UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Químico Farmacéutico Biólogo

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1 UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Químico Farmacéutico Biólogo JUNIO 2010 PROGRAMA DE INGENIERIA GENETICA (OPTATIVA) PROPUESTA ELABORADA POR: Q.F.B. ANDRÉS RODRÍGUEZ SALAZAR

2 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS Francisco García Salinas Área de Ciencias de la Salud Unidad Académica de Ciencias Químicas PROGRAMA DE LA ASIGNATURA INGENIERÍA GENÉTICA (OPTATIVA) PRESENTACIÓN DEL PROGRAMA. El programa de Ingeniería Genética, forma parte del área de formación profesional de la carrera de Químico Farmacéutico Biólogo. Es una materia optativa para el estudiante de la carrera, se pretende que con esta asignatura sé de una gama de conocimientos más amplia a nuestros egresados. La ingeniería genética es el conjunto de técnicas empleadas para manipular y modificar el material genético de los seres vivos que han proporcionado la clave del rápido desarrollo de la Biotecnología moderna. Dado el enorme interés social que los temas sobre Biotecnología despiertan hoy en día, 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. Así mismo, se presentan los avances científicos que se han realizado en este campo en los últimos años, que permitirán comprender y evaluar las aplicaciones de la biotecnología en la actualidad. Comprender el origen de la ingeniería genética como una nueva disciplina científica a partir de los experimentos de clonación. Revisar las posibles aplicaciones de las técnicas de la ingeniería genética: fitomejoramiento genético y zoomejoramiento genético, corrección de anormalidades genéticas, etc. Examinar las posibles repercusiones económicas de las técnicas biogenéticas: mejoramiento de semillas para mayor rendimiento por hectárea, producción de pupas estériles para el control de plagas, etc. Discutir el problema ético y jurídico de la experimentación genética en los humanos. Analizar los riesgos que entraña la creación de gérmenes letales que escapen al control del hombre. Discutir las perspectivas de la evolución humana contrastando los mecanismos tradicionales de la evolución y los cambios que pueda producir la ingeniería genética. La Biotecnología se considera como un recurso tecnológico por el cual se manipula a un organismo vivo para modificarlo y hacerlo más útil a los propósitos de la humanidad. Apoyara las áreas tecnológicas, particularmente las agropecuarias, del medio ambiente y la salud. Satisfacer la demanda de profesionales de alto nivel, capacitados para lograr una eficiente transferencia de tecnología, supervisar la producción y el uso de los productos biotecnológicos e incluso desarrollar nuestra propia Biotecnología, necesidad del presente y requisito indispensable para el futuro, es un reto de Nuestro Programa. Se trata de proporcionar al estudiante un conocimiento básico que le permita salir mejor preparado para un mejor desempeño en su trabajo. OBJETIVO DEL PROGRAMA. El objetivo de esta asignatura es profundizar en algunos aspectos del almacenamiento de la información y de la variabilidad molecular y genética que se generan en la célula así como la metodología que nos permite modificar genéticamente células, organismos

3 diversos o plantas. La ingeniería genética es un conjunto de metodologías que nos permiten manipular el ADN. En el presente curso se pretende explicar la base conceptual de éste conjunto de técnicas y dar a conocer las aplicaciones más inmediatas. Se abordarán técnicas de obtención de animales genéticamente modificados o clonados. Se hará un repaso a las estrategias de terapia génica que mejores resultados están dando en ensayos clínicos y se abordará finalmente la producción y caracterización de plantas transgénicas y sus múltiples aplicaciones. OBJETIVOS PARTICULARES UNIDAD TEMÁTICA UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. UNIDAD II: MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE. UNIDAD III: APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA. OBJETIVO Se analizan las enzimas, herramientas básicas de la Ingeniería Genética, que permiten manipular los genes, es decir, fragmentar, sintetizar y unir ácidos nucleicos. Se describen las técnicas más comunes para el análisis y la secuenciación de los genomas. En este tema se describe la estrategia general para clonar un gen particular a partir del genoma de un organismo. En este caso es necesario generar una colección o biblioteca de DNAs recombinantes, que contenga todos los segmentos representativos de todo el genoma. Estas bibliotecas genómicas constituyen el material de partida del cual puede recuperarse un clon que contenga el gen de interés. Se estudiarán los diversos procedimientos para introducir y expresar genes eucarióticos en células de mamíferos, plantas las limitaciones de estos métodos y las perspectivas de futuro para las aplicaciones de la biotecnología en los campos farmacológico y biomédico. CONTENIDO POR UNIDADES TEMÁTICAS UNIDAD 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. 1. GENERALIDADES 1.1. Origen y Perspectivas históricas de la ingeniería genética (biotecnología) Definición de ingeniería genética Objetivos de la ingeniería genética Las bases de la ingeniería genética Los fundamentos de una nueva tecnología: la Ingeniería Genética Las herramientas básicas de la ingeniería genética:

4 Las enzimas de restricción Mecanismo de acción Algunas aplicaciones de las enzimas de restricción al análisis del DNA 1.7. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) Descripción de la técnica Aplicaciones y perspectivas (ventajas) Riesgos (desventajas) UNIDAD 2. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Métodos naturales de obtención de DNA recombinante 2.2. Vectores de clonación 2.3. Clonación de un gen 2.4. Producción de proteínas de importancia médica en bacterias 2.5. Terapia génica Introducción Metodología Aplicaciones y perspectivas (ventajas) Riesgos (desventajas) Corrección de enfermedades genéticas 2.6. Vectores virales 2.7. Clonación de un organismo. UNIDAD 3. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Modificación génica de animales: animales transgénicos y clónicos Expresión de los genes exógenos en organismos transgénicos 3.3. Aplicaciones de los animales transgénicos 3.4. Plantas transgénicas: obtención y aplicaciones Métodos para la obtención de plantas transgénicas Transferencia directa de genes Algunas aplicaciones de la ingeniería genética en planta Las plantas como factorías Biotecnología ambiental 3.5. Biotecnología aplicada en hongos, parásitos, virus 3.6. Biotecnología de alimentos 3.7. Biotecnología en la industria farmacéutica 3.8. Críticas a la biotecnología. EXAMEN

5 Sesión Actual: 1 /29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. Tiempo estimado INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. 5 min lista GENERALIDADES asistencia 1.1 Origen y Perspectivas históricas de la ingeniería genética 125 minutos (biotecnología). Actividades de Enseñanza-Aprendizaje a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power Sesión Actual: 2/29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje

6 1.2. Definición de ingeniería genética. 1.3 Objetivos de la ingeniería genética. 1.4 Las bases de la ingeniería genética. 5 min lista asistencia 125 minutos a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power Sesión Actual: 3 / 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. 1.5 Los fundamentos de una nueva tecnología: la Ingeniería Genética Tiempo estimado 5 min lista asistencia 125 minutos Actividades de Enseñanza-Aprendizaje a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power

7 Sesión Actual: 4 / 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. 1.6 Las herramientas básicas de la ingeniería genética: Las enzimas de restricción Mecanismo de acción Tiempo estimado 5 min lista asistencia 125 minutos Actividades de Enseñanza-Aprendizaje a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power Sesión Actual: 5/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje

8 5 min lista Algunas aplicaciones de las enzimas de restricción al análisis del asistencia DNA 125 minutos a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power Sesión Actual: 6/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. 1.7 Reacción en cadena de la polimerasa (PCR) Descripción de la técnica Tiempo estimado 5 min lista asistencia 125 minutos Actividades de Enseñanza-Aprendizaje a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power

9 Sesión Actual: 7/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA Aplicaciones y perspectivas (ventajas) Riesgos (desventajas) Tiempo estimado 5 min lista asistencia 125 minutos Actividades de Enseñanza-Aprendizaje a través de la exposición, análisis y discusión de documentos. Uso de la computadora (Power UDI: INGENIERIA GENETICA Docente: Q.F.B. Andrés Rodríguez Salazar Número Total de Sesiones: 29 Sesión Actual: 8/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1. INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA GENETICA. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje

10 Examen 120 min El alumno se presentara al examen el día señalado El examen será por escrito Observaciones: Sesión Actual: 9 / 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Métodos naturales de obtención de DNA recombinante

11 Sesión Actual: 10/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Vectores de clonación 2.3. Clonación de un gen Sesión Actual: 11 / 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Corrección de enfermedades genéticas 2.6. Vectores virales 2.7. Clonación de un organismo.

12 Sesión Actual: 12 / 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Producción de proteínas de importancia médica en bacterias

13 Sesión Actual: 13/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Terapia génica Introducción Metodología Sesión Actual: 14/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Aplicaciones y perspectivas (ventajas) Riesgos (desventajas)

14 Corrección de enfermedades genéticas Sesión Actual: 15/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Vectores virales

15 Sesión Actual: 16/ 29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE Clonación de un organismo. UDI: INGENIERIA GENETICA Docente: Q.F.B. Andrés Rodríguez Salazar Número Total de Sesiones: 29 Sesión Actual: 17/29 Fecha: Unidad Temática: 1I. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE DNA RECOMBINANTE. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje Examen 120 min El alumno se presentara al examen el día señalado El examen será por escrito Observaciones:

16 Sesión Actual: 1 8/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Modificación génica de animales: animales transgénicos y clónicos. Sesión Actual: 1 9/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA.

17 3.2. Expresión de los genes exógenos en organismos transgénicos Sesión Actual: 20/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Aplicaciones de los animales transgénicos

18 Sesión Actual: 21/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Plantas transgénicas: obtención y aplicaciones. UDI: INGENIERIA GENETICA Docente: Q.F.B ANDÉS RODRÍGUEZ SALAZAR Número Total de Sesiones:29 Sesión Actual: 22/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA.

19 Métodos para la obtención de plantas transgénicas Transferencia directa de genes Algunas aplicaciones de la ingeniería genética en planta Sesión Actual: 23/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Las plantas como factorías Biotecnología ambiental

20 Sesión Actual: 24/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Biotecnología aplicada en hongos, parásitos, virus Sesión Actual: 25/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Biotecnología de alimentos

21 Sesión Actual: 26/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Biotecnología en la industria farmacéutica

22 Sesión Actual: 27/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA Críticas a la biotecnología. UDI: INGENIERIA GENETICA Docente: Q.F.B. Andrés Rodríguez Salazar Número Total de Sesiones: 29 Sesión Actual: 28/29 Fecha: Unidad Temática: III. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje Examen 120 min El alumno se presentara al examen el día señalado El examen será por escrito Observaciones: al final solo se aplica un solo examen. 28

23 UDI: INGENIERIA GENETICA Docente: Q.F.B. Andrés Rodríguez Salazar Número Total de Sesiones: 29 Sesión Actual: 29/29 Fecha: Unidad Temática: 1II. Tiempo estimado Actividades de Enseñanza-Aprendizaje Examen 120 min El alumno se presentara al examen el día señalado El examen será por escrito Observaciones: CRITERIOS DE EVALUACIÓN PARA EL CURO: Presentar los exámenes parciales es un requisito para pasar la materia. Cumplir con las tareas, trabajos individuales el día fijado de lo contrario su calificación disminuirá si se entrega otro día. Participaciones o exposiciones del alumno en clases. Celulares apagados durante la clase y en los exámenes. No fumar durante la clase. Se tomara lista de asistencia al principio o al final de la clase, si el alumno llega antes de terminar de pasar lista de asistencia, se le pondrá retardo. Asistencia obligatoria del 80%, en caso contrario presentar por escrito y con sello de una institución oficial un documento que justifique la falta. Utilizar el Internet inalámbrico de la institución solo si la actividad académica lo requiere Mantener la compostura apagada como respeto hacia el docente y los compañeros de aula. No se aceptará el plagio de materiales intelectuales, siempre se debe citar correctamente la fuente de donde se tomo la información. En caso de trabajos individuales no se aceptarán duplicados, así como el hecho de contravenir la integridad de una evaluación será motivo para no acreditarlos. CRITERIOS DE EVALUACIÓN

24 PONDERACIÓN PARTICIPACIÓN, TAREAS 10% PORTAFOLIO 20% ASISTENCIA 20% EXÁMENES 60% BIBLIOGRAFÍA BASICA: Francisco X. Soberón M. LA INGENIERIA GENETICA Y LA NUEVA BIOTECNOLOGIA. Fondo de cultura Económica SEP. Rene Scriban. BIOTECNOLOGIA. Editorial El Manual Moderno Internet. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARAI: Texto ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética. J. Luque, A. Herráez. Ediciones Harcourt, Biología Celular y Molecular. H. Lodish, J. Darnell. E. Omega. 4ª Edición Cultivos y alimentos transgénicos. Una guía crítica. Jorge Riechmann. Los libros de la Catarata. Fundación 1º de Mayo. Madrid, 2000.

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