Química Biomolecular
Codi: 43435 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4314939 Nanociència i Nanotecnologia Avançades | OT | 0 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Adela Vallribera Masso
- Correu electrònic:
- adelina.vallribera@uab.cat
Idiomes dels grups
Podeu accedir-hi des d'aquest enllaç. Per consultar l'idioma us caldrà introduir el CODI de l'assignatura. Tingueu en compte que la informació és provisional fins a 30 de novembre de 2023.
Equip docent
- Ramon Alibes Arques
- Joan Suades Ortuño
- Adela Vallribera Masso
- Jean-Didier Marechal
- Xavier Ceto Alseda
- Oscar Palacios Bonilla
Prerequisits
Els estudiants implicats en aquest mòdul han de tenir coneixements en química (Química Analítica, Química Física, Química Inorgànica i Química Orgànica), així com coneixements en Matemàtiques, Física i Biologia. Els estudiants també haurien de tenir habilitats en la gestió d'aplicacions comuns d'Office, posseir els coneixements en anglès necessaris per a la comprensió de classes magistrals, textos científics, documents, seminaris i conferències. Els llicenciats en Química, Enginyeria Química, Ciència dels Materials, Nanociència, Ciències Ambientals, Biotecnologia, Bioquímica tenen suficient coneixements per participar en aquest mòdul.
Es requereix un nivell avançat d'anglès (nivell B1) del Marc Europeu Comú per a les llengües del Consell Europeu.
Objectius
El paper de la química bioanalítica, biorgànica i bioinorgànica en genòmica, proteòmica, metabolòmica i medicina.
- Aplicar conceptes bàsics de química en sistemes biològics a l'àmbit de la salut humana, el control ambiental, la seguretat alimentària i la indústria biotecnològica.
- Integrar el reconeixement biològic i les reaccions biològiques en la metodologia química.
- Manejar les tècniques més comunes en química per analitzar, separar, identificar i sintetitzar compostos en un context biològic.
- Aplicar aquest coneixement per resoldre problemes diaris.
Competències
- Analitzar les solucions i els beneficis que aporten els productes de la nanotecnologia, dins de la pròpia especialitat, i comprendre?n l?origen a un nivell fonamental
- Buscar informació en la literatura científica fent servir els canals apropiats i integrar aquesta informació per plantejar i contextualitzar un tema de recerca.
- Dominar la terminologia científica i desenvolupar l'habilitat d'argumentar els resultats de la recerca en el context de la producció científica, per comprendre i interactuar eficaçment amb altres professionals.
- Identificar i distingir les tècniques de síntesi, fabricació i manufactura de nanomaterials i nanodispositius propis de l?especialitat
- Identificar les tècniques de caracterització i anàlisi pròpies de la nanotecnologia i conèixer-ne els fonaments, dins de l?especialitat pròpia.
- Que els estudiants sàpiguin 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 sàpiguin 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
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar mètodes generals d'anàlisi i caracterització de biomolècules.
- Buscar informació en la literatura científica fent servir els canals apropiats i integrar aquesta informació per plantejar i contextualitzar un tema de recerca.
- Diferenciar les interaccions lligand-receptor i relacionar-les amb processos de bioreconeixement específics.
- Dissenyar estratègies de síntesi i reconèixer les propietats dels productes naturals.
- Dominar la terminologia científica i desenvolupar l'habilitat d'argumentar els resultats de la recerca en el context de la producció científica, per comprendre i interactuar eficaçment amb altres professionals.
- Identificar la contribució de la química biomolecular en aplicacions mèdiques i biomèdiques.
- Que els estudiants sàpiguin 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 sàpiguin 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
- Reconèixer l'estructura de biomolècules i mimètics, i relacionar-la amb la funció biològica que tenen.
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
- Utilitzar biomolècules modificades en bioanàlisis.
Continguts
• Estructura, funció i bioreconeixement de biomolècules naturals i recombinants com enzims, antibiòtics, ADN, receptors cel·lulars, ARN, biomolècules que contenen metalls. Biomimètics.
• Molècules per a diagnòstic mèdic i teràpia
• Estructura i funció de productes medicinals naturals. Fonaments en química de productes naturals i fitoquímica.
• Tècniques computacionals en Química Biomolecular. Relació entre l'espai químic, biològic i conformacional.
• Producció de biomolècules. Anticossos monoclonals i policlonals. Proteïnes recombinants. Separació de biomolècules i etiquetatge amb nanomaterials. Bioanàlisi. Immunoassaigs, PCR, mètodes biològics catalítics.
• Integració de nanomaterials en proves de diagnòstic ràpid (flux lateral, biosensors, prova d'aglutinació, immunoassaigs) per al diagnòstic de malalties emergents.
Biomolècules i biomimètics. Estructura, funció i bioreconeixement
Continguts: Proteïnes: enzims, proteïnes d'afinitat, anticossos, dianticossos, afibodies, avimers, receptors cel·lulars. Bioreconeixement i funció: enzim / substrat; antigen / anticòs; receptor / lligand. Estructura i funció d'ADN / ARN. Amplificació. Balises moleculars. Aptamers. Polímers impresos moleculars i anticossos plàstics.
Biomolècules que contenen metalls: estructura, funció i mimètics.
Contingut: La bioquímica dels ions metàl·lics. Captació, transport i emmagatzematge d'ions metàl·lics en biologia. Transferència d'electrons, respiració i fotosíntesi. Metabolisme de l'oxigen. Altres metal·loproteïnes d'interès. Receptors d'ions metàl·lics i senyalització. Metalls en medicina.
Tècniques Computacionals en Química Biomolecular
Contingut: especificitats de la computació en la química-biologia de la interfície. Relació entre l'espai químic, biològic i conformacional. Atrapament de lligands proteics. Dinàmica molecular. Multiescala. Avantatges, limitacions. Reactivitat en sistemes bioquímics. Exemples.
Química i biomedicina: molècules per al diagnòstic mèdic i l’obtenció d’imatges
Contingut: Aspectes generals de les tècniques d'imatge. Radiofàrmacs SPECT basats en Tc-99m (propietats nuclears i químiques, reaccions en un kit i alguns exemples de radiofàrmacs tecneciats rellevants). Altres radiofàrmacs SPECT. Radiofàrmacs PET, 18F-fluorodeoxiglucosa i radiotraçadors amb C-11. Radiofàrmacs terapèutics.
Productes naturals: biosíntesi i propietats
Contingut: Productes naturals en el descobriment de fàrmacs i química terapèutica: visió històrica. Hidrats de carboni, les dolces molècules de la vida. La ruta de l’acetat: àcids grassos i policètids. La ruta del mevalonat: terpenoides i esteroides. La ruta del shikímic: aminoàcids aromàtics i fenilpropanoides. Alcaloides, els secrets de la vida.
Producció, separació, modificació i determinació de biomolècules
Continguts: Aïllament i producció de biomolècules. El sistema immune: producció d'anticossos policlonals i monoclonals. Estratègies de separació. Etiquetatge amb nanopartícules i immobilització de biomolècules sobre materials nanoestructurats. Bioanàlisi: mètodes immunoquímics, assaigs d'ADN, PCR, mètodes biològics catalitzats, altres catalitzadors biològics: DNAzims, biosensors. Xips i matrius.
Nanomaterials en biociències
Continguts: Bioreconeixement amb punts quàntics modificats biològicament, nanotubs de carboni, nanopartícules metàl·liques i magnètiques: diagnòstic mèdic, nanomedicina i bioanàlisi.
Metodologia
classes magistrals
Classes basades en resolució de problemes
activitats cooperatives
seminaris
Preparació i presentació oral dels treballs
tutories
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 | 30 | 1,2 | 2, 3, 6, 7, 9, 10, 11 |
| Problemes | 8 | 0,32 | 5, 7, 11, 12 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Tutories | 5 | 0,2 | 2, 8, 9 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Aprenentatge autònom i d'estudi | 49 | 1,96 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 12 |
| Preparació de presentacions orals i articles | 40 | 1,6 | 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
Avaluació
L'avaluació d'aquest mòdul tindrà en compte l'assistència i participació a classe, així com el treball i les avaluacions presentades pels estudiants. Totes les matèries són d'assistència obligatòria. Els diferents temes presentats per cada un dels professors seran avaluats per separat, mitjançant diferents tipologies d'avaluacions que inclouen exàmens escrits, proves teòriques i pràctiques, presentacions orals, discussió d'articles, preguntes breus a classe, treballs escrits, entre d’altres.
Avaluació
- Cada professor decideix el nombre i la tipologia d'activitats d'avaluació: presentacions orals, exàmens escrits, lliurament d'articles discutits, proves.
- La nota final del mòdul serà la suma de les notes de cada professor multiplicada pel percentatge de les seves classes en la docència total del mòdul.
- Per aprovar un mòdul, és obligatori obtenir una nota superior a 5 en el 75% de totes les activitats per fer la mitjana amb altres notes del professor o del mòdul.
- Hi haurà un període al gener per repetir exàmens escrits amb notes inferiors a 5. En cas d'exàmens amb notes inferiors a 3,5, serà obligatori per a l'estudiant. En cas d'exàmens entre 3,5 i 5, seria opcional.
- Les notes d'altres activitats d'avaluació (per exemple, presentacions orals) faran mitjana amb la resta de les notes del professor/mòdul independentment del valor. No hi haurà opció de repetir aquestes activitats d'avaluació.
MOLT IMPORTANT: El plagi parcial o total resultarà automàticament en un SUSPÈS (0) per a l'exercici plagiada i per a TOTA l'assignatura. El PLAGI consisteix a copiar text de fonts no reconegudes, sigui part d'una frase o un text complet, amb la intenció de fer-lo passar com a producció pròpia de l'estudiant. Això inclou copiar i enganxar de fonts a internet, presentades sense modificar en el text de l'estudiant. El plagi és una OFENSA GREU. Els estudiants han de respectar la propietat intel·lectual dels autors, identificant sempre les fonts que utilitzin; també han de ser responsables de l'originalitat i autenticitat dels seus propis textos.
En cas que un estudiant cometi alguna irregularitat que pugui portar a una variació significativa en la qualificació atorgada a una activitat d'avaluació, se li donarà un zero per aquesta activitat, independentment de qualsevol procés disciplinari que pugui tenir lloc. En cas de diverses irregularitats en les activitats d'avaluació de la mateixa assignatura, se li donarà un zero com a qualificació final per a aquesta assignatura.
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Defensa oral dels projectes | 40 % | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
| Examens escrits | 30 % | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
| Reports i Problemes | 30 % | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
Bibliografia
Medicinal natural products. A biosynthetic approach, P.M. Dewick, Jonh Wiley & Sons, 2002
Química Bioinorgánica, J. S. Casas, V. Moreno, A. Sánchez, J. L. Sánchez, J. Sordo, Editorial Síntesis, Colección Biblioteca de Químicas, 2002
Bioanalytical Chemistry, S. Mikkelsen, E. Corton, Wiley, 2004
Molecular Modelling Principles and Applications - Second Edition -Andrew R. Leach - Ed: Prentice Hall 2001
Bibliografia Adicional
Natural Products: their chemistry and biological significance, J. Mann, R.S. Davidson, J. B. Hobbs, D.V. Banthorpe, J. B. Harborne Prentice Hall, 1994
Natural Products Chemistry: A mechanistic and biosynthetic approach to secondary metabolism, K.B.G. Torsell, John Wiley & Sons, 1983
Inorganic Chemistry in Biology,P. C. Wilkins, R. G. Wilkins, Oxford Chemistry Primers, n. 46, Oxford University Press, 1997
Principles of Bioinorganic Chemistry, S. J. Lippard, J.M. Berg, University Science Books, 1994
Principles and Practice of Bioanalysis, R. F.Venn, (Editor), Taylor & Francis, 2000.
Bioanalytical Chemistry, A. Manz, N. Pamme, D. Iossifidis, Imperial College Press, 2004.
Principles of Chemical and Biological Sensors, D. Diamond (Editor), Wiley, 1998.
Biosensors, Elizabeth A. H. Hall, Open Univ Press, 1991
Programari
No programari