Universidad de Costa Rica Escuela de Biología

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1 Universidad de Costa Rica Escuela de Biología Nombre del curso: Tópicos de Biología Celular, Bioquímica Eucarionte y cultivo de tejidos animales. Sigla: B-0621/SP-0922 Ciclo: II, Créditos: 04 Horas lectivas: 04 teoría, 04 extra clase. Requisitos: biología general Profesor(es): Bernal Gerardo Garro Mora. 1 Descripción. El curso proporciona formación teórica moderna en el área de la biología celular y la bioquímica de procesos fisiológicos clave de las células eucariontes. Esto se hace enfatizando la estructura, fisiología y los procesos moleculares de las células nucleadas. Además, se plantea como una introducción a la teoría del manejo de las células animales en cultivo in vitro, que brinde al estudiante una primera aproximación a este campo aplicado de las biología celular moderna. Todos los seres vivos estamos estructurados por células, de forma que el estudio profundo de ésta área de la Biología está más que justificado y comprende una parte esencial de la formación del biólogo y de otros profesionales de las ciencias de la vida. La Biología Celular es un área en pleno desarrollo, ejemplificación de la interdisciplinariedad de la ciencia y un campo sumamente promisorio por sus aplicaciones a disciplinas que van desde la Biología pura a la Medicina, Agronomía y Biotecnología. Los procesos bioquímico-fisiológicos de la célula son complejos e interconectados. En el caso de los organismos pluricelulares explican la base del funcionamiento celular individual, el tisular y finalmente del organismo como un todo. Los aspectos funcionales de estos procesos se basan en las interacciones moleculares y, por ende, no puede haber un conocimiento sólido de la fisiología sin uno equivalente de la bioquímica subyacente. El objetivo primordial del curso es, por tanto, analizar muchos de esos procesos celulares y su base molecular, en este caso centrándose en las células eucariontes. Los principales ejes temáticos son: estructura y función de las células y el núcleo, los procesos de muerte celular programada, la regulación del ciclo celular, la biología del cáncer y las bases celulares y moleculares de los procesos inmunológicos de los mamíferos. Además, estos temas se complementan con una introducción al manejo de las células animales en cultivo.

2 Objetivos. General: Estudiar la ultraestructura de las células eucariontes y los mecanismos moleculares que rigen la biología de algunos de sus procesos fisiológicos principales. Específicos: 1. Explicar detalladamente la estructura y función de la célula eucarionte Comprender con profundidad la biología del núcleo como estructura diferenciante principal entre células eucariontes y procariontes. 3. Estudiar los fenómenos moleculares y celulares que permiten a una célula atravesar el ciclo de vida y regularlo. 4. Analizar el fenómeno del cáncer como proceso de descontrol de la señalización bioquímica de la proliferación celular. 5. Conocer los procesos mediante los cuales se da la señalización intercelular, enfatizando ejemplos particulares de interés. 6. Estudiar las bases celulares y moleculares del funcionamiento del sistema inmunológico de los mamíferos, en particular el del Homo sapiens. 7. Proporcionar una introducción a los aspectos teóricos básicos del manejo de las células animales en cultivo in vitro. Contenidos. I. Introducción a la ultraestructura y fisiología de las células eucariontes. Introducción a la Biología Celular. Características de las células y tipos de células eucariontes. Ultraestructura de la célula eucarionte. Aspectos básicos de la evolución celular. Vías bioquímicas básicas (repaso opcional). II. Biología del núcleo. Ultraestructura nuclear. Envoltura nuclear y transporte. Nucleólos y otros cuerpos nucleares. Proteínas estructurales del núcleo.

3 III. Transducción de señales. Principios generales. Señalización mediada por GPCRs. Señalización mediada por receptores membranales ligados a enzima. Señalización mediada por proteólisis de proteínas reguladoras de genes. Señalización en células vegetales. IV. Ciclo celular y su control molecular. Repaso del ciclo celular, la fase M y la citoquinesis. Control molecular del ciclo celular. Control de la división y el crecimiento celular. V. Muerte celular programada: bioquímica y biología celular. 3 Tipos de muerte celular programada. Biología y bioquímica de la apoptosis. Biología de la autofagia. VI. Biología celular del cáncer. Biología celular del cáncer. Causas y prevención. Genes implicados en el desarrollo del cáncer. Causas moleculares del comportamiento de las células malignas. Tratamiento y perspectivas a futuro. VII. Fundamentos de inmunología celular y molecular. Biología celular de la inmunidad adaptativa. Células B y mecanismo de producción de las inmunoglobulinas y su diversidad. Proteínas MHC, Células T y activación de los linfocitos. VIII. Introducción al cultivo de células animales. Introducción al cultivo, ventajas, limitantes y tipos de cultivo de tejidos. Biología de las células en cultivo: inicio de la línea, evolución y desarrollo de líneas celulares continuas. Origen de las células en cultivo. Técnica aséptica en el manejo de células animales. Cultivo primario y subcultivo: técnicas, teoría y ejemplos de protocolos. Cultivo de tipos celulares específicos (células epiteliales, mesenquimales, neuronas y glias, células madre): teoría y ejemplos de protocolos. Criopreservación. Metodología y actividades. El curso se impartirá los días lunes de 8:00 a.m. a 11:00 a.m. en el aula ---- de la Escuela de Biología de la universidad de Costa Rica. Los temas del curso serán cubiertos mediante clases magistrales, así como mediante seminarios de análisis de artículos indexados sobre temas específicos presentados por los estudiantes durante las horas de seminario y otros adjudicados por el docente para discusión grupal. Cada estudiante deberá investigar y presentar, en fecha específica y de manera oral, un caso/tema aplicado acordado mutuamente con el profesor (en dicha fecha el estudiante deberá presentar el resumen correspondiente a su tema a los compañeros y al profesor).

4 El resumen deberá constar de al menos dos páginas e incluir un mínimo de cinco referencias (artículos de revisión). Evaluación. La nota mínima para aprobar el curso será de 7.0 (8.0 para posgrados), de acuerdo con la reglamentación vigente de la Universidad de Costa Rica. La nota final se obtendrá según los siguientes rubros: Examen parcial I: 25% Examen parcial II: 25% Examen parcial III: 25% Discusiones de artículos 5% Presentación de seminario 20% De la cual: Presentación oral y dominio 15% Resumen escrito 5% 4 Durante la presentación oral se evaluará el dominio del tema, la interacción con la audiencia y la calidad de la presentación en power point u otro programa de elección. En el resumen escrito se valorarán la redacción y referencias. Los exámenes y seminarios se realizarán de conformidad con lo indicado en el cronograma del curso. Temas de seminario y análisis de caso en clase: Organelos celulares de interés. Matriz celular y uniones intercelulares. Técnicas en biología celular y molecular. Bases celulares de la enfermedad humana. Genética molecular eucarionte: replicación, recombinación, respuesta al daño del DNA. Biología de células de interés especial: células madre adultas, células dendríticas, células gliales, neuronas, músculo estriado, miocardio. Temas de interés propuestos por los estudiantes sobre avances del conocimiento en Biología Celular.

5 Cronograma. Sesión Semana Teoría Seminario 1 1 Introducción a la ultraestructura y fisiología de Selección de tópicos las células eucariontes. Selección de tópicos y asignación 2 2 Biología del núcleo. de fechas 3 3 Biología del núcleo. Fechas a seleccionar para seminarios 4 4 Transducción de señales. 5 5 Examen parcial I 6 6 Transducción de señales. 7 7 Ciclo celular y su control molecular. 8 8 Muerte celular programada: bioquímica y biología celular. 9 9 Biología celular del cáncer Biología celular del cáncer Examen parcial II Fundamentos de inmunología celular y molecular Introducción al cultivo de células animales Introducción al cultivo de células animales Introducción al cultivo de células animales Examen final 5 Bibliografía. Artículos de revistas indexadas en el área de la biología celular y molecular eucarionte. Textos de consulta: Alberts, B. y colaboradores, Introducción a la Biología Celular, 3ª edición. Editorial Médica Panamericana, México. Alberts, B., Johnson, A. et al., Molecular Biology of the Cell, 5 th edition. Garland Science New York, USA. Cassimeris, L., Lingappa, V. y Plopper, G., Células, 2nda edición. Editorial McGraw Hill, México. Thieman W.; Palladino, M., Introducción a la biotecnología, 2nda edición. Pearson Education, España.

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