UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

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1 UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO DEPARTAMENTO DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL Curso de actualización BASES DE INGENIERIA GENETICA Responsable: Baldomero Alarcón Zúñiga, Ph.D. Página WEB del curso: Presentación El desarrollo biotecnológico a nivel mundial ha dado enormes avances en las ultimas tres décadas, enfocándose en el estudio y desarrollo de técnicas moleculares que permitan entender con mayor profundidad la biología del ADN e ingeniería genética de las especies. La asignatura del curso de actualización tiene como objeto de estudio los fundamentos y técnicas novedosas relacionadas con la biología molecular (marcadores moleculares), ingeniería genética, estadística y bioinformática, así como con el estudio de la expresión de genes. El personal que asista al curso de actualizacion tendrá una visión general de las ventajas y desventajas que ofrece la utilización de estas nuevas biotecnologías de manipulación genética, que le permitirán tener criterios técnicos para implementarlas dentro de su desarrollo profesional. El programa del curso de actualización además incluye aspectos éticos y legales relacionados con la Ingeniería Genética y biodiversidad, que complementarán la formación bioética de los estudiantes. Objetivos de la asignatura: Caracterizar las diferentes formas de organización molecular de organismos procariontas y eucariontes, enfatizando en organismos modelos, con el objeto que el personal interesado comprenda los conceptos y los métodos propios de la tecnología del marcadores moleculares, construcción de oligonucleótidos, manejo de base de datos genómicas, ADN recombinante, herramientas biológicas para la clonación molecular, análisis molecular de los sistemas biológicos, aplicaciones en el diagnóstico molecular de caracteres genéticos y obtención de organismos transgénicos. Resumen didáctico El curso de actualización de Bases de Ingeniería Genética es teóricopractica, impartido a técnicos y profesionistas relacionados con el área de biotecnología. Los objetivos educativos (actitudes y valores) que el personal interesado implementará son: ética y colaboración a través de trabajo grupal, sensibilidad y compromiso con las necesidades de la tecnología agroalimentaria.

2 Metodología de trabajo. Este curso de actualización es teórico-práctico, donde la teoría se impartirá en el salón de clases por el responsable del curso, y las prácticas se harán en algunos laboratorios dentro y fuera de la Universidad Autónoma Chapingo. Se empleará la metodología constructivista y métodos activos de enseñanza, dando prioridad a actividades participativas grupales e individuales. Se visitarán al menos cuatro laboratorios de Ingeniería Genética. Se emplearán apuntes y medios audiovisuales, lecturas en revistas científicas, y protocolos de campo, invernadero y laboratorio para la determinación y manipulación de ADN. El alumno además podrá manejar diversos paquetes computacionales relacionados con secuenciación de ADN en especies modelo (NCBI, TIGR), caracterización y diseño de marcadores moleculares (Primer 3), identificación de genes y construcción de plásmidos y vectores. CONTENIDO 1.- Introducción a la Ingeniería Genética Molecular. 2.- Herramientas biotecnológicas de Ingeniería Genética. 3.- Perspectivas de biotecnología molecular. Unidad 1.- Introducción a la Ingeniería Genética Molecular. Objetivos: Esta unidad cubre las leyes de Mendel, DNA como material genético, especies modelo para el estudio genómico, dogma central, organización y transmisión de genomas nucleares y citoplásmicos, y mutaciones. Se estudian las principales técnicas para detectar y caracterizar la variación alélica, especialmente a nivel de ADN por enzimas de restricción y PCR. Estudiar los orígenes y analizar las herramientas, métodos y productos de la Ingeniería Genética. Sistemas de habilidades Estudiar los principios básicos de Estructura y regulación del ADN. biología celular y genética clásica y Análisis genético y control de la molecular expresión en seres vivos. Analizar la historia de los avances de Orígenes de la Ingeniería Genética. ingeniería molecular y genética, desde sus principios y situación actual. Genes e información genética. Flujo de información genética. Evaluar los principales métodos y productos de la Ingeniería Genética. Carga Horaria: 10 h Estructuras genómicas involucradas en la expresión genética. Mapeo genético, marcadores moleculares y clonación.

3 Metodología. Métodos de enseñanza: Conferencia, lectura de material impreso, técnicas analíticas de laboratorio y discusión modalidad pequeños grupos. Práctica: Colección, procesamiento y análisis a nivel de campo, invernadero y laboratorio de material genético y ADN recombinante. Unidad 2.- Herramientas biotecnológicas de Biología Molecular e Ingeniería Genética Objetivo: Estudiar las principales bases de datos genómicas, NCBI y TIGR, y construir, diseñar y caracterizar marcadores moleculares de genes importantes. Esta unidad también es una introducción a los tópicos selectos de bioinformática: (1) análisis de secuencias; (2) identificación de genes (modelos Markov); (3) significado textual; (4) construcción de mapas genéticos y diversidad genética de poblaciones. Analizar el ensamblaje molecular de ADN, infección, transfección y clonación de genes selectos. Identificar los tipos de investigación genética que son de interés prioritario para la Agroindustria y ramas afines. Sistema de habilidades Analizar la anatomía general del ADN Análisis de secuencias nucleótidas, clonado y localización en el genoma determinación de segmentos, y función hospedero. de fragmentos de ADN clonados. Estudiar especies modelo y manejo de Diseño y manejo de paquetes base de datos de software disponibles computacionales; estudio de en Internet (NCBI, TIGR). Manejo y secuencias selectas de primers; y construcción de marcadores construcción de mapas de ligamientos moleculares por PRC y sondas. por MapMaker y JointMap. Evaluar la función de fragmentos de ADN clonados. Carga horaria: 10 h. Definición de patrones de expresión génica en el tiempo y espacio. Metodología. Metodología de enseñanza: Conferencias, lectura de material impreso, discusión plenaria y técnicas analíticas de laboratorio; y practicas en la sala de computo. Practicas: Establecimiento de protocolos de laboratorio. Manejo de paquetes computacionales para construcción de marcadores moleculares, mapas de ligamientos, vectores y secuencia de ADN.

4 Unidad 3. Perspectivas de biotecnología molecular. Objetivos: Analizar e identificar los principales procedimientos moleculares y genéticos. Discutir las características de regímenes de propiedad intelectual, ética profesional, e implicaciones prácticas que se tienen en la Agroindustria. Sistema de habilidades Estudiar las principales técnicas en el Animales transgenicos y manipulación aislamiento, expresión y transferencias de células embrionarias. Cultivos de genes en animales y plantas. transgenicos. Analizar las aplicaciones de la Ingeniería genética al genoma animal, Ingeniería Genética implicadas en vegetal y humano. Farmacogenética o enfermedades animal y vegetal. terapia genética. Organizar mesas de trabajo sobre la regulación legal de organismos genéticamente modificados y la ética profesional en la Agroindustria. Carga horaria: 10 h. Propiedades de derechos intelectuales en herramientas moleculares o sistema de marcadores. Patentes. Aspectos éticos y trascendencia social. Metodología Métodos de enseñanza: Conferencia, lectura de material impreso, análisis de laboratorio, discusión plenaria y en pequeños grupos. Practicas: Preparación de material de invernadero y laboratorio. Visita a centros de investigación genómica. Procesos de producción. Visita de campo. Costo del Curso de Actualización por participante: $4, Fecha de Inicio: 18 de Agosto de 2005 Fecha de término: 9 de diciembre de 2005 Sesiones: Jueves 4-8 pm semanal Lugar: Departamento de Ingeniería Agroindustrial Salón A22

5 Bibliografía Adams, M.D., Fields, Ch., Venter, C. (1994). Automated DNA sequencing and analysis. Academic Press. pp.: 368. Birren et al. (1999). Genome analysis. 4 Volúmenes. Cold Spring Harb. Lab.Press. Brown, T.A. (2001). Gene cloning and DNA analysis. An introduction. 4ª edición. Ed. Blackwell Science. 363 pp. Glick, B.R., J.J. Pasternak. (1994). Molecular Biotechnology. Principles and Applications of Recombinant DNA. ASM Press. pp.:500. Glover D M. y Hames B.D. (1994). DNA cloning (1,2,3 y 4). A practical approach. IRL Press Izquierdo, M. (2001). Ingeniería genética y transferencia génica. Ed. Pirámide. Pp.341 Micklos D.A., G.A. Freyer, D.A. Crotty. (2004). DNA science: A first course. 2 nd Ed. CSHL Press. USA. 575 p. Ordanza R.N Biotecnologia básica. Ed. Trillas. México. 184 p. Pereira, J, A Tormo, JL García. (2001). Ingeniería genética. Vol I. Preparación, análisis, manipulación y clonaje de DNA. Ed. Síntesis. 527 p. Perera, J.; Tormo, A., J.L. Garcia. (2001). Ingenieria genetica. Vol.II. Expresion de DNA en sistemas heterologos. Ed. Sintesis. 392 pp. Primrose, S.B. Twyman, R.M., R.W. Old. (2001). Principles of gene manipulation. 6ª ed. Blackwell Science. pp.:390. Sambrook, J., Fritsch, E.F. y Maniatis, T. (1992). Molecular cloning. A laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press. (3 Volúmenes). Valadez, E. y G. Kahl Huellas de ADN de genomas de plantas. MundiPrensa México. S.A. de C.V. 147 p. Weaver, R.F. (2002). Molecular Biology. 2 nd Ed. McGraw-Hill Comp. New York. 859 p. Revistas científicas EMBO reports; Genes and Development; Genetics; Genome Research; Journal of Heredity; Molecular and Cellular Proteomics; Plant Molecular Biology Reports; Proceeding of National Academy of Sciences (PNAS); Nature