GUÍA DOCENTE DINÁMICA CELULAR Y TISULAR. Curso

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1 GUÍA DOCENTE DINÁMICA CELULAR Y TISULAR Curso

2 I.- DATOS INICIALES DE IDENTIFICACIÓN Nombre de la asignatura: Dinámica Celular y Tisular Carácter: Troncal Titulación: Master en Biología Molecular, Celular y Genética Ciclo: Segundo Departamento: Biologia Cel lular i Parasitologia Profesores responsables: Francisco Pérez Sánchez Rosana Sáez Pérez Enrique Lanuza Navarro Prof. invitada (curso 08-09): Helena Mira II.- INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA La mayor parte de los procesos celulares implican interacciones entre un número elevado de productos génicos. Estas interacciones pueden ser bioquímicas, como en la activación de una proteína por otra, o mecánicas, como en la generación de fuerzas entre componentes celulares. La asignatura Dinámica Celular y Tisular pretende dar una visión integradora de la complejidad de los mecanismos implicados, a diferentes niveles de organización y en distintos contextos funcionales, en el comportamiento de células y tejidos. III.- VOLUMEN DE TRABAJO Asistencia a clases teóricas: 2 horas/tema x 9 temas = 8 horas/curso Estudio para preparación clases de teoría: 2 horas/tema x 9 temas = 8 horas/curso Estudio para preparación de exámenes: 5 horas/curso Realización de exámenes: 2 horas/curso Asistencia a tutorías: hora/tema x 9 temas = 9 horas/curso Asistencia a seminarios y conferencias: 6 horas/curso Preparación de seminarios: 8 horas/curso En síntesis: ACTIVIDAD Horas/curso ASISTENCIA A CLASES TEÓRICAS 8 ESTUDIO PREPARACIÓN CLASES 8 ESTUDIO PREPARACIÓN DE EXÁMENES 4 REALIZACIÓN DE EXÁMENES 2 ASISTENCIA A TUTORÍAS 9 ASISTENCIA A SEMINARIOS Y CONFERENCIAS 6 PREPARACIÓN DE SEMINARIOS 8 TOTAL VOLUMEN DE TRABAJO 75 2

3 IV.- OBJETIVOS GENERALES El objetivo principal de la asignatura Dinámica Celular y Tisular consiste en facultar al alumno para integrar sus conocimientos sobre macromoléculas y sus funciones, ampliados por la Genómica y la Proteómica, bajo la perspectiva de la Biología Celular. Pretende que el alumno pueda manejar información sobre estructura, localización, función, evolución y organización molecular y celular, alcanzando un nivel conceptual que facilite el razonamiento y comprensión de procesos fundamentales en el comportamiento de células y tejidos. Con este propósito, se han elegido temas relativos a la adhesión, movimiento, ciclo, diferenciación, renovación y muerte celular, todos ellos implicados en el gran dinamismo que rige la construcción y el mantenimiento de los tejidos. V.- CONTENIDOS Los contenidos se organizan en torno a tres grandes bloques temáticos: I. Interacción intercelular y entre las células y la matriz extracelular, como resultado de los procesos de comunicación, adhesión y movimiento celular. II. Mecanismos celulares de proliferación, diferenciación, renovación y mantenimiento de los tejidos, incluyendo el papel clave de las células madre. III. Envejecimiento y muerte celular como etapas programadas en el ciclo de vida celular y como consecuencia de fenómenos de lesión celular. Estos procesos, que a nivel celular implican mecanismos de señalización, tráfico de moléculas y vesículas, reorganización del citoesqueleto y polarización, son esenciales en diferentes aspectos del comportamiento celular y tisular en condiciones fisiológicas y patológicas. Entre éstos, la morfogénesis embrionaria, la defensa inmunitaria, la angiogénesis, la regeneración del tejido nervioso, la cicatrización y la metástasis, constituyen los modelos fundamentales sobre los que se centrará la exposición de contenidos. En la impartición de estos contenidos se evitará al máximo el solapamiento con otras asignaturas del Área de Biología Celular, especialmente la Citología e Histología y la Biología Celular. No obstante, la Dinámica Celular y Tisular tiene como objetivo alcanzar conocimientos avanzados, por lo que estas asignaturas, cursadas por el alumno con anterioridad, son las plataformas de conocimiento sobre las que se sustenta y adiciona nuevo conocimiento. Precisamente, la posibilidad de imprimir un carácter flexible y dinámico a la asignatura Dinámica Celular y Tisular, como corresponde a una disciplina en la que los nuevos descubrimientos y aplicaciones se suceden con gran rapidez, se basa en la definición de un núcleo central de conocimientos a los cuales se suma la impartición de conocimientos más avanzados. Así, los contenidos de la asignatura se distribuyen en dos niveles: i) revisión sinóptica de los conocimientos básicos, adquiridos previamente por los alumnos, que sirven como base para el acceso a conocimientos más avanzados; y ii) integración de nuevos conocimientos que permitan al alumno alcanzar una visión 3

4 globalizadora del funcionamiento de la célula y del comportamiento tisular. De esta manera, el nivel de conocimientos básicos es utilizado como una plataforma sobre la que asentar y construir nuevos conceptos de nivel avanzado. La asignatura tiene además un componente metodológico importante. Se planteará el uso de técnicas y diseños experimentales que permitan abordar de forma dinámica el análisis de los procesos objeto de estudio. Para ello se prestará especial atención a la elección de los modelos experimentales (modelos in vitro e in vivo, de ganancia y/o pérdida de función, de introducción de los genes de interés mediante electroporación, infección con virus, etc, técnicas de análisis de expresión génica in situ y también de genómica y proteómica) y al uso de técnicas microscópicas apropiadas para la visualización de marcadores moleculares en muestras vivas, tales como la microscopía basada en distintos tipos de proteínas fluorescentes, la microscopía confocal fluorescente, la citometría cuantitativa, la videomicroscopía o la microscopía de doble fotón. Aunque la asignatura se centra en la dinámica celular y tisular normales, también se incluye un tema sobre biología celular y molecular del cáncer. VI.- DESTREZAS A ADQUIRIR Para la consecución de los anteriores objetivos, el alumno deberá potenciar las siguientes destrezas genéricas y específicas: Fluidez y propiedad en la comunicación oral y escrita. Aprender y manejar una terminología correcta en relación con la célula. Compromiso personal de esfuerzo para el aprendizaje. Desarrollar la capacidad del alumno en el diseño experimental y el análisis e interpretación de resultados. Formular esquemas, diagramas, mapas conceptuales, tablas comparativas, etc. Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes. Uso de tecnologías de la información. Adquirir un nivel conceptual integrador que le permita tener una visión dinámica de los procesos que ocurren a nivel celular y tisular VII.- HABILIDADES SOCIALES Habilidad para trabajar de forma autónoma, con inquietud por la calidad y de demostrarse a sí mismo que los resultados conseguidos dependen de su habilidad e interés. Habilidad para trabajar en grupo. Capacidad para resolver interrogantes relacionados con el temario y de posible aplicación profesional posterior. Capacidad para valorar la proyección de los conocimientos en biología de la célula y sus perspectivas futuras, adoptando actitudes críticas y reflexivas. 4

5 Asistencia a eventos académicos (conferencias, congresos, seminarios, concursos, etc.) para conocer científicos, sociedades y organizaciones del campo de la Biología Celular. VIII.- TEMARIO Y PLANIFICACIÓN TEMPORAL Tema Título y contenido Semanas Citoesqueleto y transporte citoplasmático. Revisión sinóptica de la composición, organización y funciones del citoesqueleto. Mecanismos de regulación de la polimerización, organización e interacción de microtúbulos y filamentos de actomiosina. Motores moleculares y sus interacciones. Movimiento de orgánulos, estructuras y macromoléculas como mecanismo básico de la dinámica celular. 2 Adhesión celular. Revisión sinóptica de la composición, organización y funciones principales de la matriz extracelular y de las moléculas de adhesión celular. Mecanismos de reconocimiento y adhesión celular en la integración de células en tejidos y el desarrollo multicelular. 3 Movimiento celular. Modelos y técnicas de estudio de los cambios dinámicos de la forma celular y del movimiento celular. Regulación de la morfología celular y la migración celular por el citoesqueleto y por la composición y las propiedades mecánicas del sustrato y la topografía tisular. Regulación de la dinámica cortical del citoesqueleto de actomiosina. Adhesión y migración celular en la morfogénesis, la inmunidad y la diseminación de las células tumorales. 4 Función de los filamentos intermedios en la especificación del tipo celular. Proteínas constituyentes. Estructura y ensamblaje. Funciones y organización intracelular. Regulación. Proteínas asociadas. Propiedades motiles. Alteraciones y su papel en patologías humanas. 5 Ciclo celular y diferenciación celular. Constancia del genoma (totipotencia y pluripotencia) y diferenciación genética. Niveles de control de la determinación y la diferenciación celular. Interacciones nucleocitoplasmáticas. Inhibición lateral. Transdiferenciación. Memoria celular: mantenimiento del estado diferenciado. 6 Renovación celular y tisular. Tejidos con células permanentes. Tejidos con células no permanentes. 5

6 Renovación de células diferenciadas. Renovación por duplicación. Renovación por células madre. Concepto de nicho. Ingeniería de tejidos y nuevas tecnologías de regeneración y reparación de tejidos basadas en la utilización de células madre y biopolímeros. 7 Envejecimiento celular. Cambios celulares durante el envejecimiento. Teorías sobre las causas y mecanismos del envejecimiento celular. Radicales libres de oxígeno. Gerontogenes. Envejecimiento mitocondrial. Telomerasa. Regulación del ciclo celular y envejecimiento. Evolución del envejecimiento. 8 Muerte celular. Causas, caracterización y significado funcional de los distintos tipos de muerte celular: necrosis, apoptosis y autofagia. Apoptosis: receptores, cascada de enzimas proteolíticas y regulación del proceso apoptótico. Factores de supervivencia y señales de muerte. La apoptosis como mecanismo fundamental de la formación y remodelación de los tejidos. Patología y apoptosis. 9 Biología del cáncer. Biología de las células tumorales. Factores ambientales y cáncer. Oncogenes. Genes supresores de tumores. Defectos en la reparación del ADN. Quimiorresistencia. Bases celulares de la progresión tumoral. Angiogénesis. Marcadores tumorales celulares. Aspectos básicos relacionados con la terapia. 0 Seminarios. Ampliación y complementación del temario. 2 IX.- BIBLIOGRAFÍA DE REFERENCIA Bibliografía básica: Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts y J.D. Watson. (2004). Biología Molecular de la Célula. 4ª ed, Omega. (*) Becker, W.M., L.J. Kleinsmith y J. Hardin. (2006). The World of the Cell. 4ª ed. Benjamin/Cummings Publishing Company. Cooper, G.M. y R.E. Hausman (2003). The Cell: A molecular approach. 3rd ed. Sinauer Associates Inc. (*) Gilbert, S.F. (2005) Biología del Desarrollo. 7ª ed. Editorial Médica Panamericana. (*) Karp, G. (2004). Cell and Molecular Biology. 4ª ed., Wiley. Kufe, D.W., R.E. Pollock, R.R. Weichselbaum, R.C. Bast, T.S. Gansler y J.F. Holland. (2003). Cancer medicine. 6ª ed. BC Decker Inc. (*) Kumar, U., Abbas, A.K., Fausto, N. (2005). Robbins y Cotran. Patología Estructural y Funcional. 7ª ed. Elsevier. 6

7 Janeway, Ch.A., P. Travers, M. Walport y M. Shlomchik. (200) Immunobiology. 5th ed. Garland Publishing. (*) Lodish, H., A. Berk, P. Matsudaira, C.A. Kaiser, M. Krieger, M.P. Scott, S.L. Zipursky y J. Darnell (2005) Biología Celular y Molecular. 5ª ed. Editorial Médica Panamericana. (*) Purves, D, G.J. Augustine, D. Fitzpatrick, L.C. Katz, A.S. LaMantia, J.O. McNamara, S.M. Williams. (200). Neuroscience. 2nd ed. Sinauer Associates, Inc. (*) La edición inglesa de los libros marcados con (*) puede ser consultada en Internet de forma gratuita en la base de libros de texto del National Center for Biotechnology Information (NCBI), en la siguiente dirección web: Bibliografía complementaria: Se proporcionará a los alumnos la bibliografía específica para preparar cada tema. Constará de artículos científicos originales, artículos científicos de revisión, artículos de divulgación, capítulos de libros y recursos de internet. El alumno podrá consultar parte de esta información en: Acceso a artículos científicos en la base de revistas del NCBI: Los resúmenes de todas las revistas están accesibles de forma gratuita. En algunas de ellas se puede acceder también al artículo completo. Acceso a artículos científicos desde el Servicio de Información Bibliográfica de la Universitat de València: Acceso a una lista de revistas electrónicas desde un ordenador del campus. X.- METODOLOGÍA Clases teóricas. En ellas se expondrán y discutirán los aspectos nucleares del temario y se orientará el trabajo individual del alumno fuera de clase. Tendrán una periodicidad de 2 sesiones de una hora por semana. Seminarios. Consistirán en el estudio en profundidad por parte del alumno de un tema relacionado con los contenidos de la asignatura y su posterior exposición y discusión oral en clase. Los alumnos deberán preparar al menos un seminario y entregar una memoria escrita de sus contenidos. La preparación de seminarios y asistencia a las sesiones de exposición serán obligatorias para todos los alumnos. Además de los seminarios, se promoverá la asistencia a conferencias, jornadas u otras actividades. Tutorías. Tienen por objeto una orientación individualizada del alumno, dirigida especialmente a la resolución de dudas y cuestiones suscitadas por los contenidos de la asignatura, asesoramiento en la selección de las fuentes bibliográficas para temas 7

8 específicos y preparación de los seminarios. Proporcionan además al profesor un seguimiento estrecho del proceso de aprendizaje. Podrán organizarse también tutorías colectivas. XI.- EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE Se realizará una prueba escrita que podrá incluir preguntas tipo test y preguntas cortas. Supondrá hasta un 70% de la nota final. Las cuestiones desarrolladas en clase a lo largo del cuatrimestre supondrán un 20% de la nota final El seminario puntuará hasta un 0% de la nota final. Las actividades de asistencia no obligatoria (clases teóricas, tutorías personales y colectivas) podrán modular la nota final, en función de la participación e interés del alumno. 8