Aquesta versió de la guia docent és provisional fins que no finalitzi el període d’edició de les guies del nou curs.

Logo UAB

Enginyeria d'Àcids Nucleics i Tecnologia del DNA Recombinant

Codi: 107983 Crèdits: 6
2025/2026
Titulació Tipus Curs
Bioquímica OB 3

Professor/a de contacte

Nom:
Inmaculada Ponte Marull
Correu electrònic:
inma.ponte@uab.cat

Equip docent

Josep Antoni Perez Pons

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.


Prerequisits

No hi ha prerequisits oficials. Tot i això, se suposa que l’alumnat ha adquirit els coneixements bàsics de Biologia Molecular impartits en assignatures prèvies del grau de Bioquímica.


Objectius

La tecnologia del DNA recombinant inclou un conjunt de metodologies desenvolupades a partir de 1970-1980. Aquestes metodologies són avui una eina bàsica en molts laboratoris de Bioquímica i han permès en els darrers anys un avenç molt important en el coneixement de l’estructura i la funció de les biomolècules. En aquesta assignatura es presentaran els fonaments d’aquesta tecnologia. L’objectiu general de l’assignatura és donar els coneixements necessaris per al seguiment d’altres assignatures del grau de Bioquímica així com el de proporcionar una base sòlida que permeti a l’alumnat iniciar-se en aquestes metodologies durant el seu futur professional.

Objectius concrets de l’assignatura:

  • Conèixer i saber aplicar les tècniques bàsiques del DNA recombinant: Marcatge d’àcids nucleics, Southern i Northern blots, hibridació, arrays, seqüenciació, ús d'enzims de restricció, reacció de PCR, tecnologia basada en el sistema CRISPR.
  • Descriure els principals vectors de clonatge a Escherichia coli, conèixer les seves característiques i saber com aplicar-les en les diferents estratègies per a la clonació de fragments de DNA. 
  • Comprendre les estratègies per a la construcció de genoteques i la seva utilització per a l’estudi de gens i genomes. Entendre els conceptes bàsics per la construcció de genoteques: representativitat (genoma), complexitat i abundància (cDNA). Diferències entre les genoteques clàssiques i les dissenyades per la seqüenciació massiva. Descriure algunes de les tecnologies de seqüenciació massiva.
  • Conèixer la metodologia per a l'expressió de proteïnes recombinants i per a la mutagènesi dirigida.

Resultats d'aprenentatge

  1. CM16 (Competència) Valorar noves metodologies i enfocaments en la recerca de biologia molecular aplicats a l'estudi del càncer.
  2. CM17 (Competència) Dissenyar experiments amb tècniques de biologia molecular per abordar problemes complexos en l'àmbit de la bioquímica.
  3. KM21 (Coneixement) Descriure els mecanismes moleculars implicats en el manteniment, la variabilitat i la transmissió de la informació genètica, així com en la regulació de l'expressió gènica.
  4. SM18 (Habilitat) Aplicar recursos informàtics per visualitzar i comprendre l'estructura tridimensional de les proteïnes, cercar informació en bases de dades i utilitzar eines moleculars.
  5. SM20 (Habilitat) Aplicar les tècniques bàsiques de la tecnologia del DNA recombinant en la biologia molecular i l'enginyeria de proteïnes.

Continguts

Tema 1. Introducció.  Què és l'enginyeria genètica? Primers passos en la clonació del DNA (tecnologia del DNA recombinant). Introducció als principals conceptes de la biologia molecular com a base de l' enginyeria genètica. El flux d'informació genètica. Organització dels gens. Expressió gènica i la seva regulació. Els genomes, el transcriptoma i el proteoma.

Tema 2: Aïllament i quantificació d'àcids nucleics. Purificació de DNA plasmidi o DNA genòmic. Purificació de l'RNA total i de l'RNA missatger. Quantificació per espectroscòpia o per fluorescència.

Tema 3. Eines (enzims) bàsics usats en enginyeria genètica: Enzims de restricció (endonucleases específiques). DNA Ligasa (unió de molècules de DNA). Nucleases inespecífiques de seqüència (endo i exonucleases). Polimerases. Transcriptasa inversa. Enzims que modifiquen els extrems de les molècules de DNA. Nucleases per a l'edició gènica.

Tema 4: Etiquetatge i Hibridació del DNA. Tipus d'etiqueta. Tècniques d'etiquetatge. Concepte d'hibridació d'una sonda, concepte de Tm i severitat d'hibridació. Tècniques de transferència basades en la hibridació d'una sonda etiquetada: Southern, Northern, Dot-Blot. Tècniques d'hibridació amb sondes etiquetades sobre preparacions microscòpiques: Microarrays o Xip (tècniques d'hibridació massiva), hibridació in situ i hibridació sobre cromosomes (Fish). 

Tema 5. Reacció en cadena de la polimerasa (PCR) Introducció. Característiques de la reacció de PCR. Optimització de la reacció. Disseny dels en ordis. Aplicacions i tipus especials de PCR (RT-PCR, PCR quantitativa, etc).

Tema 6. Anàlisi de l'expressió gènica i la seva regulació. Comparació de les diferents tècniques per determinar els nivells d'expressió gènica (RNA). Tècniques per a l'estudi de la interacció de les proteïnes amb la regió promotora del gen (DNA-foot-printing, gel de retard, etc.). Identificació d'alguns senyals epigenètics que regulen l'expressió gènica (ChIP, seqüenciació per bisulfit, etc.)

Tema 7. Clonació I. Esquema general de la clonació. Clonatge en l'era pregenòmica versus clonatge, o no, en l'era postgenòmica. Vectors de clonatge: plasmidi, bacteriòfags, híbrids (plasmidi-bacteriòfag), cromosomes artificials (altres). 

Tema 8: Clonació II: Generació del fragment de DNA a clonar i estratègies per introduir-lo dins del vector. Cèl·lules hostes i mecanismes per introduir el DNA recombinant dins de l'hoste (transformació, transfecció, etc). Sistemes de selecció dels clons recombinants.

Tema 9: Llibreries genòmiques. Esquema de construcció de llibreries clàssiques (mitjançant clonació amb lambda) versus els sistemes actuals de seqüenciació massiva (projectes genomes, ESTs). Concepte de representativitat.

Tema 10: Llibreries de DNA-còpia. Esquema de construcció de llibreries clàssiques (mitjançant clonació amb lambda) versus els sistemes actuals de seqüenciació massiva (projectes ESTs o RNA-seq). Concepte d'abundància i complexitat dels RNA missatgers. Casos especials de llibreries d'RNA amb la selecció de clons  per interacció proteïna-proteïna: mitjançant anticossos, o mitjançant doble híbrid (llevat) o per complementació funcional (llevat).

Tema 11. Obtenció de proteïnes recombinants en E. coli o Llevat. Factors que afecten l'expressió de proteïnes recombinants. Optimització de l'expressió de proteïnes recombinants a E Coli i a Llevat (Pichia pastoris). Vectors específics per a cadascun dels hostes. Enginyeria de proteïnes per millorar la seva eficiència mitjançant dos sistemes: i) mutagènesi dirigida (conceptes i mètodes) ii) evolució molecular (concepte i la seva combinació amb phage-display)

Tema 12: Enginyeria genòmica (edició del genoma) mitjançant nucleases modificades. Definició i característiques de la tècnica. Mètode usant Nucleases Zinc- Finger. Mètode usant TALEN nucleases. Mètodes usant el sistema CRISPR-Cas9.


Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes de Problemes 9 0,36 CM16, CM17, KM21, SM20
Classes teòriques 30 1,2 CM16, CM17, KM21, SM20
Pràctiques en aules d'informàtica 6 0,24 CM17, SM18, SM20
Tipus: Supervisades      
Tutories 7 0,28 CM16, CM17, KM21, SM18, SM20
Tipus: Autònomes      
Elaboració lliurament vinculat al contingut tèoric de la assignatura per resoldre casos pràctics 16 0,64 CM16, CM17, SM18, SM20
Elaboració lliurament vinculat a les sessions de problemes i informàtiques 10 0,4 CM16, CM17, SM18, SM20
Estudi autònom del contingut de les sessions de teoria, sessions de problemes, sessions aula informàtica 65 2,6 CM16, CM17, KM21, SM18, SM20

Les activitats formatives consten de classes de teoria i de classes de problemes. Cadascuna d’elles té la seva metodologia específica.

Classes de teoria i lliurament vinculat al seu contingut

El contingut del programa de teoria serà impartit principalment pel professor/a en forma de classes magistrals amb suport audiovisual. Les presentacions utilitzades a classe pel professor/a estaran a disposició de l'alumnat al Campus Virtual de l'assignatura amb antelació a l'inici de cadascun dels temes del curs. Aquestes sessions expositives constituiran la part més important de l'apartat de teoria. 

S'intercalaran algunes sessions per introduir i comentar els casos pràctics sobre els quals els estudiants hauran de realitzar una entrega (dissenys experimentals o interpretació de resultats, etc.). Aquesta entrega es podrà fer en grup (màxim 3 persones) o de manera individual. Els estudiants hauran de treballar i resoldre de manera autònoma els casos plantejats amb la finalitat de facilitar la compressió i l'estudi d'aquesta part de la matèria. 

S'aconsella que  l'alumnat consultin de forma regular el material bibliogràfic recomanat en aquesta guia docent, així com els articles de revisió referenciats en el material gràfic de les classes, que són accessibles per xarxa des de la UAB, per tal de consolidar i clarificar, si és necessari, els continguts explicats a classe. 

 

Classes de problemes, Pràctiques en aules d'informàtica i lliurament vinculat al seu contingut.

Hi haurà 9 sessions de problemes per grup. Per aquestes sessions, el grup de teoria es dividirà en dos subgrups (A i B), les llistes dels quals es faran públiques a començaments decurs. L'alumnat assistirà a les sessions programades per al seu grup. Al començament de semestre es lliurarà a través del Campus Virtual un dossier amb els enunciats dels problemes, que seran resolts pel professorat de forma raonada i, si s'escau, complementant part de la matèria impartida a les classes de teoria.

Respecte a les pràctiques d'aula d'informàtica, aquesta activitat es durà a terme en les aules d'informàtica de la Facultat i es realitzarà en grups de 20 alumnes aproximadament, i tindrà una durada de 3 sessions de 2 hores cada una. Aquestes pràctiques s'organitzaran a partir de problemes plantejats pels professors per tal de ser resolt usant les diferents eines i anàlisis bioinformàtiques.

Vinculat al contingut i resolució dels problemes i de les pràctiques d'aula d'informàtica, es programarà un lliurament través del campus virtual, que els estudiants hauran de treballar i resoldre de manera autònoma amb la finalitat de facilitar la compressió i l'estudi d'aquesta part de la matèria. Aquesta entrega es podrà fer en grup (màxim 3 persones) o de manera individual

 

Tutories 

Es duran a terme tutories individuals o en grup reduït, a petició de l'alumnat. L'objectiu d'aquestes tutories serà el de resoldre dubtes, orientar sobre les fonts d'informació consultades i la preparació dels lliuraments. En el cas que el nombre de sol·licituds fos extremadament elevada, sobretot de cara a exàmens parcials, es podria fer una tutoria d'aula abans de cada parcial, per resoldre dubtes o repassar conceptes bàsics, que s'anunciarien oportunament a través del Campus Virtual. Aquestes sessions no seran expositives ni en elles s'avançarà matèria del temari oficial, sinó que seran sessions de debat i discussió.

 

 

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
Lliurament campus virtual vinculat al contingut de teoria 10% 0,25 0,01 CM16, CM17, KM21, SM18, SM20
Lliurament campus virtual de problemes i sessions informàtiques 10% 0,25 0,01 CM16, CM17, SM18, SM20
Prova escrita de teoria de preguntes curtes (P1+P2) 30% 2 0,08 CM16, CM17, KM21, SM20
Prova escrita de teoria de tipus test (P1+P2) 30 % 2 0,08 CM16, CM17, KM21, SM20
Prova escrita individual de problemes (P1+P2) 20 % 2,5 0,1 CM16, CM17, SM18, SM20

En l'avaluació d'aquesta assignatura es preveu: 

Avaluació continuada

Avaluació de teoria mitjançant proves escrites individuals (60%). 

Es realitzaran dues proves parcials P1 + P2, cada un d'ells pesarà un 30% de la nota final de l'assignatura, i la data de la realització de la prova estarà marcada en el calendari del semestre. 

En cada una d'aquestes proves parcials constaran:  

1) Preguntes tipus test (resposta múltiples), que tindran un pes final en l'avaluació de l'assignatura d'un 15% per parcial

2) Preguntes curtes de resposta oberta relacionant diversos apartats del programa, sobre la utilització dels coneixements per interpretar resultats experimentals o per proposar les tècniques més adients per arribar els objectius plantejats a la qüestió, que tindran un pes final en l'avaluació de l'assignatura d'un 15% per parcial.

La nota de cada parcial s'obtindrà per la mitja obtinguda en cada un dels tipus de preguntes (test i curtes). 

Sí la nota obtinguda en alguns dels parcials és inferior a 4 sobre un màxim de 10, serà necessari presentar-se a la prova de recuperació corresponen en la data fixada en la programació del semestre. Cada parcial es podrà recuperar de manera individual. 

 

Avaluació del lliurament vinculat al contingut de teoria.

Els lliuraments s'hauran de fer en la data fixada pel professor i que es podrà consultar pel Campus Virtual. El pes de la nota d'aquesta activitat serà d'un 10%. La participació en aquesta activitat no és un requisit per aprovar l'assignatura. En el cas que NO es participi  la nota obtinguda en aquesta activitat  serà un 0. L'avaluació d'aquesta activitat NO és susceptible de recuperació

 

Avaluació de problemes mitjançant proves escrites individuals (20%).

Es realitzaran dues proves parcials P1 + P2, que seran escrites i individuals. Consistirà en la resolució d'1-2 problemes plantejats pel professor de la mateixa tipologia que els treballats durant l'activitat formativa de problemes. El pes de cada un dels parcials serà d'un 10% i la data de la realització de la prova estarà marcada en el calendari del semestre. 

Sí la nota obtinguda en alguns dels parcials és inferior a 4 sobre un màxim de 10, serà necessari presentar-se a la prova de recuperació corresponen en la data fixada en la programació del semestre. Cada parcial es podrà recuperar de manera individual. 

 

Avaluació del lliurament campus virtual disseny experimental vinculat al contingut de problemes i sessions d'informàtica.

Els lliuraments s'hauran de fer en la data fixada pel professor i que es podrà consultar pel Campus Virtual.  El pes de la nota d'aquesta activitat serà d'un 10%. La participació en aquesta activitat no és un requisit per aprovar l'assignatura. En el cas que NO es participi la nota obtinguda en aquesta activitat  serà un 0. L'avaluació d'aquesta activitat NO és susceptible de recuperació

 

Avaluació Única

Avaluació  de teoria mitjançant proves escrites individuals (60%):

El dia marcat pel segon parcial en el calendari de l'assignatura l'alumnat que s'hagi acollit al sistema d'avaluació única realitzarà una única prova escrita amb preguntes del conjunt de tot el contingut de teoria  de l'assignatura. En aquesta prova constaran igual que en l'avaluació continuada:  

1) Preguntes tipus test (resposta múltiples), que tindran un pes final en l'avaluació de l'assignatura d'un 30%.

2) Preguntes curtes de resposta oberta relacionant diversos apartats del programa, sobre la utilització dels coneixements per interpretar resultats experimentals o per proposar les tècniques més adients per arribar els objectius plantejats a la qüestió, que tindran un pes final en l'avaluació de l'assignatura d'un 30%.

S’aplicarà el mateix sistema de recuperació que per l’avaluació continuada.

 

Avaluació de problemes mitjançant proves escrites individuals (20%).

El dia marcat pel segon parcial en el calendari de l'assignatura l'alumnat que s'hagi acollit al sistema d'avaluació única realitzarà una única prova escrita, sobre el total dels problemes de l'assignatura. Aquesta prova tindrà unpes del 20% de la nota final s'aplicarà el mateix sistema de recuperació que per l’avaluació continuada.

 

Avaluació dels lliuraments vinculats tant al contingut de teoria com el de problemes

En aquesta tipologia docent s'aplicarà el mateix sistema descrit a l'avaluació contínua. El professorat fixarà la data de termini per fer el lliurament i que serà la mateixa que per l'avaluació continuada. Tindrà el mateix pes que en l'avaluació continuada. De la mateixa manera que l'avaluació continuada, no la participació en aquesta activitat no és un requisit per aprovar  l'assignatura  i no es pot recuperar. 

 

Consideracions Generals pels dos sistemes d'avaluació continuada i única

  • La nota final de l'assignatura s'obté per la mitjana ponderada de cada una de les avaluacions. Per superar l’assignatura és necessari obtenir una qualificació final igual o superior a 5 sobre 10.
  • L’avaluació de les proves escrites de Teoria i de Problemes són indestriables i per superar l’assignatura l’alumnat ha de participar, i ser avaluat de totes les proves escrites.
  • En canvi, participa en l'activitat dels lliuraments no és un requisit per superar l'assignatura, en el cas que NO es participi en els lliuraments la nota obtinguda en aquesta activitat serà un 0.
  • Les proves escrites de teoria i de problemes es faran conjuntament en les dates programades i ja fixades en el calendari. 
  • Sí la nota obtinguda en alguns dels parcials tant de teoria com de problemes és inferior a 4 sobre 10, serà necessari presentar-se a la prova de recuperació corresponen en la data fixada en la programació del semestre. Cada parcial es podrà recuperar de manera individual. 
  • De la mateixa manera sí la nota final obtinguda és inferior a 5 sobre 10, serà necessari presentar-se a la prova de recuperació en la data fixada en la programació del semestre. Cada parcial es podrà recuperar de manera individual. 
  • Per participar en la recuperació, l'alumnat ha d'haver estat 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.
  • L'estudiant obtindrà la qualificació de "No Avaluable" quan les activitats d'avaluació realitzades tinguin una ponderació inferior al 67% en la qualificació final.
  • L'estudiant que vulguin millorar la seva nota podrà presentar-se a l’examen de millora de nota al final del semestre, el qual tindrà lloc en la data programada per l'examen de recuperació. L’alumnat que es presenti a millorar la nota renuncia a la nota obtinguda les proves escrites que realitzades al llarg del curs.
  • L'estudiant que no pugui assistir a una prova d’avaluació individual per causa justificada i aportin la documentació oficial corresponent a la coordinació del grau, tindrà dret a realitzar la prova en qüestió en un altre dia. La coordinació del grau vetllarà per la concreció d’aquesta amb el professorat de l’assignatura afectada.
  • Es permet l'ús de tecnologies d'intel·ligència artificial (IA) com a part integrant del desenvolupament dels lliuraments, 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.
  • Qualsevol aspecte que no estigui contemplat en aquesta guia seguirà la normativa d'avaluació de la Facultat de Biociències.

Bibliografia

 a) Llibres.

1) Nicholl, Desmond S. T.  An Introduction to genetic engineering     eBook  | 2023.  4a edición (2023). 

eBook | 2018  https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/avjcib/alma991000909739706709

 

2) MOLECULAR BIOTECHNOLOGY, PRINCIPLES AND APPLICATIONS OF RECOMBINANT DNA Harris, Bernadette;Harris, Bernadettee, 2022

   eBook | 2018. https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/15r2rl8/cdi_askewsholts_vlebooks_9781683673101

 

3)Gene Cloning and DNA Analysis : An Introduction T. A. Brown;T. A. Brown eBook    |2016 

eBook2016 https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/15r2rl8/cdi_askewsholts_vlebooks_9781119072553

 

4) S. B. Primrose and R. M. Twyman Principles of gene manipulation and genomics /, SEVENTH EDITION, 

eBook eBook  | 2006. https://bibcercador.uab.cat/permalink/34CSUC_UAB/15r2rl8/cdi_askewsholts_vlebooks_9781444309096

 

5) H. Freeman. Recombinant DNA : genes and genomes - a short course, 2007

6) J. Perera, Julián. Ingeniería genética 2002

 

b) Articles de revisió publicats en revistes científiques.

Les referències bibliogràfiques dels diversos articles de revisió recomanats seran indicades en el material gràfic de les classes. Aquests articles de revisió correspondran a revistes que són accessible per xarxa des de la UAB.


Programari

 Microsoft Word, PowerPoint, Excel

 Disseny Primers: Serial Cloner 2.6, NetPrimer, Primer3Plus, Primer-BLAST, PrimerX.


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 331 Català primer quadrimestre matí-mixt
(PAUL) Pràctiques d'aula 332 Català primer quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 331 Català primer quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 332 Català primer quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 333 Català primer quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 334 Català primer quadrimestre matí-mixt
(TE) Teoria 33 Català primer quadrimestre matí-mixt