Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Fundamentos moleculares fisiológicos de la biotecnología/Biología y genética molecular

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Descripción/Contenidos

Arquitectura molecular: genes y proteínas. Estabilidad del genoma. Replicación y reparación. Mutagénesis y pro-
ducción de mutantes. Transcripción y traducción. Recombinación y trasposición. Estructura y función de la
maquinaria protéica.

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Competencias genéricas

CB2 -  Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.

CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.

CT4 - Capacidad para el trabajo en equipos multidisciplinares y multiculturales.

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Competencias específicas

CG3 - Tener las habilidades experimentales y analíticas para trabajar con autonomía en un laboratorio siendo capaz de plantear experimentos y de describir, analizar, evaluar e interpretar la información resultante para proponer soluciones alternativas y novedosas frente a problemas conocidos y/o emergentes.

CG4 - Conocer los principios fundamentales de las ciencias experimentales para ser capaz de integrarlos en los contenidos propios del grado.

CE6 - Dominar las bases moleculares, celulares, fisiológicas, genéticas y de herencia génica que determinan la organización, funcionamiento e integración de los seres vivos y su interacción con el medio natural.

CE8 - Dominar fundamentos moleculares, herramientas, métodos y técnicas instrumentales de purificación, cuantificación y caracterización de las biomoléculas para aislar, diseñar, construir, modificar, clonar, expresar y detectar proteínas y ácidos nucleicos.

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Resultados aprendizaje

RA1. Comprender las bases moleculares de los organismos vivos en el marco de su aplicación en los procesos biotecnológicos.

RA2. Entender la expresión y los mecanismos de control de la expresión génica.

RA3. Entender los mecanismos de síntesis, degradación y regulación proteica.

RA4. Realizar experimentos y/o diseñar aplicaciones de forma independiente y describir, cuantificar, analizar y evaluar críticamente los resultados obtenidos. Familiarizarse con el trabajo en el laboratorio, la instrumentación y los métodos experimentales.

RA5. Trabajar de forma coordinada con otros profesionales en grupos multidisciplinares así como comunicar aspectos fundamentales de su actividad profesional a otros de su área, de áreas afines y a un público no especializado.

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Metodología

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Evaluación

Nota: Si en alguna de las actividades no se cumpliera el mínimo para ponderar, la nota de la asignatura será como máximo de 4,9 sobre 10 (suspenso).

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Temario

Módulo 1. Ácidos nucleicos y proteínas

• Tema 1.1. La estructura del ADN y ARN

Naturaleza, características y descubrimiento del material genético. Estructura del ADN: conformación, orientación, los surcos y su funcionalidad. Topología del ADN: propiedades, tipos, las topoisomerasas y su mecanismo de acción. ARN: estructura química, funciones, estereoquímica, conformación en doble hélice, estructura terciaria, modificaciones postranscripcionales, ARN regulatorios.

• Tema 1.2. Las proteínas como agentes de reconocimiento molecular

Aminoácidos con propiedades conformacionales especiales. Estructura tridimensional de proteínas. Cambios conformacionales. Dominios proteicos: características comunes y tipos. Dominios y motivos comunes de interacción con ADN y ARN.

Módulo 2. Mantenimiento del genoma

• Tema 2.1. Estructura del genoma, la cromatina y el nucleosoma.

Composición de los genomas y diversidad de cromosomas. Duplicación y segregación de cromosomas. El nucleosoma. La estructura de la cromatina y su regulación. Ensamblaje del nucleosoma.

• Tema 2.2. La replicación del ADN

La química de la síntesis del ADN. El mecanismo de la ADN polimerasa. La horquilla de replicación. Las fases de la replicación. Diferentes modos de replicación: en procariotas, en plásmidos, en el cromosoma de eucariotas, en orgánulos. La PCR: fundamentos y aplicaciones.

• Tema 2.3. Las mutaciones y la reparación del ADN

Los errores de la replicación y su reparación. Daños que sufre el ADN. Reparación y tolerancia al daño. Clasificación y detección de las mutaciones. Mutagénesis: tipos y utilidad.

• Tema 2.4. La recombinación de ácidos nucleicos

Iniciación de la recombinación. Modelos de recombinación homóloga. Maquinaria proteica en la recombinación homóloga. Recombinación homóloga en eucariotas. El mating-type switching. Consecuencias genéticas de la recombinación homóloga. Recombinación heteróloga.

• Tema 2.5. La recombinación específica y transposición

Recombinación específica conservadora. Ejemplos de recombinación específica. La transposición: mecanismos, tipos de elementos transponibles, propiedades de los transposones, ejemplos de transposones y su regulación. La recombinación V (D) J.

Módulo 3. Expresión del genoma

• Tema 3.1. La transcripción

Maquinaria de la transcripción. Elementos genómicos para la transcripción. Mecanismo molecular de la transcripción en procariotas. Fases de iniciación, elongación y terminación. La transcripción en eucariotas.

• Tema 3.2. El procesamiento del ARN

Tipos de procesamientos que sufren los ARNs. La química del procesamiento de ARN. La maquinaria de procesamiento. Rutas de procesamiento. El mecanismo de splicing y de splicing alternativo. Edición y transporte del ARNm. Mecanismos de degradación del ARNm.

• Tema 3.3. La traducción

La maquinaria de traducción: ARN mensajero y transferente, el ribosoma, las aminoacil ARNt sintetasas, otros factores. La acilación. El proceso de traducción en procariotas: inicio, elongación y terminación. Diferencias entre procariotas y eucariotas. Mecanismos de eliminación del ARNm defectuoso.

• Tema 3.4. El código genético

Propiedades del código genético. Las reglas que rigen el código genético. El concepto wobble. Las mutaciones supresoras. La universalidad del código genético.

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Programa de prácticas experimentales

• Estructura tridimensional de ADN y ARN
• Interacciones moleculares proteína-ADN
• El laboratorio de biología molecular
• Extracción y análisis de ADN eucariota
• Degradación de ADN
• Extracción y análisis de ADN plasmídico
• Amplificación de ADN plasmídico por PCR
• Elementos de expresion génica
• Mutagénesis de ADN
• Identificación de elementos genéticos móviles

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Básica

Genetics: Analysis of Genes and Genomes. 2019. Hartl DL, Cochrane BJ. Jones and Bartlett. Libro electrónico disponible en la biblioteca Upna

Molecular biology: principles of genome function. 2021. Craig NL, Green R, Greider CW, Storz G, Wolberger C. JD, Baker TA, Gann A, Levine M, Losick Oxford University Press. ISBN: 9780198788652

Molecular biology of the gene. 2013. Watson JD, Baker TA, Gann A, Levine M, Losick R. Pearson. 872 pp.

Complementaria

Essentials of molecular genetics. 2015. Migliani G. Alpha Science. 772 pp.

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Idiomas

CASTELLANO

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Lugar de impartición

Aulario y laboratorios e instalaciones de la ETSIAB (edificios Los Olivos y El Sario). Campus Arrosadía.

Los lugares concretos donde se desarrollan cada una de las actividades se publicarán al dar comienzo la asignatura.

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