Ingeniería Genética de Microorganismos
Código: 100981 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 2500502 Microbiología | OB | 3 |
Contacto
- Nombre:
- Susana Campoy Sanchez
- Correo electrónico:
- susana.campoy@uab.cat
Equipo docente
- Jordi Corral Sabado
- Maria Perez Varela
- Jesus Aranda Rodriguez
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Es recomendable haber cursado o estar cursando las asignaturas Microbiología, Genética, Biología Molecular de Eucariotas, Virología y Biología Molecular de Procariotas.
Objetivos y contextualización
El propósito central de esta materia es capacitar al estudiante en el diseño de procedimientos para la manipulación genética de microorganismos.
Durante el curso, los objetivos formativos incluirán:
- Analizar distintos tipos de vectores microbianos, evaluar sus usos y desarrollar nuevos.
- Implementar metodologías y estrategias de clonación.
- Determinar cómo las características únicas de cada microorganismo (sistemas de inmunidad, capacidad de recombinación, uso de codones, etc.) afectan el diseño experimental.
- Elegir la técnica de transferencia genética más apropiada para cada situación.
- Crear estrategias efectivas para la generación, enriquecimiento y selección de mutantes.
- Elaborar fusiones génicas y comprender sus aplicaciones potenciales.
- Identificar las características principales de las dianas bacterianas para el desarrollo de medicamentos, vacunas y reactivos diagnósticos.
Resultados de aprendizaje
- CM11 (Competencia) Plantear estrategias de clonación molecular, generación de mutantes y mejora genética o de análisis ómicos con responsabilidad ética y perspectiva de género para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
- CM12 (Competencia) Integrar conocimientos y habilidades de la biología molecular y la genómica para elaborar y presentar un trabajo académico en el ámbito de la microbiología, ya sea en lengua inglesa como en la lengua propia u otras y trabajando individualmente y en grupo.
- KM18 (Conocimiento) Identificar los métodos de estudio de los ácidos nucleicos para su secuenciación, modificación e interpretación de sus productos de expresión.
- SM15 (Habilidad) Utilizar bibliografía y bases de datos relacionadas con la biología molecular y la genómica, tanto en lengua inglesa como en la lengua propia u otras.
- SM16 (Habilidad) Relacionar los factores que controlan los diferentes niveles de la expresión génica con la adaptación a las condiciones ambientales existentes y su aplicación en la biotecnología.
- SM18 (Habilidad) Relacionar los procesos de transferencia y conservación de la información genética con sus diversas aplicaciones en la ingeniería genética.
Contenido
En esta asignatura se tratan los siguientes temas:
Unidad 1. Sistemas de introducción de DNA en bacterias. Transformación natural en bacterias gramnegativas y grampositivas. Estado de competencia. Mecanismos moleculares asociados a la transformación natural. Transformación inducida. Electrotransformación. Diseño y optimización de sistemas de transformación en bacterias carentes de transformación natural. Otros sistemas de transferencia de DNA.
Unidad 2. Vectores de DNA y estrategias de clonación en bacterias. Requerimientos de los vectores de clonación. Vectores de expresión. Vectores tipo T. Vectores movilizables. Vectores suicidas. Vectores shuttle. Vectores integracionales. Características genéticas de las células receptoras de vectores. Construcción de genotecas de DNA in vitro e in vivo. Clonación por complementación: genes anabólicos o catabólicos. Métodos de aislamiento de genes reguladores. Obtención de genes de virulencia.Clonación de genes tóxicos.
Unidad 3. Fusiones génicas en bacterias. Fusiones transcripcionales y traduccionales. Fusiones en unidades policistrónicas. Vectores de fusión: características generales. Fusiones al azar. Métodos de construcción de fusiones. Construcciones de fusiones mediante PCR, OE-PCR y Gibson assembly. Aplicaciones y ejemplos de fusiones génicas.
Unidad 4. Mutagénesis en bacterias. Mutagénesis al azar in vivo. Uso de métodos químicos o físicos. Criterios y métodos para la selección y enriquecimiento de mutantes. Transposones. Minitransposons. Plasposons. Transposomas. Métodos para la identificación y confirmación de mutantes. Mutagénesis in vitro de genes clonados.
Unidad 5. Sustitución de genes en bacterias y generación de knockouts. Obtención de mutantes por disrupción génica y por sustitución génica. Sistema Lambda Red. Obtención de mutantes scarless. Sistemas de contraselección. Sistema I-SceI. Uso de la tecnología CRISPR/Cas9 para la obtención de mutantes. Métodos para la identificación y confirmación de mutantes. Sistemas de reintroducción de genes alterados en la bacteria de origen. Inserción en el cromosoma de nuevos genes o construcciones.
Unidad 6. Aplicación de las ómicas a la ingeniería genética de microorganismos. Secuenciación y NGS. Transcriptómica. Proteómica. Las "metaòmiques": metagenómica, metatranscriptòmica, metabolómica.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases magistrales participativas | 30 | 1,2 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18, CM11 |
| Seminarios | 14 | 0,56 | CM12, SM15, SM18, CM12 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| Tutorias | 1 | 0,04 | CM12, SM16, CM12 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio | 50 | 2 | CM12, SM15, CM12 |
| Lectura de textos recomendados | 15 | 0,6 | CM12, KM18, SM15, CM12 |
| Preparación de pósters y cuestionarios | 38 | 1,52 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18, CM11 |
La asignatura consta de dos módulos:
Módulo de seminarios: en las que mediante aprendizaje colaborativo, se trabajan diferentes aspectos de diseños experimentales reales presentes en artículos científicos actuales. Al inicio del curso el alumnado, siguiendo las pautas marcadas por el profesorado, escoge un artículo científico relacionado con el ámbito de la ingeniería genética de microorganismos del que elaboran un póster. El calendario de actividades donde se definirán las sesiones de trabajo de aula, de exposición y debate del trabajo realizado así como las fechas de entrega de las actividades propuestas se entrega al inicio del curso por el profesorado.
Módulo teórico: donde se combinan clases magistrales participativas con sesiones de aprendizaje basado en problemas donde se trabajan los conceptos teóricos a través de la resolución de casos prácticos.
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.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Debate y participación en el aula | 5% | 0 | 0 | CM11, CM12, KM18, SM16, SM18 |
| Entregas en el aula y el aula virtual | 10% | 0 | 0 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18 |
| Prueba escrita (resolución de casos prácticos) | 50% | 2 | 0,08 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18 |
| Póster | 25% | 0 | 0 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18 |
| Resolución de cuestionarios | 7.5% | 0 | 0 | CM11, CM12, KM18, SM15, SM16, SM18 |
| auto-evaluación individual o de grupo | 2.5% | 0 | 0 | CM12, SM15, SM18 |
Evaluación del módulo de seminarios
La evaluación de los seminarios se realiza mediante la evaluación de diferentes actividades relacionadas con un artículo científico, se valora:
a) Las entregas autónomas que se entregarán a través del aula moodle y las entregas en las sesiones de trabajo en el aula. Con una calificación máxima de 2 puntos sobre 10.
b) El póster y el cuestionario asociados al artículo científico elegido. Con una calificación máxima de 5 puntos sobre 10.
c) La defensa del póster durante la exposición en el aula. Con una calificación máxima de 1 punto sobre 10.
d) La resolución de los cuestionarios relativos a los seminarios expuestos. Con una calificación máxima de 1,5 puntos sobre 10.
e) La autoevaluación individual y del grupo de trabajo. Con una calificación máxima de 0.5 puntos sobre 10.
Para superar este módulo de evaluación del estudiante debe obtener una nota igual o superior a 5.
Evaluación del módulo teórico
La evaluación de esta actividad se realiza mediante una prueba individual escrita. La calificación máxima de este apartado es de 10 puntos sobre 10.
Para superar este módulo es necesario obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos.
Si la nota obtenida en el módulo teórico es inferior a 5, se podrá realizar una prueba de recuperación.
Para participar en la recuperación el alumno debe haber sido previamente evaluado en un conjunto de actividades el peso de las cuales equivalga a unmínimo de dos terceras partes de la cualificación total de la asignatura
El alumnado que ha superado el módulo puede presentarse a una pruebade mejora de nota que se realiza en la fecha programada para la prueba de recuperación. La presentación a esta prueba implica la renuncia a la calificación obtenida previamente en este módulo. Para superar esta prueba es necesaria una puntuación igual o superior a 5. Si se desea realizar la prueba de mejora de nota se debe comunicar por escrito al profesorado como mínimo 72 h antes del día programado para la evaluación de recuperación.
La calificación final de la asignatura será el promedio de las calificaciones obtenidas en los dos módulos, siendo necesario haber superado, por separado, cada uno de ellos.
Se obtendrá la calificación de "No Evaluable" cuando las actividades de evaluación realizadas tengan una ponderación inferior al 67% en la calificación final.
Evaluación única
La evaluación del módulo teórico consiste en una única prueba que será la misma que la de la tipología de evaluación continuada, supondrá el 50% de la nota final de la asignatura y se aplicará el mismo sistema de recuperación que para la evaluación continuada.
La evaluación de las actividades del módulo de seminarios supondrá el 50% de la nota final de la asignatura. El alumnado que se acoja a la evaluación única podrá entregar todas las evidencias juntas (incluyendo la exposición oral) el mismo día que el fijado para la prueba del módulo teórico. La prueba de evaluación única se realizará coincidiendo con la misma fecha fijada en calendario para la última prueba de evaluación continuada.
Bibliografía
Como bibliografía de referencia de conceptos básicos se recomienda:
Larry Snyder i Wendy Champness. Molecular Genetics of Bacteria (3rd or 4th Edition). ASM press (ISBN: 978-1-55581-399-4 and ISBN:978-1-55581-627-8).
https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/15r2rl8/cdi_askewsholts_vlebooks_9781118685112
Jeremy W. Dale y Simon F. Park. Molecular Genetics of Bacteria, (5th Edition) Wiley- Blackwell (ISBN: 978-0-470-74184-9)
Otros textos recomendados así como enlaces de interés se encontrarán a disponibilidad del alumno en el aula moodle de la asignatura.
Software
No existe ningún programario específico para esta asignatura
Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Prácticas de aula | 731 | Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 732 | Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 73 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |