Facultad de Biología. Grado en Biología

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1 Facultad de Biología Grado en Biología GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: Genética Evolutiva Curso Académico 2013/2014 Fecha: Mayo de 2013

2 1. Datos Descriptivos de la Asignatura Código: Centro: Universidad de La Laguna - Titulación: Graduado en Biología por la Universidad de La Laguna - Plan de Estudios: Rama de conocimiento: Ciencias - Itinerario / Intensificación (sólo en Máster): - Departamento: Parasitología, Ecología y Genética - Área de conocimiento: Genética - Curso:cuarto - Carácter: Optativo - Duración: Primer cuatrimestre - Créditos ECTS (teóricos/prácticos): 6 (3,5/2,5) - Horario: - Dirección Web de la asignatura (aula virtual): ó - Idioma: Español (95%) e Inglés (5%) 2. Requisitos Recomendable: Haber cursado Análisis Genético y Genética Molecular 3. Profesorado que imparte la asignatura Coordinación / Profesor/a: Ana María González Matilla - Grupo: A - Departamento: Parasitología, Ecología y Genética - Área de conocimiento: Genética - Lugar Tutoría (1) : Facultad de Biología, Dpto. de Genética - Horario Tutoría (1) : Lunes de 11 a 15 y Viernes de 11 a 13 - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: amglez@ull.es - Dirección web: amglez.webs.ull.es/ ó Profesor/a: Pendiente de asignación - Grupo:A - Departamento: Parasitología, Ecología y Genética - Área de conocimiento: Genética - Centro: Facultad de Biología, Dpto. de Genética - Lugar Tutoría (1) : Facultad de Biología, Dpto. de Genética - Horario Tutoría (1) : - Teléfono (despacho/tutoría): - Correo electrónico: - Dirección Web: (1) Se entiende como la atención personalizada al alumnado. Se trata de la tutoría burocrática que tradicionalmente el profesorado desempeña en su despacho

3 4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios - Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: La asignatura pertenece al módulo complementario del Grado de Biología. La Genética, dado el avance experimentado en los últimos cincuenta años, ocupa una posición central en las Ciencias Biológicas y de la Salud, y constituye uno de los pilares para otras disciplinas del Grado de Biología como Bioquímica, Ecología, Microbiología, Botánica y Zoología, entre otras. En la actualidad la genética de Poblaciones y evolución es una herramienta básica para otras disciplinas, principalmente, ciencias ambientales y relacionadas con la Salud. - Perfil Profesional: La asignatura proporciona conocimiento acerca de la caracterización y comportamiento de las poblaciones y cómo influyen sobre ellas diferentes procesos evolutivos. Analiza los medios por los que las especies se forman y evoluciona y enseña diversos métodos para relacionar evolutivamente diferentes taxones. Estos conocimientos son básicos, entre otros: para analizar el medio ambiente, llevar a cabo proyectos de conservación, realizar estudios epidemiológicos, dar consejo genético, llevar a cabo actividades de prevención y educación sanitaria, etc. 5. Competencias Competencias generales del Título desarrolladas en la asignatura CG1. Conocer los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Biología, así como una cierta perspectiva histórica de su desarrollo. CG2. Reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados sobre problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de herramientas biológicas. CG3. Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales. CG4. Comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas en Biología tanto a un público especializado como no especializado. CG5. Estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos, nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica. Competencias específicas del Título desarrolladas en la asignatura Competencias específicas (saber): CES 4. Mecanismos y modelos evolutivos. CES 7. Bases genéticas de la biodiversidad. CES 11. Sistemática y Filogenia CES 31. Estructura y dinámica de poblaciones Competencias específicas (saber hacer): CEH 5. Analizar y caracterizar muestras de origen humano y otros materiales biológicos CEH 7. Realizar análisis filogenéticos. CEH 11. Manipular material genético, realizar análisis genético y llevar a cabo asesoramiento genético. CEH 19. Muestrear, caracterizar y manejar poblaciones y comunidades CEH 20. Diseñar modelos de proceso biológicos. CEH 23. Gestionar, conservar y restaurar poblaciones y ecosistemas CEH 25. Obtener información, diseñar experimentos e interpretar los resultados Competencias transversales del Título desarrolladas en la asignatura CT1. Capacidad de organización y planificación CT2. Capacidad de análisis y síntesis CT3. Comunicación oral y escrita en la lengua nativa CT4. Conocimiento de una lengua extranjera CT5. Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio CT6. Capacidad de gestión de la información CT7. Resolución de problemas CT8. Toma de decisiones CT9. Trabajo en equipo CT10. Razonamiento crítico CT11. Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar CT12. Trabajo en un contexto internacional CT13. Habilidades en las relaciones interpersonales CT14. Reconocimiento a la diversidad y la multiculturalidad CT15. Compromiso ético CT16. Aprendizaje autónomo CT17. Adaptación a nuevas situaciones CT18. Creatividad CT21. Iniciativa y espíritu emprendedor - 3 -

4 CT22. Motivación por la calidad CT23. Sensibilidad hacia temas medioambientales 6. Contenidos de la asignatura Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura - Profesor/a: Ana Mª González Matilla Programa de los contenidos teóricos 1. La variabilidad genética: Origen y detección Polimorfismos morfológicos, variación cromosómica, genes letales y otros modificadores de la eficacia biológica. Variabilidad detectada por técnicas inmunológicas: grupos sanguíneos. Variabilidad detectada por técnicas electroforéticas. Variabilidad a nivel de ADN: Hibridación ADN-ADN, enzimas de restricción, secuenciación. 2. Medidas para cuantificar la variación genética. I. Loci mendelianos. Estimación de las frecuencias alélicas: genes autosómicos, genes ligados al sexo y genes en organismos haplo-diploides. Bialélicos y multialélicos. Dominantes e indominantes. Heterocigosidad observada y esperada. 3. Medidas para cuantificar la variación genética. II. Poblacionales. Heterocigosidad media. Porcentaje de loci polimórficos. Número medio de alelos por locus. 4. Medidas para cuantificar la variación genética. III. Haplotipos Haplotipo. Polimorfismo nucleotídico. Diversidad nucleotídica. Polimorfismo en distintos tipos de ADN. 5. Equilibrio de Hardy-Weinberg Ley de HW. Genes autosómicos: bialélicos y multialélicos, indominantes y dominantes. Genes ligados al sexo ó genes en organismos haplo-diploides. Pruebas para testar el equilibrio de HW: Test de 2. Test de comparación entre muestras. 6. Desequilibrio gamético Ley de HW aplicada a dos genes. Estimas del desequilibrio gamético para dos genes dialélicos. Evidencias de desequilibrio gamético. Factores que influyen en el desequilibrio gamético. 7. Apareamientos no al azar Tipos. Endogamia. Cálculo del coeficiente de endogamia. Heterosis y depresión por consanguinidad. Teorías sobre la heterosis. Otros tipos de apareamientos no al azar. Índice de aislamiento. 8. Estructura poblacional. Efecto Wahlund. F de Wright: Índice de fijación. 9. Tamaño finito y Deriva genética. Deriva genética, Efecto fundador y cuellos de botella. Experimentos de simulación. Deriva-consanguinidad. Tamaño efectivo de población. Cálculo del N e. Teoría de la coalescencia. 10. Migración, Flujo genético. Estimas de las tasas de migración. Frecuencias de equilibrio. Modelos: isla-continente, islas, "stepping-stone". Migración en poblaciones finitas. Estimas de las aportaciones a poblaciones híbridas. Clinas. Introgresión. 11. Mutación. Clases de mutación. Estima de la tasa de mutación. Frecuencias de equilibrio en presencia de mutación. Mutación en poblaciones de tamaño finito. Modelo de alelos infinitos. Número efectivo de alelos (ne). Recombinación y transposición. Lastre genético. Teorías neutralista y seleccionista. Evidencias y tests. 12. Selección. Componentes de la eficacia biológica. Modelo de selección contra un alelo. Sobredominancia. Otros tipos de selección. Canalización. Tipos de selección fenotípica. Selección no adaptativa. Selección sexual. Selección familiar y de grupo. Balance entre diferentes fuerzas: selección-mutación, selección-migración. 13. Efectos de la selección Adaptación. Coadaptación genética. Crecimiento poblacional. Competencia. Desplazamiento de carácter. Coevolución

5 14. Especiación. Mecanismos de aislamiento reproductor. Estadios de especiación. Tipos de especiación. Medidas de identidad y distancia. Diferenciación genética durante la especiación. 15. Evolución molecular. I. Cambio evolutivo en secuencias nucleotídicas Modelos de 1 y 2 parámetros. Estimas en secuencias codificadoras y no codificadoras. Métodos de alineamiento de secuencias. Estimas indirectas del número de sustituciones nucleotídicas. 16. Evolución molecular. II. Tasas y modelos de sustitución nucleotídica Variación dentro y entre genes. Causas de la variación. Modelos de sustitución por mutación espontánea. Tasas de sustitución en diferentes ADNs. Reloj molecular. Test de las tasas relativas. Causas de la variación en las tasas de sustitución. 17. Filogenias. Terminología: OTU, taxón y clado, red y árbol. Métodos de reconstrucción filogenética: Parsimonia, UPGMA, Vecinos (Neiborgjoining method), Fitch y Margoliash. Técnicas de remuestreo, bootstrap. Árbol consenso. Métodos de enraizamiento. Test de significación. Se realizarán seminarios sobre temas básicos y/o candentes de la asignatura. Programa de los contenidos prácticos Análisis de la estructura de una población de organismos eucariotas mediante el estudio de su variabilidad genética: 1.- Diseño experimental: Presentación del problema y planificación de los experimentos para el estudio. 2.- Aprendizaje de las técnicas necesarias y obtención de datos: - Familiarización con el tipo de variación a estudiar. - Obtención de las muestras. - Preparación de las muestras y análisis de marcadores moleculares aplicando diferentes técnicas de Biología Molecular. 3.- Análisis de los resultados: - Análisis de frecuencias alélicas y genotípicas de los marcadores utilizados, y estimación de parámetros poblacionales de interés. 4.- Discusión de los resultados y obtención de conclusiones. Actividades a desarrollar en inglés - Profesor/a: Ana Mª González Matilla y otros Temas: Vídeos utilizados en seminarios, material utilizado en las prácticas de informática y para la preparación de los trabajos de exposición. 7. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante Descripción La metodología a utilizar consistirá en clases teóricas magistrales, además de clases prácticas en aula y laboratorio. Así mismo se realizarán seminarios y tutorías con exposiciones de trabajos. Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias Clases teóricas CT2,10,14-16,22,23 Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) CT1,2,4,5,7,9,10,13-18, 21-23

6 Realización de seminarios u otras actividades complementarias Realización de trabajos (individual/grupal) Estudio/preparación clases teóricas Estudio/preparación clases prácticas CT2,3,4,6,8,9,10,12,13-15,17,18,21-23 CT1,2,3,4,5,6,8,9,10,11,13-15,17,18,21-23 CEH7,20,23 / CT2,5,6,8,10,14-16,22,23 CT2,5,7,8,10,13-16,18,22,23 Preparación de exámenes Realización de exámenes Asistencia a tutorías CT2,8,10,14-16,22 /CT2,3,10,22 CT2,3,8,9,13-15,17,18, Total horas Total ECTS 6 8. Bibliografía / Recursos Bibliografía Básica (2) Principles of Population Genetics 3ª ed. HARTL and CLARK (2ª ed. 1989) Genetics of Populations. 2ª ed. HEDRICK (1ª ed. 1985) La evolución en acción. AYALA; VALENTINE Introducción a la Genética de Poblaciones. FONTDEVILA y MOYA Fundamentals of Molecular Evolution. 2ª ed. GRAUR and LI (1ª ed. 1991) Análisis Evolutivo. 2ª ed. FREEMAN yherron Molecular Evolution and Phylogenetics. NEI and KUMAR Introduction to Conservation Genetics. Frankham, Ballou and Briscoe. (2ª ed. 2009) Bibliografía Complementaria (3) Ingeniería Genética. M. IZQUIERDO. 1993, 1999 Molecular Genetic Ecology. HOELZEL and DOVER Introduction to Quantitative Genetics. 3ª ed. FALCONER Molecular Evolution. LI Molecular Markers, Natural History and Evolution. AVISE Molecular Evolution. A phylogenetic approach. PAGE and HOLMES Introducción a la bioestadística. SOKAL y ROHLF Evolution. 2º ed. RIDLEY

7 Otros recursos (3) Genética: un enfoque conceptual Pierce. mendel.ugr.es/seg Sociedad Española de Genética NCBI- Centro Nacional de Información de Biotecnología Acceso a algunos libros Base de datos bibliográfica Glosario de términos genéticos (inglés) Glosario de términos genéticos (español) 9. Sistema de Evaluación y Calificación Descripción 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. En las pruebas objetivas de las convocatorias oficiales la materia será dividida en dos bloques (1 er y 2º bloque). El alumno podrá superar dicha prueba en el examen obteniendo para cada una de las partes, independientemente, la mitad de la puntuación. En caso de no superar la prueba, el alumno podrá liberar uno de los bloques, siempre que supere la mitad más uno de la puntuación del mismo. Los bloques que sean liberados, lo serán, únicamente, para las convocatorias del presente curso académico. Para aprobar la asignatura es necesario obtener un 5 sobre 10 en cada uno de los bloques teóricos de la asignatura. La calificación final obtenida en la asignatura consistirá: un 70% en la media aritmética obtenida en las pruebas correspondientes a cada bloque temático, siempre que hayan sido superados cada uno independientemente. El otro 30% lo constituye la presentación de los problemas resueltos durante el curso, la elaboración y exposición de trabajos, los informes de prácticas y la participación diaria del alumno en las diversas actividades de la asignatura. Los exámenes consistirán en pruebas escritas, donde se combinarán preguntas de respuesta corta, de tipo test y problemas, y que representarán a todos los temas objeto de evaluación, o pruebas orales con resolución de problemas y exposición de un tema de la asignatura. Cuando no esté prefijado, excepcionalmente, los alumnos podrán solicitar pruebas orales. En las restantes convocatorias se seguirán los mismos criterios de evaluación. Estrategia Evaluativa TIPO DE PRUEBA (4) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓN Pruebas objetivas Trabajos y Proyectos Destreza técnica e Informesmemorias de prácticas Pruebas de ejecución de tareas reales y/o simuladas Escalas de actitudes CG1-5 CES4,7,11,31 CT1-18, CG1-5 CES4,7,11,31 CT1-18, CG1-5 CES4,7,31 CT1-18, CG1-5 CES4,7,11,31 CEH7,11,20,23 CT1-8, 10,15, 16, CG1-5 CT1-18, Contestar correctamente un porcentaje superior al 50% de las preguntas de respuesta múltiple, de asociación, texto incompleto y problemas propuestos Presentación escrita, diseño y planificación exposición y discusión Destreza técnica en el laboratorio, asistencia y presentación de la memoria de prácticas al finalizar las mismas Resolución de los problemas entregados en clase y otras tareas Asistencia a más del 75% de las clases y actividades programadas. Participación constante en las actividades de la asignatura como tutorías, seminarios, clases de problemas y otras 70% 11% 4% 11% 4% - 7 -

8 10. Resultados de aprendizaje El alumno: Sabe reconocer los mecanismos y procesos evolutivos, así como las bases genéticas de la biodiversidad. Saber utilizar la sistemática y los métodos de reconstrucción filogenética. Sabe reconocer la estructura poblacional y la dinámica de poblaciones. Sabe analizar y caracterizar muestras de origen biológico, entre ellas las humanas. Es capaz de realizar análisis filogenéticos usando diversos métodos de reconstrucción filogenética. Es capaz de realizar análisis genético de poblaciones y de llevar a cabo asesoramiento genético. Sabe cómo caracterizar y manejar poblaciones y comunidades Es capaz de diseñar y/o utilizar modelos acerca del comportamiento de las poblaciones. Utiliza los mecanismos para gestionar, conservar y restaurar poblaciones y ecosistemas Es capaz de obtener información, diseñar experimentos e interpretar los resultados 11. Cronograma/Calendario de la asignatura Descripción del Cronograma Se presenta una distribución estimada de las actividades a desarrollar por uno de los grupos de alumnos. Se remite a los horarios publicados en la web y en los tablones de la facultad para consultar el calendario de la asignatura y la distribución de las diferentes actividades presenciales programadas en la asignatura. El siguiente cronograma es orientativo y depende de la organización docente del cuatrimestre 1er Cuatrimestre(5) SEMANA Temas Actividades de enseñanza aprendizaje Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total Semana 1: 1 y 2 Clase magistral Semana 2: 2-5 Clase magistral Semana 3: 6 (1-3) Clase magistral y prácticas de aula Semana 4: 7(4-5) Clase magistral y prácticas de aula Semana 5: 7 y 8 (6) Clase magistral y prácticas de aula Semana6 : 9 Clase magistral, exposiciones y prácticas de laboratorio Semana 7: 9 (7) Clase magistral y prácticas de aula Semana 8: 10 y 11 (8-9) Clase magistral y prácticas de aula Semana 9: 12(10-11) Clase magistral y prácticas de aula Semana 10: 13 Clase magistral y seminario Semana 11: 14(12) Clase magistral y prácticas de aula Semana 12: Clase magistral Semana 13: 16 (14) Clase magistral, seminario y prácticas de aula Semana 14: 17 (15) Clase magistral y prácticas de aula Semana 15: 17(17) Clase magistral y prácticas de aula Semanas 16-18: Evaluación y trabajo autónomo del alumno para la preparación del exámen