Carrera: BIC Participantes. Representantes de las. Academias de Biología. de los Institutos Tecnológicos.

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoría-horas práctica-créditos Biología molecular Licenciatura en Biología BIC HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Chetumal del 4 al 8 de octubre de 2004 Institutos Tecnológicos de Ciudad Victoria, Los Mochis, Huixquilucan y Zacapoaxtla Instituto Tecnológico de Los Mochis del 28 de febrero al 4 de marzo de 2005 Participantes Representantes de las academias de Biología de los Institutos Tecnológicos. Academias de Biología Comité de Consolidación de la carrera de Licenciatura en Biología. Observaciones (cambios y justificación) Reunión Nacional de Evaluación Curricular de la Carrera de Biología Elaboración del programa por unidades de aprendizaje con base a las propuestas de la reunión nacional Reunión Nacional de Consolidación de la Carrera de Biología

2 3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas - Química I - Nomenclatura de - Evolución - Tierra primigenia. compuestos - Compuestos orgánicos e orgánicos inorgánicos. - Mutagénesis - Interacciones Moleculares. - Potencial de hidrógeno. - Preparación de soluciones. -Instrumentación de laboratorio. - Soluciones. - Ácidos y bases. - Bioquímica - Genética - Biología Celular - Síntesis de proteínas. - Estructura y función de los Ácidos Nucleicos. - Procesos metabólicos y enzimáticos. - Análisis de biomoléculas. - Expresión de los genes. - Alteraciones genéticas - Replicación del material genético. - Estructura de las células

3 Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas - Microbiología - Técnicas microbiológicas - Cultivo y análisis del crecimiento bacteriano - Cinética celular b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado Comprender las bases moleculares que rigen el control de los procesos celulares como la expresión génica, la mutagénesis y reparación del ADN así como los mecanismos de transferencia, recombinación y técnicas para conocer su aplicación en la manipulación del material genético con fines biotecnológicos 4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Entenderá las bases moleculares del control de la expresión génica y de la manipulación del ADN mediante el empleo de las diferentes técnicas moleculares que le permitan desarrollar proyectos de investigación básica y aplicada. 5.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Introducción a la Biología Molecular 1.1 El desarrollo de la Biología Molecular El descubrimiento del principio transformante El descubrimiento de la estructura del ADN El descubrimiento del código genético El modelo del operón. 1.2 La biología Molecular en México. 1.3 Perspectivas futuras de la Biología Molecular.

4 Unidad Temas Subtemas 2 Estructura y propiedades del material genético 2.1 Estructura química y física de los ácidos nucleicos: ADN y ARN. 2.2 Función de los ácidos nucleicos. 3 Organización del material genético 3.1 Organismos procarióticos: ADN circular Proteínas asociadas ADN extracromosómico Plásmidos Bacteriófagos Transposones 3.2 Organismos eucarióticos: ADN lineal y empaquetamiento Histonas Solenoides Cromosomas Complejidad del genoma ADN mitocondrial. 3.3 Organización genómica viral. 4 Replicación del ADN 4.1 Replicación del genoma procariótico 4.2 Replicación del genoma eucariótico 4.3 Control genético de la replicación. 4.4 Replicación in vitro del ADN (PCR) Secuenciación del ADN 5 Reparación del material genético 5.1 Clasificación de los tipos de lesión al ADN Lesiones espontáneas Lesiones inducidas Fijación de la lesión (mutación) Agente mutagénicos Físicos Químicos. 5.2 Sistemas de reparación. 6 Transcripción genética 6.1 Organismos procarióticos: Etapas de síntesis del ARN. 6.2 Organismos eucarióticos: Etapas de síntesis del ARN Modificaciones postranscripcionales del RNA mensajero

5 Unidad Temas Subtemas 7 Traducción del ARN 7.1 El código genético mensajero 7.2 El papel del ARN en la síntesis de proteínas Tipos de ARN Estructura ribosomal Procariótico Eucariótico 7.3 Etapas de la síntesis de proteínas en organismos procarióticos. 7.4 Etapas de la síntesis de proteínas en organismos eucarióticos Modificación de proteínas postraducción 8 Regulación de la expresión genética 9 Transferencia del material genético. 10 Técnicas de la biología molecular 8.1 Niveles de regulación de la expresión genética. 8.2 Regulación de la transcripción en organismos procarióticos Operon de Lactosa (Control positivo) Operon de Triptofano (control negativo). 8.3 Regulación de la transcripción en organismos eucarióticos. 9.1 Mecanismos de transferencia natural: Transformación Conjugación Transducción Recombinación Transfección. 9.2 Mecanismos de transferencia artificial: Físicos Químicos 10.1 Métodos de purificación y análisis de los ácidos nucleicos Técnicas de hibridación Técnicas de clonación de genes Prueba de PCR en el diagnostico de enfermedades 10.5 Genéticas 10.6 Por microorganismos (bacterianas, protozoarios, entre otros) 10.7 Tecnología del ADN recombinante.

6 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Estructura y función de los ácidos nucleicos Procesos metabólicos y enzimáticos Agentes físicos y químicos mutagénicos Interacciones moleculares. Estructura celular. Cinética celular. Propiedades fisicoquímicas de las moléculas. Manejó de cultivos bacterianos. Conocer los mecanismos hereditarios básicos 7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Revisión bibliográfica e Internet Exposición de los temas Trabajos en equipo Estructuración, elaboración y presentación de proyectos Elaboración de ensayos Diseño y desarrollo de prácticas de laboratorio Visita a centros de investigación en genómica y proteómica. Discusión de artículos científicos. 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Resultado de exámenes Reportes de investigación documental. Reportes de prácticas de laboratorio. Resolución de ejercicios en clase Discusión de artículos científicos. Aplicación tecnológica del conocimiento. Traducción de artículos científicos en ingles.

7 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Introducción a la Biología Molecular El estudiante ubicará el área de acción de la biología molecular y su utilidad en el estudio de los seres vivos. Revisar los documentos del campo de acción de la biología molecular y su definición Ensayo sobre la fusión de la bioquímica, la biología celular y la genética, para dar origen a la biología molecular. Analizar la información en grupo del tema 7 y 8 Unidad 2: Estructura y propiedades del material genético Reafirmará y enriquecerá el conocimiento de los ácidos nucleicos a nivel químico para su manipulación. Observará y describirá con detalle la estructura de las moléculas que participan en la transferencia de información. Revisar la bibliografía actual de las características químicas del ADN. Discutir la información encontrada Realizar esquemas en papel y en tercera dimensión del ADN y ARN 1,2, 4, y 7

8 Unidad 3: Organización del material genético Comprenderá la forma en que esta organizado el genoma de los organismos para entender su funcionamiento Relacionará los distintos grados de empaquetamiento con las distintas etapas del ciclo celular. Discutirá las distintas maneras en que el ADN se organiza en cromosomas, incluyendo virus, bacterias y eucariotas. Revisar la bibliografía relacionada con la estructura y composición de los genomas. mediante la resolución de un problema real. Realización de esquemas en papel y modelos de tridimensionales. 1,2, 4 y 7 Unidad 4: Replicación del ADN Entenderá como se transmite la información genética entre los seres vivos y su relación con los mecanismos de herencia Distinguirá los mecanismos de duplicación del material genético en procariotas y eucariotas. Revisar la bibliografía relacionada con los mecanismos de replicación genómica en organismos procarióticos y eucarióticos.. mediante la resolución de un problema real. Conocer los modelos en computadoras. Práctica de PCR 1, 2, y 4, 6 y 7

9 Unidad 5: Reparación del material genético Definirá la mutación, su papel en la genética molecular y los distintos tipos que se conocen. Relacionará los distintos mutágenos con los defectos en la organización del genoma. Conocerá los mecanismos de reparación molecular del material genética de los seres vivos con el fin de entender la estabilidad y la variabilidad genética Revisar la bibliografía relacionada con los mecanismos de reparación molecular del ADN en organismos procariontes y eucariontes. mediante la resolución de un problema real Elaborar lista de mutágenos físico y químicos así como su mecanismo de efecto y reparación. Investigar los distintos tipos de cancerígenos y anticancerígenos. Realizar práctica de mutagenicidad 1, 2, y 4 y 7 Unidad 6: Transcripción genética Conocerá los eventos de síntesis del ARN como molécula precursora de la síntesis proteica y su importancia en el funcionamiento de los seres vivos Revisar la bibliografía relacionada con los eventos de síntesis del ARN en organismos procariontes y eucariontes mediante la resolución de un problema real Representar el código genético. Investigar los experimentos que llevaron al descubrimiento. 1, 2, 4 y 7

10 Unidad 7: Traducción del ARN mensajero Conocerá los eventos de síntesis proteica, la especificidad de la maquinaria enzimática y su implicación en la farmacología (inhibición de la síntesis proteica por antibióticos). Revisar la bibliografía relacionada con los eventos de síntesis del ARN en organismos procariontes y eucariontes mediante la resolución de un problema real Representar el código genético. Investigar los experimentos que llevaron al descubrimiento del código genético. 1, 2 y 4 y 7 Unidad 8: Regulación de la expresión genética Integrará los conocimientos anteriores con los mecanismos de regulación genética para entender a nivel molecular los procesos metabólicos. Revisar la bibliografía relacionada con los mecanismos de regulación genética y los diferentes niveles de regulación. mediante la experimentación en el laboratorio Investigar las técnicas que se utilizan para controlar la expresión génica en organismos transgénicos. 1, 2, y 4

11 Unidad 9: Mecanismos de transferencia del material genético Entenderá las bases moleculares del intercambio del material genético entre los diferentes seres vivos para su posterior aplicación. Revisar la bibliografía relacionada con los mecanismos intercambio genético. mediante la experimentación en el laboratorio Práctica de recombinación bacteriana. 3, 5, 6 y 8 Unidad 10: Técnicas de la biología molecular Conocerá y aplicará las bases moleculares del ADN para su manipulación y en el mejoramiento genético de especies de interés alimenticio, medico y ecológico. Revisar la bibliografía relacionada con las aplicaciones que se han implementado con el desarrollo de la biología molecular. mediante la resolución de un problema real 3, 5, 6 y 8 Unidad 11: Aplicaciones de la biología molecular Explicará la importancia de la biología molecular en la vida actual Investigación acerca de las tecnologías que cotidianamente se emplean cuya base es la biología molecular 3, 5, 6 y 8

12 10. FUENTES DE INFORMACIÓN 1.- Lewin, B. Genes VII. New York, United States. Oxford University Press Alberts, B. y colaboradores. Molecular Biology of the cell. Editorial Omega. Tercera edición Old, R. y Primrose S. Principles of gene manipulation. Blakwell Science. Quinta Edición. Oxford Voet, D. y Voet, J. Bioquímica. Barcelona, España. Ediciones Omega Watson, J. y colaboradores. ADN recombinante: Introducción a la ingeniería genética. Barcelona, España. Editorial Labor Sambrook, J. y Maniatis, T. Molecular Cloning: A laboratory manual. New York, United States. Cold Spring Harbor Laboratory Luque, J. y Herráez, A. Biología Molecular en Ingeniería Genética: Texto ilustrado. Madrid, España. Ediciones Harcourt Walter, J. y Gingold, E. Biología Molecular y Biotecnología. Zaragoza, España. Editorial Acribia, Segunda edición Gelehrter, Thomas, D. Principles Of Medical Genetics. Williams & Wilkins Innis, M. A. ; Gelfand, D. H. ; Sninsky, J.J.; White, T. J., Pcr Protocols A Guide To Methods And Applications, Academic Press, Inc Izquierdo, Rojo, M. Ingenieria Genética. Madrid, España. Ediciones Pirámide, S. A Stryer, L., Biochemistry, W. H. New York / Freeman And Company Third Edition Watson, Hopkins, Molecular Biology Of The Gene The Benjamin Cummings Publishing Company, Inc De Robertis y De Robertis. Biología Celular Y Molecular. España. Ed. El Ateneo Gardner: Principios De Genética. México. Ed. Limusa Jenkins, J. Genética. España. Ed. Reverté Levine. Genética. México. Ed. CECSA Madigan, N; J. Martinko; J. Parker. Biología De Los Microorganismos. Prentice- Hall Murral,Jc Y Lm Roberts: Introducción a La Ingeniería Genética. México. Ed. Limusa Quintero, Rodolfo: Perspectivas de La Biotecnología en México. México. Ed. CONACYT Freilfelder: Técnicas de Bioquímica y Biología Molecular. Ed. Acribia 22.- Freifelder: Biología Molecular. Ed. Acribia, S.A. 23.-Klug, W Y R. Cummings: Conceptos de Genética. España.Ed. Prentice Hall Darnell, J Et Al, Biología Celular y Molecular. Ed. Panamericana Luque & Herráez.: Biología Molecular e Ingeniería Genética. Ed. Harcourt Orozco & Gariglio.: Genética y Biomedicina Molecular. Ed. Noriega Ledesma, I.: Historia de la Biología. Ed. AGT. 2001

13 11. PRÁCTICAS Preparación de soluciones Propiedades fisicoquímicas del ADN Extracción y purificación de ADN y ARN Técnicas de separación y cuantificación de los ácidos nucleicos Transformación bacteriana Técnicas moleculares Aislamiento de mutantes resistentes a antibióticos.