Química Biomolecular
Código: 43435 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4314939 Nanociencia y Nanotecnología Avanzadas | OT | 0 | 1 |
Contacto
- Nombre:
- Adela Vallribera Masso
- Correo electrónico:
- adelina.vallribera@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Ramon Alibes Arques
- Joan Suades Ortuño
- Adela Vallribera Masso
- Jean-Didier Marechal
- Xavier Ceto Alseda
- Oscar Palacios Bonilla
Prerrequisitos
Los estudiantes que participan en este módulo deben tener conocimiento de Química (Química Analítica, Química Física, Química Inorgánica y Química Orgánica), así como conocimientos en matemáticas, física y biología. Los estudiantes también deben tener habilidades en el manejo de aplicaciones comunes de Office, poseer los conocimientos de inglés necesarios para comprender clases magistrales, textos científicos, documentos, seminarios y conferencias. Los graduados en Química, Ingeniería Química, Ciencia de los Materiales, Nanociencia, Ciencias Ambientales, Biotecnología, Bioquímica tienen suficientes conocimientos para tomar este módulo. Se requiere un nivel avanzado de inglés (nivel B1) del Marco Común Europeo para las lenguas del Consejo Europeo.
Objetivos y contextualización
El papel de la química bioanalítica, bioorgánica y bioinorgánica en genómica, proteómica, metabolómica y medicina.
- Aplicar los conceptos básicos de la química en los sistemas biológicos en el campo de la salud humana, el control ambiental, la seguridad alimentaria y la industria biotecnológica.
- Integrar el reconocimiento biológico y reacciones biológicas en la metodología química.
- Manejar las técnicas más comunes en química para analizar, separar, identificar y sintetizar compuestos en un contexto biológico.
- Aplicar este conocimiento para resolver problemas diarios.
Competencias
- Analizar las soluciones y beneficios que aportan los productos de la nanotecnología, dentro de su especialidad, y comprender su origen a nivel fundamental
- Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación.
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Identificar las técnicas de caracterización y análisis propios de la nanotecnología y conocer sus fundamentos, dentro de su especialidad.
- Identificar y distinguir las técnicas de síntesis/fabricación/manufactura de nanomateriales y nanodispositivos propios de su especialidad
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
Resultados de aprendizaje
- Aplicar métodos generales de análisis y caracterización de biomoléculas.
- Buscar información en la literatura científica utilizando los canales apropiados e integrar dicha información para plantear y contextualizar un tema de investigación.
- Diferenciar las interacciones ligando-receptor y relacionarlas con procesos de biorreconocimiento específicos.
- Diseñar estrategias de síntesis y reconocer las propiedades de los productos naturales.
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Identificar la contribución de la Química Biomolecular en aplicaciones médicas y biomédicas.
- Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
- Reconocer la estructura de biomoléculas y miméticos y relacionarla con su función biológica.
- Utilizar biomoléculas modificadas en bioanálisis.
Contenido
Temas:
• Estructura, función y bioreconocimiento de biomoléculas naturales y recombinantes tales como enzimas, anticuerpos, ADN, receptores celulares, ADN/ARN, biomoléculas que contienen metales. Biomiméticos.
• Moléculas para diagnóstico médico y terapia
• Estructura y función de productos medicinales naturales. Fundamentos en química de productos naturales y fitoquímica.
• Técnicas computacionales en Química Biomolecular. Relación entre el espacio químico, biológico y conformacional.
• Producción de biomoléculas. Anticuerpos monoclonales y policlonales. Proteínas recombinantes. Separación de biomoléculas y etiquetado con nanomateriales. Bioanálisis. Inmunoensayos, PCR, métodos biológicos catalíticos.
• Integración de nanomateriales en pruebas de diagnóstico rápido (flujo lateral, biosensores, prueba de aglutinación, inmunoensayos) para el diagnóstico de enfermedades emergentes.
Biomoléculas y biomiméticos. Estructura, función y bioreconocimiento
Contenido: Proteínas: enzimas, proteínas de afinidad, anticuerpos, diacuerpos, affibodies, avimers, receptores celulares. Bioreconocimiento y función: enzima / sustrato; antígeno / anticuerpo; interacción receptor / ligando. Estructura y función del ADN / ARN. Amplificación. Balizas moleculares. Aptamers. Polímeros impresos molecularmente y anticuerpos plásticos.
Biomoléculas que contienen metales: estructura, función y miméticos.
Contenido: La bioquímica de los iones metálicos. Captación, transporte y almacenamiento de iones metálicos en biología. Transferencia de electrones, respiración y fotosíntesis. Metabolismo del oxígeno. Otras metaloproteínas de interés. Receptores de iones metálicos y señalización. Metales en medicina.
Técnicas computacionales en química biomolecular
Contenido: especificidades de computación en la interface química-biología. Relación entre el espacio químico, biológico y conformacional. Muelles de ligandos de proteínas. Dinámica Molecular. Multiescala. Ventajas, limitaciones Reactividad en sistemas bioquímicos. Ejemplos.
Química y biomedicina: moléculas para el diagnóstico médico y la obtención de imágenes
Contenido: Aspectos generales de las técnicas de imagen. Radiofármacos SPECT basados en Tc-99m (propiedades nucleares y químicas, reacciones del kit y algunos ejemplos de radiofármacos de tecnecio relevantes). Otros radiofármacos SPECT. Radiofármacos PET, 18F-fluorodesoxiglucosa y radiotrazadores con C-11. Radiofármacos terapéuticos.
Productos naturales: biosíntesis y propiedades
Contenido: productos naturales en el descubrimiento de fármacos y la química terapéutica: visión histórica. Hadratos de carbono, las dulces moléculas de la vida. La ruta del acetato: ácidos grasos y policétidos. La ruta del mevalonato: terpenoides y esteroides. La ruta del shikímic: aminoácidos aromáticos y fenilpropanoides. Alcaloides, secretos de la vida.
Producción, separación, modificación y determinación de biomoléculas
Contenido: Aislamiento y producción de biomoléculas. El sistema inmune: producción de anticuerpos policlonales y monoclonales. Estrategias de separación. Etiquetado con nanomateriales e inmovilización de biomoléculas en materiales nanoestructurados. Bioanálisis: métodos inmunoquímicos, análisis de ADN, PCR, métodos catalíticos biológicos, otros catalizadores biológicos: ADNzimas, biodetección. Chips y matrices.
Nanomateriales en biociencias
Contenido: Biorreconocimiento con puntos cuánticos biológicamente modificados, nanotubos de carbono, nanopartículas metálicas y magnéticas: diagnóstico médico, nanomedicina y bioanálisis.
Metodología
Clases magistrales
Clases basadas en resolución de problemas
Actividades cooperativas
Seminarios
Preparación y presentación oral de los trabajos
Tutorías
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 magistrales | 30 | 1,2 | 2, 3, 6, 9, 8, 11, 7 |
| Problemas | 8 | 0,32 | 5, 9, 7, 12 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorías | 5 | 0,2 | 2, 10, 8 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Aprendizaje autónomo y de estudio | 49 | 1,96 | 1, 2, 3, 4, 6, 9, 8, 11, 12 |
| Preparación de presentaciones orales y artículos | 40 | 1,6 | 1, 2, 3, 5, 6, 9, 10, 8, 11, 7, 12 |
Evaluación
La evaluación de este módulo tendrá en cuenta la asistencia y participación en clase, así como el trabajo y las evaluaciones presentadas por los estudiantes. Todas las materias son de asistencia obligatoria. Los diferentes temas presentados por cada uno de los profesores serán evaluados por separado, mediante diferentes tipologías de evaluaciones que incluyen exámenes escritos, pruebas teóricas y prácticas, presentaciones orales, discusión de artículos, preguntas breves en clase, trabajos escritos, etc.
- Cada profesor decide el número y la tipología de las actividades de evaluación: presentaciones orales, exámenes escritos, entrega de artículos discutidos, entre otras.
- La calificación final del módulo será la suma de las notas de cada profesor multiplicada por el porcentaje de sus clases en la enseñanza total del módulo.
- Para aprobar un módulo, es obligatorio obtener una nota superior a 5 en el 75% de todas las actividades para promediar con otras notas del profesor y/o del módulo.
- Habrá un período en enero para repetir exámenes escritos con notas inferiores a 5. En caso de exámenes con notas inferiores a 3,5, será obligatorio para el estudiante. En caso de exámenes entre 3,5 y 5, sería opcional.
- Las calificaciones de otras actividades de evaluación (por ejemplo, presentaciones orales) se promediarán con el resto de las notas del profesor/módulo independientemente del valor. No habrá opción de repetir estas actividades de evaluación.
MUY IMPORTANTE: El plagio parcial o total resultará automáticamente en un SUSPENSO (0) para el ejercicio plagiado y para TODA la asignatura. El PLAGIO consiste en copiar texto de fuentes no reconocidas, ya sea parte de una oración o un texto completo, con la intención de hacerlo pasar como producción propia del estudiante. Esto incluye copiar y pegar de fuentes en internet, presentadas sin modificar en el texto del estudiante. El plagio es una OFENSA GRAVE. Los estudiantes deben respetar la propiedad intelectual de los autores, siempre identificando las fuentes que utilicen; también deben ser responsables de la originalidad y autenticidad de sus propios textos.
En caso de que un estudiante cometa alguna irregularidad que pueda llevar a una variación significativa en la calificación otorgada a una actividad de evaluación, se le dará un cero para esta actividad, independientemente de cualquier proceso disciplinario que pueda tener lugar. En caso de varias irregularidades en las actividades de evaluación de la misma asignatura, se le dará un cero como calificación final para esta asignatura.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Defensa oral de proyectos | 40 % | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 8, 11, 7, 12 |
| Exámenes escritos | 30 % | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 8, 11, 7, 12 |
| Reportes y problemas | 30 % | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 8, 11, 7, 12 |
Bibliografía
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
Software
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