Logo UAB

Biologia Estructural

Codi: 107534 Crèdits: 6
2025/2026
Titulació Tipus Curs
Biotecnologia OP 4

Professor/a de contacte

Nom:
Guillem Prats Ejarque
Correu electrònic:
guillem.prats.ejarque@uab.cat

Equip docent

Ester Boix Borras
Alex Peralvarez Marin
Marc Torrent Burgas
Nuria Benseny Cases
(Extern) Fernando Gil

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.


Prerequisits

L'alumnat haurà d'haver superat les assignatures Tècniques Instrumentals Bàsiques, Tècniques Instrumentals Avançades i Química i Enginyeria de Proteïnes.


Objectius

L' objectiu general de l'assignatura és l'estudi estructural i funcional de les macromolècules biològiques.

L'assignatura inclou una descripció de les tècniques actuals de resolució i predicció de l'estructura tridimensional de macromolècules biològiques, així com les metodologies experimentals i computacionals per a l'estudi del seu comportament dinàmic i funcions.

Es donarà màxima prioritat a l'aplicació pràctica de la matèria impartida, de manera que l'estudiantat pugui experimentar les tècniques descrites i simular el comportament de les macromolècules i els seus complexos en un context biològic.

Finalment, l'anàlisi estructural -funcional de macromolècules i la predicció de complexos supramoleculars s'aplicarà a exemples pràctics d'identificació de les bases moleculars de malalties i al disseny de fàrmacs.


Resultats d'aprenentatge

  1. CM25 (Competència) Treballar en equip i de manera col·laborativa per a la resolució de problemes en l'àmbit de la biologia de sistemes.
  2. KM25 (Coneixement) Descriure les bases físiques i químiques de la metodologia i instrumentació emprada en l'anàlisi genòmica, transcriptòmica, proteòmica, interactòmica i metabolòmica.
  3. SM24 (Habilitat) Modelitzar de manera quantitativa un procés o sistema biològic.
  4. SM25 (Habilitat) Analitzar la informació de bases de dades i programari necessari per a l'estudi de les correlacions entre estructura, funció i evolució de macromolècules.

Continguts

 TEORIA

Tema 1. Tècniques microscòpiques avançades.

Criomicroscòpia electrònica, criotomografia; determinació de l’estructura de partícules úniques; microscòpia electrònica de transmissió, microscòpia electrònica de rastreig. Microscòpia de força atòmica i d’efecte túnel; espectroscòpia de forces; nanotribiologia. Aplicacions en Biotecnologia i Biomedicina.

Tema 2. Aplicacions biològiques de la radiació de sincrotró.

Introducció a la producció i característiques de la llum sincrotró. Microscòpia de raigs X i d’infraroig: introducció a la tècnica i aplicacions en biomedicina.

Tema 3. Cristal·lografia de raigs  X i aplicacions

Fonaments de la determinació de l'estructura tridimensional de macromolècules per cristal·lografia; propietats dels cristalls, processament de dades de difracció i reconstrucció del model 3D. Noves metodologies amb fonts de llum de sincrotró de 4a generació (làsers d’electrons lliures, cristal·lografia en sèrie, experiments de resolució temporal i pel·lícules moleculars). Eines per a l'anàlisi de motius funcionals en macromolècules.

Tema 4. Eines bioinformàtiques aplicades a l'anàlisi estructural de macromolècules.

Introducció a la bioinformàtica estructural. Mètodes de predicció i comparació d'estructures. Identificació de dominis funcionals. Aplicacions de la intel·ligència artificial en la predicció de l’estructura de les biomolècules. Estratègies de docking i aplicacions en el disseny de fàrmacs. Dinàmica molecular i predicció de conformacions estructurals. Estudi de xarxes d’interaccions en complexos moleculars.

PROBLEMES

 Es proposarà la resolució de problemes pràctics que facilitaran la consolidació dels conceptes teòrics impartits. Bona part de les classes de problemes s'impartiran a l'aula d'informàtica, on es treballarà entre altres amb programes de predicció i anàlisi estructural. 

PRÀCTIQUES

Es realitzaran 3 sessions de Pràctiques

1a sessió: Pràctiques d'aplicacions informàtiques a la resolució d'estructures per Microscopia Electrònica en el laboratori de la Unitat de Biofísica.

2a sessió: Pràctiques de resolució d'estructures tridimensionals per Cristal·lografia de raigs X a l’aula d’informàtica SID.

3a sessió: Pràctiques d'anàlisi de regions funcionals en macromolècules a l’Aula informàtica SID.

SEMINARI:

Es preveu incloure un seminari especialitzat.

Sortida de camp:

Visita guiada al laboratori de Llum de sincrotró ALBA. Seminari a càrrec del Dr. Fernando Gil i explicació del funcionament de les estacions: BL-09, Microscopia de raigs X; BL-11, Difracció no cristal·lina i BL-13, Cristal·lografia de macromolècules.

Tutories

 Es podran realitzar sessions de tutories durant el semestre. L'objectiu d'aquestes sessions és el de resoldre dubtes i repassar conceptes.

 


Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes teòriques 30 1,2
Tipus: Supervisades      
Pràctiques 9 0,36
Problemes 10 0,4
Tipus: Autònomes      
Estudi personal 52,5 2,1
Preparació de problemes/treballs científics 41 1,64

Classes de teoria

El professorat explicarà el contingut del temari amb el suport de material audiovisual que estarà a disposició dels estudiants al Campus Virtual de l’assignatura. Aquest material de suport estarà escrit en català, castellà o anglès.

Es preveu incloure un seminari d'un especialista en el camp.

Classes de problemes

Al llarg del curs es dedicaran 8 hores a sessions de classe de problemes. Les classes inclouran sessions a l'aula d'informàtica.

Pràctiques

El protocol de pràctiques es penjarà al Campus Virtual amb anterioritat a la sessió pràctica.

Les pràctiques inclouran sessions a l'aula d'informàtica.

Així mateix es realitzaran visites guiades a grans instalacions i equipaments especialitzats.

Cal comparèixer a les pràctiques amb el protocol de pràctiques (disponible al Campus Virtual) imprès i prèviament llegit i una llibreta per anotar les observacions realitzades i les dades obtingudes.

Les pràctiques, així com la seva avaluació, es duran a terme individualment o en grups de dues persones. L’assistència a les pràctiques és obligatòria, excepte en els casos en què hi hagi una causa justificada documentalment.

Tutories

Material disponible al Campus Virtual de l’assignatura

 

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.


Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Avaluació de Pràctiques 15% 1 0,04 CM25, SM25
Avaluació de Problemes 15% 1,25 0,05 CM25, SM24, SM25
Avaluació prova teòrica 1er +2on parcial 70% 5,25 0,21 KM25, SM24, SM25

La qualificació es basarà en els seg elements:

1- Proves de continguts teòrics: màxim 7 punts

2- Proves de problemes: màxim 1,5 punt

3- Participació en les pràctiques: màxim 1,5 punt

Es podran incloure tasques per entregar de qualsevol de les tres tipologies (teoria, problemes i pràctiques).

El contingut de l'assignatura s'avaluarà distribuït en dos exàmens parcials. 

El pes proporcional en la nota final de cadascun dels temes serà proporcional al nombre d’hores impartides per cada professor.

L’assignatura es considerarà superada quan la nota final sigui igual o superior a 50 sobre un màxim de 100.

 

Altres consideracions

Les alumnes i/o els alumnes que no puguin assistir a una prova d’avaluació individual per causa justificada i aportin la documentació oficial corresponent al Coordinador de l'assignatura, tindran dret a realitzar la prova en qüestió en una altra data.

En la nota final es tindrà en compte la participació a classe.

Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estar prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura o mòdul. Per tant, l'alumnat obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.

 

Normativa per pujar nota:

És possible millorar la nota dels exàmens parcials en ocasió de l’examen de recuperació. Es considerarà la segona nota obtinguda sempre i quan sigui superior a l’obtinguda en el primer examen.

En cas que la nota obtinguda en la segona oportunitat sigui inferior en 1 punt o més a la primera nota obtinguda, es considerarà que la nota definitiva d’aquesta part és la mitjana de les dues notes.

L’alumne tindrà 10 minuts a l’inici de l’examen per a decidir si vol realitzar o no la prova.

En l’adjudicació de la qualificació de Matrícula d’honor es prioritzaran les notes obtingudes en els exàmens parcials.

 

Càlcul de la qualificació final

Nota final = T* 0.7 + Probl* 0,15 + Pract* 0,15

T (nota final de teoria)

Probl (nota final problemes)

Pract (nota de pràctiques)

Per a aprovar l’assignatura la nota final ha de ser 5

 

Avaluació única:

L’alumnat que s’aculli a l’avaluació única ha de fer de forma presencial obligatòria totes les sessions de pràctiques de laboratori, pràctiques a l’aula d’informàtica i sortida de camp (visita al sincrotró).

L’avaluació única consisteix en una prova de síntesi única (amb preguntes de format variable sobre els continguts de les sessions de totes les tipologies). Totes les tasques encarregades durant el curs s’hauran d’entregar o durant la sessió corresponent o el dia de l’examen final.

La prova d’avaluació única es farà coincidint amb la data fixada al calendari de l’examen final per l’avaluació continuada i s’aplicarà el mateix sistema de recuperació que per l’avaluaciócontinuada. 

El càlcul de la nota final en l’avaluació única serà el següent:

Nota final = 0,80 *Teoria + 0,10 *Problemes + 0,10 *Pràctiques

Nota sobre l'ús de la IA

En aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) com a part integrant del desenvolupament del treball, sempre que el resultat final reflecteixi una contribució significativa de l'estudiant en l'anàlisi i la reflexió personal. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.

 


Bibliografia

 

ENLLAÇOS WEB

 

  • Training Protein Data Bank Portal

 

https://pdb101.rcsb.org

 

  • Protein Crystallography course. Structural Medicine. Cambridge University, MRC-LMB:

 

http://www-structmed.cimr.cam.ac.uk/course.html

 

  • University of Cambridge. Crystallography. Teaching and Learning packages.

 

http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/crystallography3/index.php

 

  • Dpt. de Biología Estructural. CSIC, Madrid

 

http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/index-en.html

 

 

Llibres electrònics de lliure accés a la biblioteca de la UAB:

 

Integrative Structural Biology with Hybrid Methods Advances in Experimental Medicine and Biology. Vol. 1105. Haruki Nakamura; Gerard Kleywegt; Stephen K. Burley and John L. Markley. Springer. Cohen et al. editors. 2018

 

 

LLIBRES DE CONSULTA

Molecular Biology of Assemblies and Machines.  A. C. Steven et al. (2016) Garland Science.

Proteins. Structures and Molecular Properties. Creighton T.E., (1993) 2ed Freeman W.H.and Co.

Introduction to Biophysical Methods for Protein and Nucleic Acid Research Glasel and Deutscher (1995) Academic Press

Crystal Structure Analysis for Chemists and Biologists. J.P. Glusker, M. Lewis and M. Rossi (1994) VCH Publishers, Inc.

 

 

 


Programari

UCSF Chimera; CCP4i2; Coot, Phenix; Modeller, Autodock, AlphaFold


Grups i idiomes de l'assignatura

La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre de 2025. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d’aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura

Nom Grup Idioma Semestre Torn
(PAUL) Pràctiques d'aula 341 Català segon quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 341 Català segon quadrimestre tarda
(SEM) Seminaris 341 Català segon quadrimestre matí-mixt
(TE) Teoria 34 Català segon quadrimestre matí-mixt