GENÉTICA MOLECULAR. Unidad 1: Introducción a la genética molecular
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- Carlos Robles Reyes
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1 GENÉTICA MOLECULAR CONTENIDOS CONCEPTUALES COMPETENCIAS Unidad 1: Introducción a la genética molecular Concepto de genética molecular y aplicaciones a diferentes ramas de la ciencia. Dogma central de la genética molecular. Revisión de los fundamentos moleculares y celulares de la herencia. El material genético Estructura primaria y secundaria del DNA: Modelo de Watson y Crick. Reglas de Chargaff. Consecuencias evolutivas y hereditarias del modelo. Variaciones en la estructura secundaria del DNA: Forma Z y forma A del DNA. Variaciones locales. Palíndromos. Condensación del DNA y cromosomas: Superenrrollamiento. Proteínas de la cromatina. Niveles de condensación del DNA. Estructura primaria, secundaria y superior del RNA. Tipos de RNA. Compartimentalización celular y distribución. Análisis de ácidos nucleicos. Muestras usadas. Métodos de extracción de DNA y RNA. Cuantificación de ácidos nucleicos. Fraccionamiento de DNA o RNA mediante electroforesis, ultracentrifugación y cromatografía. Reflexionar sobre los alcance de la metodología y conceptos que vamos a estudiar. Analizar de las bases químicas que sustentan la estructura del material genético. Relacionar los fundamentos químicos con las técnicas de extracción de ácidos nucleicos
2 Unidad 2: Genómica Genómica procariota. Estructura génica. Organización: Operón. Plásmidos. Genes solapantes. DNA móvil. Replicación del genoma procariota: Características generales. Enzimología. Estrategias. Genómica eucariota. Estructura génica. Organización: DNA de copia única. DNA repetitivo codificante. DNA repetitivo no codificante. Genómica comparativa. Replicación del genoma eucariota: Características generales. Enzimología. Estrategias. Genómica viral. Estructura génica. Organización. Estrategias de replicación. Variabilidad y polimorfismo. Conservación del genoma. Concepto de individualidad genética. Mecanismos implicados en la generación de diversidad. Bases moleculares de la mutación. Reparación del DNA. Recombinación y reordenación génica. Marcadores moleculares polimórficos. Polimorfismos de regiones codificantes: Detección. Consecuencias fenotípicas y utilidad. Polimorfismo de regiones no codificantes: Detección y utilidad. Análisis genómico. Transferencia e hibridación de ácidos nucleicos: Sondas. Southernblot. Microarrays. Reacción en cadena de la polimerasa. Tecnología del DNA recombinante. Mapas genéticos y físicos. Marcadores moleculares. Secuenciación. Proyectos genoma. Analizar comparativamente genomas eucariotas y procariotas modelo. Localizar y analizar mediante herramientas bioinformáticas regiones génicas y no génicas. Discutir las estrategias utilizadas para la realización de los diferentes proyectos genoma. Comparar la estructura y estrategia de replicación viral analizando modelos como HBV, HIV, Poliovirus, Herpes, HPV, Ortomixovirus, Dengue, fago lambda. Analizar comparativo de la replicación procariota y eucariota. Fundamentar las bases del análisis genético. Clasificar los tipos de mapas y determinar su utilidad. Analizar distintas estrategias de diseño para análisis molecular. Definir los marcadores moleculares, sus tipos y ejemplos y discutir los fundamentos metodológicos para su análisis. Analizar la tecnología del DNA recombinante, las herramientas utilizadas, los usos y aplicaciones. Manejar teórica y metodológicamente los fundamentos de la hibridación, PCR, análisis con enzimas de restricción y secuenciación.
3 Unidad 3: Transcriptómica Aspectos moleculares de la transcripción. Visión temporal y secuencial del flujo génico. Características generales. Enzimología. Etapas. Diferencias entre procariotas y eucariotas. Maduración y procesamiento del RNA: Características generales del proceso. Papel de las ribonucleoproteínas. Modificaciones de los extremos. Splicing. Procesamiento de los RNA de transferencia y ribosómicos. Control de la expresión génica. Controles durante flujo de la información génica. Epigenómica y regulación epigenética: Impronta génica. Enzimas y procesos involucrados. Metiloma. Control pretranscripcional y transcripcional: Elementos reguladores en cis y tans. Tipos de promotores. Factores de transcripción. Regulación general del inicio en promotores tipo II. Regulación del inicio en promotores tipo I y III. Splicing alternativo. Regulación de la vida media de mrna. Expresión diferencial de genes: Factores de transcripción inducibles. Mecanismos de activación. Vías de transducción de señales y FT. Inducción diferencial del ciclo celular, apoptosis, diferenciación y metabolismo. Estudio de la expresión génica: Ensayos de DNasa. EMSA. RT-PCR y PCR tiempo real. Microarrays de mrna. Ensayos de gen reportador. Aplicaciones de la tecnología del DNAr. Vectores de expresión. Analizar el proceso de transcripción y maduración con una visión temporal y secuencial del flujo génico destacando las características generales y particulares de la transcripción y el procesamiento de transcripto primario. Analizar las estrategias moleculares para el estudio de la expresión génica: Ensayos de DNasa, EMSA, Metilación del ADN, RT-PCR y PCR tiempo real, Microarrays de mrna, Ensayos de gen reportador. Aplicaciones de la tecnología del DNAr. Vectores de expresión. Analizar la relación entre la activación diferencial de la transcripción y las vías de transducción de señales y los procesos celulares promovidos. Relacionar los procesos celulares, vías de transducción y activación génica para: P53, Rb, AP-1, PI3K, Stat, Smad, RAR, Receptores de estrógenos Reflexionar sobre la importancia de la epigenómica y la regulación epigenética. Control pretranscripcional y transcripcional. Splicing alternativo. Regulación de la vida media de mrna.
4 Código genético. Estructura del RNAt. Propiedades del código genético. Degeneración del código genético. Aspectos moleculares de la traducción. Características generales. Estructura de los ribosomas. Activación del aminoacil-trna. Etapas de la traducción. Regulación y control traduccional y postraduccional. Modificaciones postraduccionales: Maduración. Plegamiento de proteínas. Degradación de proteínas. Trafico y destino de proteína: Proteínas citosólicas. Proteínas de orgánulos. Proteínas de secreción. Metaboloma y fisioma. Métodos moleculares para el estudio de proteínas. PAGE. Westernblot. Electroforesis bidimensional. Secuenciación de proteínas. Transcripción in Vitro. Microarrays. Análisis enzimático. Unidad 4: Proteómica Modificaciones de la expresión génica mediante ingeniería genética: proteínas quiméricas. Mutagénesis dirigida. Unidad 5: Aplicaciones de la Genética Molecular Comprender la relación entre código genético y traducción, así como la especificidad del proceso. Revisar las modificaciones postraduccionales y su relación con el tráfico proteico. Comprender el término metaboloma y fisioma y su regulación, relacionándolo con contenidos previos. Analizar las principales estrategias y metodologías utilizadas para el estudio proteómico. Ingeniería genética y biotecnología. Aplicaciones de la genética molecular en procesos biotecnológicos. Organismos genéticamente modificados. Analizar las diferentes aplicaciones de la genética molecular a la biomedicina. Analizar las diferentes aplicaciones de la genética molecular a la
5 Aplicaciones en biomedicina. Vacunas. Clonación. Terapia génica. Farmacogenómica. Diseño de fármacos mediante ingeniería genética. Aplicaciones en la industria de la pulpa y el papel. Aplicaciones en la industria alimentaria. Marcadores moleculares y QTL. Genética del cáncer. Mecanismos de transducción de señales y cáncer. Protooncogenes y genes supresores. Cambios cualitativos y cuantitativos de la expresión génica durante el cáncer. Metilación y cáncer. Aplicación de técnicas moleculares. Biodiversidad. Aplicaciones de la genética molecular al estudio de la biodiversidad. Aplicaciones en la selección y caracterización de especies. biotecnología y producción de especies vegetales. Analizar las diferentes aplicaciones de la genética molecular al estudio del cáncer. Analizar las diferentes aplicaciones de la genética molecular a la Biodiversidad.
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