Departamento: Microbiología y Biología Celular Área de Conocimiento: Microbiología

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1 Datos descriptivos de la asignatura Datos generales de la asignatura Asignatura: BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA Centro: Facultad de Biología. Universidad de La Laguna Plan de estudios/programa: Master en Biotecnología Créditos de la asignatura Créditos ECTS: 4 Prerrequisitos para cursar la asignatura Esenciales: Recomendables: Profesorado que imparte la asignatura Coordinador: Dra. Milagros León Barrios Departamento: Microbiología y Biología Celular Área de Conocimiento: Microbiología Teléfono: Correo electrónico: mileonba@ull.es Dirección web docente: Profesorado: - Dra. Milagros León Barrios. - Dr. Ricardo Pérez Galdona. Microbiología y Biología Celular. Microbiología. Facultad de Biología. Universidad de La laguna , rperezga@ull.es - Dr. Sebastián Méndez Álvarez. Microbiología y Biología Celular. Microbiología. Facultad de Biología. Universidad de La laguna , sebastianmendez@funcis.org Horario y aula de impartición: Desde las 16 a las 20 horas. Facultades de Med, Far, Biol, Quim. Ver POD Tutorías: Durante las sesiones de impartición en el aula Importancia de la asignatura en el Programa Los microorganismos son uno de los pilares centrales de la Biotecnología; el grueso de las industrias Biotecnológicas usan microorganismos y casi cualquier campo de nuestra sociedad actual se beneficia de una u otra manera de la Biotecnología Microbiana. 1

2 Competencias y objetivos Competencias: -Evaluar las ventajas e inconvenientes del uso de un microorganismo particular en la producción de un metabolito de interés -Conocer los parámetros críticos de diferentes procesos biotecnológicos y proponer posibles soluciones ante un inconveniente. Objetivos: Objetivos del título desarrollados en la asignatura Los objetivos del título que se desarrollan a través de esta asignatura consisten en la adquisición de los conocimientos fundamentales de la biotecnología microbiana. Objetivos generales de la asignatura Capacitar al alumno con conocimientos que le puedan permitir el diseño de los parámetros esenciales de un proceso biotecnológico con microorganismos. Que sea capaz de proponer qué grupo de microorganismos sería más apropiado y qué condiciones fisicoquímicas del proceso de producción serán los parámetros más críticos. Objetivos específicos de la asignatura -Adquirir una visión global y actualizada de las posibilidades que ofrece el uso de los microorganismos en Biotecnología y su repercusión en distintos sectores industriales y en el bienestar social. -Conocer las características que debe reunir un microorganismo de importancia biotecnológica -Conocer las técnicas utilizadas en la manipulación genética de los microorganismos a fin de obtener cepas de producción de interés para los diferentes procesos biotecnológicos. -Adquisición de conocimientos teóricos y prácticos sobre las características de producción de algunos de los principales productos de la biotecnología microbiana con especial énfasis en el sector farmacéutico y sanitario Contenidos de la asignatura Temas/epígrafes BLOQUE 1: FUNDAMENTOS DE BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA Introducción a la Biotecnología microbiana. Concepto. Breve desarrollo histórico de los procesos biotecnológicos. Perspectivas futuras. Microorganismos de interés en Biotecnología. Búsqueda de microorganismos y actividades de interés. Los microorganismos como factorías celulares de moléculas: Metabolitos primarios y secundarios. Sustratos para la fermentación industrial. Conservación y mantenimiento de las cepas. 2

3 Mejora genética de cepas. Estrategias para la generación de variantes genéticas. Regulación del metabolismo y superproducción de metabolitos microbianos. Sistemas de expresión para la producción industrial de proteínas recombinantes. Genómica y genómica inversa en la detección de dianas y producción de antimicrobianos. Los proyectos genoma. Metagemomas bacterianos. El genoma de la comunidad. Mecanismos de bloqueo de la TGH. Nuevos métodos de interferencia: ARNs interferentes. Ingeniería metabólica de las vías de biosíntesis de metabolitos secundarios. Detección y caracterización de genes de rutas biosintéticas. Clonación de genes de interés para la mejora de la producción. Diseño de metabolitos contra mecanismos de resistencia. BLOQUE 2. TECNOLOGÍA DE LAS FERMENTACIONES Biorreactores y Sistemas de fermentación. El salto de escala. Recuperación del producto. Concepto de fermentación en la industria. Sistemas de fermentación. Fermentación en estado sólido y en cultivo sumergido. Fermentación discontinua, alimentada y continua. Diseño de fermentadores. Sistemas inmovilizados. Significado del salto de escala. Pasos en el escalado de un proceso y parámetros de importancia. Métodos en la recuperación de productos de fermentación. BLOQUE 3. INDUSTRIAS DE LA BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA La Biotecnología microbiana en el sector farmacéutico y sanitario. Producción de antibióticos. Producción de enzimas. Producción de vitaminas. Procesos de bioconversión. Producción de proteínas terapéuticas recombinantes (Hormonas, Interferones). Producción de anticuerpos monoclonales. Producción de vacunas. Otros productos. La Biotecnología microbiana en el sector medioambiental, agrícola y alimentario. Tratamiento de residuos. Biorremediación. Recuperación de metales. Bioplásticos. Biocombustibles. Bacterias promotoras del crecimiento vegetal. Biofertilizantes. Bioinsecticidas. La Biotecnología microbiana aplicada a la industria de alimentos: principales productos. Otros productos. Método de trabajo aconsejado La metodología general del curso consistirá en lecciones magistrales y seminarios de de carácter presencial. En todas las actividades se estimulará y favorecerá el intercambio de ideas y la discusión. A lo largo del curso, los profesores promoverán la participarán de los alumnos mediante el planteamiento de preguntas o casos prácticos, o la discusión en torno a artículos escogidos relacionados con el tema. Actividades a desarrollar 1. Asistencia obligatoria a lecciones magistrales y seminarios. 2. Trabajo autónomo y tutorías a través del aula virtual. 3. Presentación seminarios sobre artículos científicos y discusión activa sobre los mismos. 4. Evaluaciones continuas. 5. Realización de una prueba escrita sobre los temas impartidos como clases magistrales. Materiales y bibliografía 3

4 Materiales necesarios 1. Acceso a través de biblioteca general o biblioteca específica del Máster a las monografías y libros recomendados. 2. Acceso a través de ordenador al aula virtual y direcciones de Internet recomendadas. Bibliografía básica BIOTECNOLOGIA: MANUAL DE MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL. CRUEGER, W. y A. Crueger. Editorial Acribia S.A. Zaragoza MICROBIAL BIOTECHNOLOGY. Glazer, A. y H. Nikaido. 2ª ed. Cambridge University Press. NY MOLECULAR BIOTECHNOLOGY: Principles and applications of recombinant DNA. B. R. Glick & J.J. Pasternak. 2ª Ed. ASM press, Washington, D.C BIOLOGÍA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA. Walker, J.M. y E.B. Gingold:. 2ª ed. Ed. Acribia, S.A MANUAL OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY. Demain, A.L. y J.E. Davies (eds.). ASM. Washington D.C. Segunda edición Bibliografía complementaria Revisiones y Artículos originales relacionados con la disciplina A lo largo del curso los profesores propondrán a los alumnos la lectura de Revisiones y Artículos relacionados con los contenidos de la materia. -Advances in Applied Microbiology. Departamento de Microbiología, Facultad de Farmacia. - Journal of Applied Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. A partir de 2007 disponible sólo como acceso electrónico. - Journal of Microbiology and Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. A partir de 2007 disponible sólo como acceso electrónico. - Applied and Environmental Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. - Nature Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. - Journal of Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta el Letters in Applied Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta el Reviews in Molecular Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta Metodología y volumen de trabajo Método de enseñanza 4

5 Clases magistrales y seminarios, conferencias por profesores invitados, presentación y discusión de artículos científicos, tutorías presenciales y a través del aula virtual, y realización de trabajo monográfico. Volumen de trabajo Créditos: 4 Horas: 100 Actividades de aprendizaje Modalidades de enseñanza Presencialidad Volumen de trabajo Trabajo autónomo Horas totales Clases teóricas y tutorías Preparación, Presentación y Discusión de Seminarios Otras actividades: visitas 4 4 Realización de exámenes y actividades de evaluación 2 2 Horas totales Sistemas de evaluación y calificación Recomendaciones para la evaluación -Asistencia a las clases magistrales, seminarios y tutorías. Se considerará positiva cuando se haya asistido al menos al 85%. La evaluación positiva tendrá un valor del 20% de la nota. -Preparación, Presentación y Participación en Seminarios: Los alumnos elegirán de acuerdo con el profesor uno de los temas del programa que será presentado y expuesto en clase hacia el final del cuatrimestre. Tendrá un valor máximo del 40% de la nota total. -Prueba escrita: Al final del cuatrimestre (fecha a convenir) se realizará una prueba escrita en forma de preguntas de desarrollo corto, casos prácticos, definiciones. La prueba escrita tendrá un valor máximo del 40% de la nota. Estrategia evaluativa Tipo de prueba Competencias Criterios Ponderación Asistencia 20% Seminarios 40% Prueba escrita 40% 5