CURSO ACADÉMICO

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1 TITULACIÓN: BIOLOGÍA CURSO ACADÉMICO INGENIERÍA GENÉTICA CÓDIGO: Departamento de adscripción: Área de conocimiento: Genética Ciclo: 2º Curso: 5º Tipo: Optativa Créditos: 7,5(4,5T +3P) Carácter: Cuatrimestral Periodo lectivo en que se imparte: Segundo Cuatrimestre Dirección web de la asignatura: HORARIO DE CLASES TEÓRICAS PRIMER CUATRIMESTRE GRUPO CT01 GRUPO CT02 Día Horario Aula Día Horario Aula SEGUNDO CUATRIMESTRE GRUPO CT01 GRUPO CT02 Día Horario Aula Día Horario Aula Lunes De 15:00 a 16:00 Aula C Lista lista desplegable lista desplegable Martes De 15:00 a 16:00 Aula C Lista lista desplegable lista desplegable Viernes De 15:00 a 16:00 Aula C Lista lista desplegable lista desplegable HORARIO DE CLASES PRÁCTICAS*: Fecha prevista de inicio: Abril-Mayo Turno: Mañana Horario: de 9 a 13:30 LUGAR DE REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS: X Laboratorio Aula * para más detalles Campo/mar X Aula de informática PROFESORADO: Teoría: Grupo: CTO1 Prácticas: COORDINADOR/ES DE LA ASIGNATURA: Teoría y Prácticas

2 LUGAR Y HORARIO DE TUTORIAS: Atenderá a los alumnos en: Instituto de Enfermedades Tropicales, laboratorio 2 Miércoles de 9:30 a 12:30 Jueves de 9:30 a 12:30 Teléfono (opcional): , Ext6116 Correo electrónico(opcional): tacosalm@ull.edu.es OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: Este curso pretende dar a conocer los fundamentos y las estrategias básicas que se siguen en los procesos de manipulación de genes en los organismos. Los principales objetivos son: - Que el alumno adquiera una visión histórica del desarrollo de la Ingeniería Genética - Que el alumno se familiarice con las técnicas que permiten el aislamiento de los ácidos nucleicos de diferentes organismos. - Que el alumno entienda la utilidad de las enzimas más esenciales para las técnicas de Ingeniería Genética - Que el alumno aprenda, desde un punto de vista histórico, el desarrollo de los vectores de clonación. - Que entienda las distintas estrategias de clonación, construcción y cribado de genotecas. - Que el alumno entienda las nuevas técnicas de secuenciación masiva - Que comprenda las técnicas que permiten la caracterización estructural y funcional de los genes, así como las que posibilitan su perturbación. -Que el alumno entienda las distintas aplicaciones de la manipulación genética en el terreno de la medicina, agricultura y biotecnología. - Que el alumno adquiera capacidad de comprender y enjuiciar los avances recientes en Ingeniería Genética METODOLOGÍA DOCENTE: X Clase magistral. X Seminarios. X Prácticas de laboratorio. Prácticas en aula. X Aula de informática Prácticas de campo. Salidas al mar. Visitas. X Trabajo, individual o en grupo. Exposición oral. X Docencia Virtual. Otras. PROGRAMA DE CONTENIDOS TEÓRICOS: Tema 1. Herramientas en Ingeniería Genética: Enzimología. Aislamiento de ADN genómico de diferentes organismos. Cuantificación. Enzimas que modifican el ADN: Nucleasas: Propiedades generales. Concepto y tipos de endonucleasas de restricción. Endonucleasas de restricción de tipo II. Polimerasas. Enzimas que modifican los extremos. Ligasas Tema 2.- Vectores plásmídicos para expresión en procariotas. Ensamblaje e introducción de moléculas de ADN recombinante. Ligaciones: Extremos cohesivos. Adición de acopladores y adaptadores. Adición de colas de polinucleótidos (tailing). Ligación de productos de PCR. Preparación de células competentes. Transformación. Electroporación. Tema 3. Vectores derivados de bacteriófagos. Vectores derivados del fago lambda: vectores de sustitución y de reemplazamiento. Vectores derivados de M13

3 Tema 4.- Genotecas de ADNc Clonaje de ADN genómico: Librerías genómicas, preparación de fragmentos para clonaje, ligación empaquetamiento y amplificación de librerías. Clonaje de ARNm: Síntesis de cdna, clonaje en vectores plasmídicos, clonaje en bacteriófagos. Empaquetamiento in vitro. Tema 5.- Selección, cribado y análisis de recombinantes Cribado basado en hibridación de ácidos nucleicos. Cribado según secuencia codificante de la proteína que sintetiza. Cribado según la función bioquímica de la proteína. Cribado en función de la capacidad de la proteína expresada por el clon recombinante de interaccionar con otra proteína. Tema 6.- Cromosomas artificiales Cromosomas artificiales de Levaduras (YACs), Derivados del fago P1 (PACs,) Derivados de Bacterias (BACs). Genotecas de ADN: Electroforesis en campo pulsante y amplificación de genotecas. Tema 7.- Expresión en Levaduras Vectores para levaduras: Vectores Shuttle, integrativos, episomales, replicativos y centroméricos. Expresión en la levadura metilotrófica Pichia pastoris Tema 8.- Expresión en células de mamíferos Líneas celulares. Expresión estable y expresión transitoria. Sistema de expresión inducible Tet on y Tet off. Vectores bicistrónicos. Lipofección y microinyección. Tema 9.-Terapia génica para enfermedades. Terapia in vivo y terapia ex vivo. Virus como agentes transmisores: adenovirus, virus asociados a adenovirus, oncoretrovirus, y lentivirus. Estrategias de corrección en terapia génica: Meganucleasas, Zinc Finger nucleasas. Estrategias de inactivación: Antisense RNA, oligonucleótido antisense, ribozimas, desoxiribozimas, aptámeros, sirna, shrna. Tema 10. Animales transgénicos: Ratones knock-out para modelos de enfermedades. Knock-out condicionales. Knockin. Clonaje de Organismos mediante transferencia nuclear de una célula somática. Tema 11. Aplicaciones de la ingeniería genética en Agricultura. Vectores de expresión en plantas. Plantas transgénicas. Plantas que fabrican su propio insecticida. Plantas resistentes a herbicidas, insectos, virus. Plantas resistentes al frío, sequedad y sal. Plantas con aumentados valores nutricionales. Problemas asociados con las plantas genéticamente modificadas. PROGRAMA DE CONTENIDOS PRÁCTICOS: Primer día: Mutagénesis dirigida con cebadores modificados para generar a partir del receptor de la neurotensina normal (NTSR1), las variantes alfa y gamma (NTSR1a y NTSR1g). Miniprep para obtención del vector de expresión pqe. Corte con enzima de restricción Segundo día: Limpieza de las digestiones del vector y el producto de PCR. Ligado de las variantes de splicing NTSR1 y NTSR1 con el vector pqe. Transformación de E.coli Top10 Tercer día: Bioinformática: Diseño de cebadores para mutagénesis y para hacer un clonaje dirigido. Estrategias para expresar una proteína recombinante con una etiqueta de histidina.

4 Cuarto día: Inducción de la proteína recombinante HSP70 en cultivo. Cribado de colonias NTR1 y NTR1 para el inserto mediante PCR. Electroforesis para análisis de las colonias amplificadas. Preparación de geles de SDS-poliacrilamida al 12% Quinto día: Purificación de una proteína recombinante usando una columna con resina NTA. Electroforesis vertical en acrilamida para analizar los extractos proteícos totales y la proteína purificada. EVALUACIÓN: En lo que se refiere a la evaluación de los conocimientos adquiridos por los alumnos, destacar en primer lugar que la realización de las prácticas será obligatoria para superar la asignatura. Se realizarán 2 exámenes parciales, el primero hacia mitad del cuatrimestre y el segundo utilizando la primera convocatoria de Junio. Los exámenes consistirán en pruebas escritas donde se combinarán preguntas de respuesta corta, de tipo test multi-respuesta, y esquemas, y representarán a todos los temas objeto de evaluación. Además los alumnos realizarán varios trabajos a lo largo del cuatrimestre que puntuarán de cara al examen final. CALENDARIO DE EXÁMENES (el aprobado en Junta de Facultad): Diciembre: Junio: Finalización de estudios: Primer llamamiento: 31 de Mayo, 9:30 Septiembre: 9 de Septiembre Segundo llamamiento: 10 de Junio, 9:30 Julio: 11 de Julio, 9:30 NORMAS DEL CURSO: El alumno está obligado a realizar las prácticas de laboratorio y del Aula de informática para poder examinarse de la asignatura. BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA: Bernard R. Glick, Jack J. Pasternak, Cheryl L. Patten. Molecular Biotechnology. Principles and Applications of Recombinant DNA. 4ª Edición, ASM Press, Richard J. Reece. Analysis of Genes and Genomes. John Wiley & Sons, Primrose, S.B. Principles of gene manipulation and genomics. Blackwell Publishing Desmond S.T Nicholl. An introduction to Genetic Engineering. Cambridge University Pres. 3ª Edición, Biotechnology. David P. Clark, Nanette J. Pazdernik. Elsevier, T.A Brown. Gene Cloning and DNA analysis. John Wiley & Sons, Sambrook, Joseph. Molecular cloning a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press cop Manuales de productos de Casas Comerciales (Qiagen, Invitrogen, Promega, Sigma..) -Current Protocols in Molecular Biology, Wiley, Bibliografía en Español -Ingeniería genética Vol. I. Julián Perera. Preparación, análisis, manipulación y clonaje de DNA. Síntesis, Ingeniería genética Vol. II. Julián Perera. Expresión de DNA en sistemas heterólogos. Síntesis, Texto ilustrado de Biología molecular e Ingeniería genética: Conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. Luque Cabrera, José Angel Herráez. Harcourt D.L

5 -Biología Molecular e Ingeniería Genética. Conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. José Angel Herráez. 2ª Edición. Elsevier, 2012 PÁGINAS WEB DE INTERÉS: mendel.ugr.es/seg Sociedad Española de Genética NCBI- Centro Nacional de Información de Biotecnología The ExPASy (Expert Protein Analysis System) European Bioinformatics Institute HUGO Gene Nomenclature Committee Ensembl genome browser Web sobre animales transgénicos Sanger Institute Human Proteome Organisation's (HUPO) website Gene therapy Clinical Trials Worldwide Gene Therapy Net OBSERVACIONES: