesos genéticos y biológicos en general.
- Conocer, aplicar e interpretar los procedimientos básicos del cálculo matemático, del análisis estadístico y de la informática, cuya utilización es imprescindible en la Genética y la Genómica.
- 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 experimentos e interpretar los resultados.
- Razonar críticamente.
- Reconocer y describir estructural y funcionalmente los distintos niveles de organización biológica, desde la macromolécula hasta el ecosistema.
- 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
- Desarrollar el aprendizaje autónomo.
- Desarrollar la capacidad de análisis y síntesis.
- Describir las técnicas de microscopia electrónica aplicadas a los ácidos nucleicos.
- Describir las técnicas fundamentales para la análisis, purificación y caracterización de las biomoléculas.
- Diseñar experimentos e interpretar los resultados.
- Explicar los fundamentos de base de datos y de programación informáticas y desarrollar aplicaciones.
- Razonar críticamente.
- Reconocer el fundamento teórico y aplicar las técnicas adecuadas para la caracterización estructural y funcional de proteínas y ácidos nucleicos.
- Resolver problemas de técnicas y métodos.
- Resolver problemas sobre propiedades fisicoquímicas y funciones de las biomoléculas.
- Utilizar y gestionar información bibliográfica o recursos informáticos o de Internet en el ámbito de estudio, en las lenguas propias y en inglés.
Contenido
Módulo I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
Tema 1. Introducción al uso de herramientas informáticas en el estudio de la genética.
Tema 2. Programación. Conceptos básicos de programación. La importancia de saber programar. Lenguajes de programación.
Tema 3. Programación con Python I. ¿Por qué Python? Características, instalación y herramientas para programar. Estrategias de programación. Cómo funciona un programa.
Tema 4. Programación con Python II. Variables y estructuras de datos. Operaciones básicas. Entrada y salida de programa. Lectura y escritura de archivos.
Tema 5. Programación con Python III. Control de flujo: instrucciones condicionales, operadores y bucles.
Tema 6. Programación con Python IV. Expresiones regulares: búsqueda de patrones (pattern matching).
Tema 7. Programación con Python V. Creación de funciones. Scripts y argumentos. Introducción a BioPython.
Tema 8. Programación con R.
Módulo II: TÉCNICAS INSTRUMENTALES EN BIOQUÍMICA
Tema 1: Principios básicos Espectroscopia de absorción electrónica Aspectos cuantitativos de las medidas de absorción (Ley de Lambert-Beer). Espectrofotómetros. Análisis espectroscópico de biopolímeros. Fundamentos de la espectrofluorimetría. Espectrofluorímetro. Aplicaciones.
Tema 2: Centrifugación. Fundamentos. Coeficiente de sedimentación. Factores de los que depende el coeficiente de sedimentación. Instrumentación: ultracentrífuga preparativa y analíticas. Técnicas y tipos de centrifugación.
Tema 3. Técnicas cromatográficas. Introducción. Fundamentos y características. Tipo de cromatografía: de reparto, de filtración en gel, de intercambio iónico, hidrofóbica, afinidad. Cromatografía líquida de alta resolución(HPLC).
Tema 4: Estrategias de purificación de macromoléculas. Etapas de purificación. Optimización de cada etapa. Técnicas preparativas de ácidos nucleicos: DNA plasmídico, DNA de bacteriófago, DNA genómico, RNA total y RNA mensajero.
Tema 5: Técnicas electroforéticas. Electroforesis de proteínas y de ácidos nucleicos.
Tema 6. Técnicas de hibridación e identificación específica de moléculas: Western, Southern, Northern, Southwesthern, Microarrays, FISH, hibridación in situ, Técnicas de marcaje.
Tema 7: Reacción en cadena de la polimerasa: PCR. Fundamentos de la técnica. Especificidad y rendimiento. Diseño de los cebadores. Optimización de la reacción. Aplicaciones y tiposde tecnicas basados en la reacción de PCR
Tema 8: Tecnología del DNA Recombinante.
Tema 9: Técnicas inmunológicas. Preparación de anticuerpos monoclonales y policlonales. Reacción antígeno-anticuerpo. Aplicaciones y tipos de tecnicas basados en la reacción de Antigeno-Anticuerpo.
Metodología
La metodología docente incluye clases de teoría, problemas, seminarios y sesiones de tutoría.
Módulo I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
Clases teóricas (14 horas): Clases para transmitir los conceptos básicos y la información necesaria para desarrollar un aprendizaje autónomo. Fomento de la participación activa del alumnado mediante el planteamiento de preguntas recíprocas. Soporte de las presentaciones con material multimedia (presentaciones PowerPoint, ejecución de programas) que estarán a disposición del alumno en el Campus Virtual.
Problemas (7 seminarios): Resolución y discusión de problemas trabajados previamente de forma autónoma por el alumnado (los problemas los planteará la profesora o se encuentran en el Campus Virtual). La profesora planteará trabajar un ploblema o situación que el alumnado debe resolver con los recursos conceptuales de los que disponen. Grupos reducidos de 30 personas.
Tutorías: Discusión y resolución de dudas/problemas por parte de la profesora. Se harán individualmente o en grupos pequeños a acordar entre el alumnado y la profesora. Se recomienda hacer al menos una tutoría en grupo antes del examen para la resolución de dudas.
Módulo II: TÉCNICAS INSTRUMENTALES EN BIOQUÍMICA
Clases de Teoría: Se harán clases magistrales (20 horas). Mediante este sistema se introduciran los conceptos básicos del temario. Se intentará, siempre que sea posible, utilizar material audiovisual e interactivo que ayude a la comprensión de los conceptos.
Seminarios (4 horas): Es una actividad supervisada por el profesorado que se realizara grupos (3-4 personas) y consiste en la lectura por parte del alumnado de artículos seleccionados previamente por el profesorado. El alumnado deberá comprender y analizar las técnicas utilizadas en cada artículo. El objetivo de esta metodología es que el alumnado vea ejemplos reales de la utilización de las técnicas explicadas en clase y sepa reconocerlas e interpretarlas.
El alumnado trabajará en grupo y de manera autónoma los artículos seleccionados por el profesorado en base a preguntas concretas formuladas por el mismo profesorado sobre las figuras y tablas de estos artículo. Se harán sesiones presenciales de seminariospara discutir ydebatir oralmentelos artículos trabajados. Estas sesiones tienen como objetivo facilitar el diálogo entre el profesorado y el alumnado, ayudando a la comprensión de los conceptos adquiridos en las clases magistrales
Tutorías: Discusión y resolución de dudas / problemas por parte del profesorado. Se harán individualmente o en grupos pequeños a acordar entre el alumnado y el profesorado. Se recomienda hacer, al menos, una tutoría en grupo antes de cada uno de los exámenes, para la resolución de dudas.
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 de Teoría | 34 | 1,36 | 3, 4, 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 2, 11 |
| Seminarios y clases de problemas | 11 | 0,44 | 1, 5, 6, 7, 9, 2, 11 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Preparación de materiales | 1 | 0,04 | 1, 5, 7, 2, 11 |
| Tutorías en grupo e individuales | 6 | 0,24 | 3, 4, 1, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 2, 11 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Búsqueda bibliográfica | 5 | 0,2 | 1, 7, 11 |
| Estudio | 40 | 1,6 | 7, 2, 11 |
| Lectura de textos | 7 | 0,28 | 1, 7, 11 |
| Redacción de trabajos | 6 | 0,24 | 1, 5, 7, 2, 11 |
| Resolución de problemas | 34 | 1,36 | 1, 5, 6, 7, 2, 11 |
Evaluación
Las competencias de esta materia serán evaluadas mediante evaluación continua, que incluye dos exámenes parciales, un examen final de recuperación o de mejora de nota, resolución de problemas y participación en el aula.
Módulo I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
1. Teoría (70% del módulo)
Una prueba escrita al finalizar el módulo. Constará de preguntas teóricas, de relación de conceptos, preguntas aplicadas y resolución de problemas.
2. Seminarios (30% del módulo)
La participación activa en la resolución de ejercicios y la entrega de problemas cuenta un 30% de la nota final de este módulo. En el caso de repetidores, no se guarda la nota de seminarios de cursos anteriores.
La nota de teoría y seminarios no pueden hacer media si la nota de la prueba escrita de teoría no és igual o superior a 5, por tanto las personaas que no la superen (nota <5) deberán presentarse al examen de recuperación.
Módulo II: TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE BIOQUÍMICA
1. Teoría (85% del módulo)
Una prueba escrita al finalizar el módulo. Constará de preguntas cortas que permitan relacionar conceptos, definiciones y un bloque de preguntas tipo test.
2. Seminarios (15% del módulo)
Se hará una prueba escrita individualcon el contenido de las sesiones de seminarios donde se habrá discutido y debatido los artículos motivo de examen. La nota final de este bloque de seminarios se obtendrá de la nota obtenida en la prueba individual y de la participación en cada uno de los grupos en las sesiones presenciales de seminarios o por la realización de entregas programadas por el profesor.
La nota de teoría y seminarios no pueden hacer media si la nota dela prueba escrita de teoría no és igual osuperior a 5, por tanto las personas que no la superen (nota <5) deberán presentarse al examen de recuperación.
Para ambos módulos
Para participar en la recuperación, el alumnado debe haber estado previamente evaluado en un conjunto de actividades el peso de las cuales equivalga a un mínimo de dos terceras partes de la calificación total de la asignatura o módulo. Por tanto, el alumnado obtendrá la calificación de "No Avaluable" cuando las actividades de evaluación realizadas tengan una ponderación inferior al 67% en la calificación final
Prueba final de recuperación. Se realizará el mismo día para los dos módulos para aquellas personas que no hayan superado cada una de las pruebas parciales con nota igual o superior a 5. La recuperación de cada uno de los módulos es independiente, sólo debe recuperarse el módulo que se haya superado.
La prueba final de recuperación sólo permite recuperar el porcentaje de la prueba parcial que no se haya aprobado. Las notas correspondientes a las actividades de seminarios y entregas de trabajos, debido a sus características, nose pueden recuperar.
La nota de teoría obtenida en laprueba de recuperación y la nota de seminarios podrán promediar siempre y cuando la nota de la prueba escrita sea igual o superior a 4.
Igualmente, las personas que quieran mejorar nota podrán optar a una prueba final. La persona que se presente a mejorar nota renuncia a la nota obtenida en los parciales. No es posible mejorar nota mediantetrabajos u otro tipo de actividades. El grado de dificutal deesta prueba se corresponderá con su objetivo y, por lo tanto, podrá ser superior al de las evaluaciones parciales. En ningún caso, la nueva calificación obtenida no se podrá utilizar para obtener matrícula de honor.
Consideraciones generales sobre la evaluación
El alumnado al que no les sea posible participar en la avaluación continua por pruebas parciales, exposición de problemas en clase y entrega de trabajos, será evaluados en el examen de recuperación previsto al final del semestre. Deberá presentarse a todas las pruebas de teoría y problemas programadas para esa fecha. No obstante, la calificación máxima que se puede adquirir en esta situación es equivalente aproximadamente al 80-90% del total de la nota al no poder cubrir las exigencias de algunas competencias y resultados de aprendizaje de la asignatura.
En cambio, para superar la asignatura no es necesario ser evaluado del módulo de seminarios.
Para poder superar la asignatura es necesario obtener una calificació final igual o superior a 5 para cada uno de los módulos. La nota final es la media aritmética entre ambos módulo siempre y cuando la nota para cada módulo sea igua o superior a 5.
La revisión de las pruebas escritas se realizará en día y lugar concertados.
El alumnado queno puedan asistir a una prueba de evaluación individual por causa justificada y aporte la documentación oficial correspondiente a la persona Coordinadora de Grado, tendrán derecho a realizar la prueba en cuestión en otra fecha. La Coordinadora de Grado velará por la concreción de la fecha con el profesorado de la asignatura afectada.
Las personas repetidoras (alumnado de segunda matrícula) que tengan uno de los módulo superados (aprobado con una nota igual o superior a 5) sólo es necesario que se evalúen del módulo que NO han superado.
Cualquier aspecto que no esté contemplado en esta guía seguirá la normativa de evaluación de la Facultat de Biociències.
Actividades de evaluación
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Prueba parcial módulo 1 | 35 | 2 | 0,08 | 1, 5, 6, 7, 9, 2, 11 |
| Prueba parcial módulo 2 | 42.5% | 2 | 0,08 | 3, 4, 1, 5, 7, 8, 9, 10, 2, 11 |
| Seminarios y entrega de trabajos escritos en el CV módulo 1 | 15% | 0 | 0 | 1, 5, 6, 7, 2, 11 |
| Seminarios y entrega de trabajos escritos en el CV módulo 2 | 7.5% | 2 | 0,08 | 4, 1, 5, 7, 2, 11 |
Bibliografía
Módulo I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
• Mitchell L Model. Bioinformatics Programming Using Python. O'Reilly. 2009.
Módulo II: TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE BIOQUÍMICA
• 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
Software
Módulo I: FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN
- Anaconda y Python
- https://www.anaconda.com/products/distribution
- Se usará durante las clases y para la resolución de ejercicios de deberes
- R studio https://www.rstudio.com/products/rstudio/
- R https://cran.r-project.org/