Genòmica Vegetal
Codi: 43865 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:
- Narciso Campos Martinez
- Correu electrònic:
- narciso.campos@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
Equip docent
- Merce Galbany Casals
- Maria Jose Aranzana Civit
- Pere Arus
- Werner Howad
- Raul Castanera Andres
- Albert Ferrer Prats
Equip docent extern a la UAB
- Santiago Radio
Prerequisits
Bon domini de l'anglès
Bona experiència en genètica, biologia molecular i enginyeria genètica
Objectius
Proporcionar una visió global i actualitzada de les bases teòriques i tecnològiques relacionades amb l'estudi de l'organització, la funció i l'evolució dels genomes de les plantes i les seves aplicacions potencials per a la millora genètica de les plantes de cultiu.
Competències
- Aplicar els coneixements de genètica molecular de les plantes en diferents àmbits científics i industrials.
- Aplicar els coneixements dels mecanismes funcionals de les plantes, des dels diferents nivells organitzatius, a la caracterització dels processos de creixement i desenvolupament de l'organisme vegetal sencer.
- Desenvolupar el raonament crític en l'àmbit d'estudi i en relació amb l'entorn científic i empresarial.
- Identificar i utilitzar eines bioinformàtiques per aplicar-les a l'estudi genètic, evolutiu i funcional dels vegetals.
- Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
- 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.
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Treballar en un equip multidisciplinari.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l'àmbit d'estudi.
- Utilitzar terminologia científica per argumentar els resultats de la recerca i comunicar-los en anglès oralment i per escrit en un entorn internacional.
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar aproximacions de tipus “òmiques” a la identificació de nous gens i processos d'interès en investigació bàsica i aplicada.
- Aplicar eines bioinformàtiques a l'estudi de la sistemàtica i filogènia vegetal.
- Aplicar els coneixements de genòmica vegetal a l'estudi dels mecanismes evolutius i la sistemàtica de plantes i fongs.
- Aplicar els coneixements derivats de la identificació de la funció de nous gens en recerca bàsica i aplicada.
- Aplicar estratègies de seqüenciació i anotació de genomes.
- Descriure l'organització i la funció dels genomes vegetals.
- Desenvolupar el raonament crític en l'àmbit d'estudi i en relació amb l'entorn científic i empresarial.
- Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
- 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.
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit.
- Seleccionar i aplicar eines bioinformàtiques a estudis genòmics.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Treballar en un equip multidisciplinari.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l'àmbit d'estudi.
- Utilitzar terminologia científica per argumentar els resultats de la recerca i comunicar-los en anglès oralment i per escrit en un entorn internacional.
Continguts
- Organització i funció del genoma de plantes.
- Estratègies de seqüenciació i anotació genòmica.
- Eines bioinformàtiques aplicades a estudis genòmics.
- Evolució molecular de les plantes.
- Marcadors genètics i millorament molecular.
- Anàlisi i funció de transcrits.
Metodologia
- Sessions teòriques que cobreixen els diferents temes del programa. Les presentacions de PowerPoint estaran disponibles, amb antelació, al Campus Virtual UAB.
- Lectura de treballs de recerca seleccionats per a la seva presentació i discussió en les sessions del seminaris.
- Sessions pràctiques sobre eines bioinformàtiques aplicades a estudis genòmics.
- Visita al Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG) al Parc Científic de Barcelona.
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 teòriques | 17 | 0,68 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 15 |
| Pràctiques d'aula | 2 | 0,08 | 1, 5, 9, 12, 15 |
| Pràctiques de laboratori informàtic | 10 | 0,4 | 1, 2, 3, 5, 9, 12, 14, 15 |
| Seminaris | 6 | 0,24 | 3, 7, 8, 9, 10, 13, 14, 16 |
| Visita externa | 4 | 0,16 | 1, 4, 5, 12, 15 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Preparació de presentacions orals | 30 | 1,2 | 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Treball d'estudi i aprenentatge | 80 | 3,2 | 7, 9, 11, 13, 14 |
Avaluació
- Informes escrits (examen i exercicis sobre bionformática).
- Presentació oral i defensa de sessió de seminari.
- Assistència i participació en les classes i sessions de seminaris.
- L'estudiant no serà "qualificat" quan la suma de notes de les diferents avaluacions no arribi a una puntuació mínima de 5.0 (sobre 10).
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Assistència i participació en les classes i sessions de seminaris | 10% | 0 | 0 | 7, 13, 14 |
| Informes escrits (examen i exercicis sobre bionformàtica). | 70% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16 |
| Presentació oral i defensa del seminari | 20% | 0 | 0 | 8, 10, 13, 15, 16 |
Bibliografia
Es proporcionarà bibliografia específica (llibres, capítols de llibres i articles de revista) i enllaços útils relacionats amb Genómica de plantes per a les diferents sessions del programa.
Programari
Genòmica Vegetal, presentació de l'assignatura. Programa de sessions, seminaris, avaluació, visita a l'CNAG-CRG.
Organització de genomes vegetals. Genoma nuclear. Ploïdia. Regions codificants i no codificants en el genoma. DNA repetitiu. Evolució genètica. Pseudogens. Anotació genòmica. Genomes de plastidis i mitocondris. Edició de RNA. Interaccions entre genomes. Epigenòmica.
Plasticitat del genoma vegetal i elements transposables. Impacte dels elements transposables en l'estructura i evolució dels genomes vegetals.
Marcadors moleculars. Definició. Tipus de marcadors moleculars. Mètodes per a l'obtenció de marcadors moleculars. Mètodes de genotipat.
Lligament genètic: mapatge de gens i trets quantitatius (QTL).
Desequilibri de lligament i Genome-Wide Association (GWAS).
Seminari/pràctica informàtica: Jugant amb dades de genotipat i construcció de mapes.
Filogenètica vegetal i evolució. Evolució molecular vegetal. Conceptes introductoris a la filogenètica. Arbres genètics versus arbres d'espècies: homologia, ortologia, paralogia. Evolució concertada. Hibridació i introgressió. Poliploïdia. Classificació de llinatge o coalescència profunda. Marcadors moleculars utilitzats en filogenètica i filogenòmica de plantes.
Eines bioinformàtiques en estudis filogenòmics. Avaluació d’ortologia i alineació de seqüències múltiples. Distàncies genètiques i models de substitució de nucleòtids. Inferència filogenètica. Anàlisi de la parsimònia. Mètodes probabilístics (màxima versemblança). Mesures de suport estadístic. Arbres d'espècies basats en coalescència.
RNAs codificants i no codificants: tipus i funcions biològiques. Polimerases de RNA. Funcions dels RNAs en la síntesi i processament de proteïnes. Mecanismes de silenciament per RNAi: transcripcional i postranscripcional. RNAs petits: siRNAs i hpRNAs. miRNAs: acció, funcions i aplicacions. lncRNAs.
Seqüenciació d'alt rendiment. Introducció a les plataformes de seqüenciació de pròxima generació. Exemples d'aplicacions: seqüenciació de genomes de novo, re-seqüenciació de genomes, seqüenciació de l'exoma, seqüenciació del metiloma.
Tecnologies de seqüenciació de pròxima generació per transcriptòmica. Disseny d'experiments de RNA-seq. Anàlisi de dades de RNA-seq (Illumina): identificació de gens expressats diferencialment. Ús pràctic de la plataforma AIR.
Visita a el "Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica" (CNAG-CRG). Descripció general del CNAG. Tecnologies de seqüenciació de pròxima generació. Fonaments bioinformàtics per seqüenciació de pròxima generació. Assemblatge i anotació de novo en genomes de plantes.
Seminaris. Presentacions orals dels estudiants.