Grado en Química. 4 o Curso Ampliación de Bioquímica. Guía Docente

Transcripción

1 Grado en Química 4 o Curso Ampliación de Bioquímica Guía Docente

2 Guía Docente. Curso Datos descriptivos de la materia. Carácter: Optativa Convocatoria: 2 o cuatrimestre Créditos: 4,5 ECTS Profesorado: José M. Martínez Costas Profesor Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CIQUS) Idioma en que es impartida: Castellano 2. Situación, significado e importancia de la materia en el ámbito de la titulación Módulo al que pertenece la materia en el Plan de Estudios. Materias con las que se relaciona. Módulo 9: Química Avanzada. Se relaciona fundamentalmente varias asignaturas de dicho módulo y sobre todo con las asignaturas Biología del módulo 8 y Bioquímica del módulo Papel que juega este curso en ese bloque formativo y en el conjunto del Plan de Estudios. Esta asignatura es fundamental para aquellos alumnos que quieran adquirir un conocimiento integrado de los procesos químicos que rigen a los organismos biológicos Conocimientos previos (recomendados/obligatorios) que los estudiantes han de poseer para cursar la asignatura. Haber cursado las asignaturas del módulo de Química Orgánica y cursar la asignatura Bioquímica.

3 3. Objetivos del aprendizaje y competencias a alcanzar por el estudiante con la asignatura Objetivos del aprendizaje. Comprender la Química de los principales procesos biológicos. Relacionar la Química con otras disciplinas y reconocer y valorar los procesos químicos en la vida diaria. Comprender los sistemas globales de regulación e integración de los sistemas bioquímicos en los organismos complejos Competencias generales (según reza en la memoria del Grado en Química). Que sean capaces de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Química. Que puedan 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. Que tengan capacidad de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas en Química tanto a un público especializado como no especializado. Que sean capaces de estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica Competencias específicas (según reza en la memoria del Grado en Química). Tipos principales de reacción química y sus principales características asociadas. Relación entre propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales: incluyendo macromoléculas (naturales y sintéticas), polímeros, coloides y otros materiales. Estructura y reactividad de las principales clases de biomoléculas y la química de los principales procesos biológicos. Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con las áreas de la Química. Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para solucionarlos. Evaluación, interpretación y síntesis y datos e información Química Competencias transversales (según reza en la memoria del Grado en Química). Trabajo en equipo. Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar. Trabajo en un contexto internacional. Habilidades en las relaciones interpersonales. Razonamiento crítico. Compromiso ético.

4 4. Contenidos del curso Epígrafes del curso: Señalización celular Tema 1-Receptores celulares y señalización Tema 2- Regulación del ciclo celular por las CDKs Tema 3- Proliferación celular y muerte celular programada Regulación e integración del metabolismo Tema 4- Hormonas: Diversidad química, actuación y mecanismos de liberación. Tema 5- Metabolismo específico de los tejidos y regulación hormonal del metabolismo energético. Tema 6- Regulación de la masa corporal y metabolopatías Regulación de la expresión génica Tema 7- Principios generales de regulación génica Tema 8- Regulación de la expresión génica en bacterias Tema 9- Regulación de la expresión génica en eucariotas 4.2. Bibliografía recomendada Básica (manual de referencia). Nelson y Cox, Lehninger Principios de Bioquímica. Quinta edición. Editorial Omega Complementaria. McKee e McKee, Bioquímica.La base Molecular de la vida, 4ª ed., McGraw- Hill-Interamericana, Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª, 3ª ed., Editorial Panamericana Voet, D., Voet, J.G. e Pratt, C.W. Fundamentos de bioquímica. Ed. Médica Panamericana Avanzada. Lodish, Biología Celular y Molecular, Ed. Panamericana Alberts e outros, Biología Molecular de la Célula. Ed Omega, 5ª ed., 2010.

5 TEMA 1 Receptores celulares y señalización En este tema se repasan los conceptos básicos de comunicación intercelular en los organismos complejos. Cuáles son los principales sistemas receptor-ligando y sus mecanismos de actuación. Características esenciales de la transducción de señales. GPCR. Receptores tirosinaquinasa. Receptores guanilil-ciclasa, cgmp y proteína quinasa C. Proteínas adaptadoras polivalentes y balsas de membrana. Canales iónicos de compuerta. Integrinas. Hormonas esteroideas. Señalización en microorganismos y plantas Capítulo 12, páginas TEMA 2 Regulación del ciclo celular por las CDKs Un caso especial de señalización lo constituyen los mecanismos que controlan la decisión de si una célula se divide o no. La pérdida de dicha regulación conduce a la formación de tumores. En este tema estudiaremos la base de la toma de decisiones y la regulación de la división celular. Etapas del ciclo celular. Oscilaciones en los niveles de las kinasas dependientes de ciclinas. Regulación de las CDK por fosforilación. Degradación controlada de ciclinas. Síntesis regulada de ciclinas y CDKs. Inhibición de CDKs. Las CDKs regulan la división celular por fosforilación de proteínas clave Capítulo 12, páginas Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª ed., Editorial Panamericana 2006, Capítulo 18, páginas 612 a 632.

6 TEMA 3 Proliferación celular y muerte celular programada La contrapartida a la división celular que conduce a la proliferación es la muerte celular programada o apoptosis. Estudiaremos en qué consiste y cómo los organismos controlan ambos procesos. Oncogenes: mutaciones en genes de proteínas que regulan el ciclo celular. Defectos en ciertos genes eliminan las restricciones sobre la división celular. Apoptosis: muerte celular programada Capítulo 12, páginas Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª ed., Editorial Panamericana 2006, Capítulo 18, páginas 612 a 632. TEMA 4 Hormonas: Diversidad química, actuación y mecanismos de liberación. Las hormonas constituyen señales químicas que coordinan los procesos metabólicos de los diferentes tejidos de los organismos. En este tema conoceremos la base de su modo de actuación Hormonas: estructuras diversas, funciones diversas. Detección y purificación de hormonas. Las hormonas y sus receptores de alta afinidad. Diversidad química de las hormonas. Liberación de hormonas: jerarquización de las señales neuronales y hormonales Capítulo 23, páginas

7 TEMA 5 Metabolismo específico de los tejidos y regulación hormonal del metabolismo energético Los organismos biológicos complejos están organizados en tejidos con diferentes funciones y capacidades metabólicas. En este tema estudiaremos cuál es el papel metabólico de los principales tejidos y sus interrelaciones. El hígado como regulador metabólico. Tejido adiposo: almacén y suministro de ácidos grasos. El músculo y el trabajo mecánico. Consumo de energía por el cerebro para los impulsos nerviosos. Transporte de oxígeno y metabolitos por la sangre. Regulación hormonal del metabolismo energético: sistema insulinaglucagón. Adaptación metabólica al ayuno. Cortisol y adrenalina como sensores metabólicos Capítulo 23, páginas TEMA 6 Regulación de la masa corporal y metabolopatías En mamíferos existe un complejo sistema de señales químicas que regulan el equilibrio entre la ingesta de combustible y el gasto energético, contribuyendo así al control de la masa corporal. Los desequilibrios de estos sistemas conducen a alteraciones metabólicas. Funciones endocrinas del tejido adiposo. Leptina: mecanismos de estímulo de la produción de hormonas anorexigénicas. Regulación de la ingesta y la conservación de la energía por insulina. Adiponectina. Regulación de la expresión génica por la dieta. Grelina e ingesta. Obesidad, síndrome metabólico y diabetes tipo Capítulo 23, páginas

8 TEMA 7 Principios generales de regulación génica Las células sólo expresan un porcentaje pequeño del total del genes que poseen. Además, en un mismo individuo, las células procedentes de sus distintos tejidos expresan genes diferentes lo que les proporcionan sus características diferenciales. En este tema y los siguientes estudiaremos los principales mecanismos utilizados por las células para regular la expresión de sus genes. Pasos de la expresión génica susceptibles de regulación. Unión de la RNA polimerasa a los promotores. Regulación del inicio de la transcripción mediante proteínas que se unen a DNA. Organización en operones de los genes bacterianos. Estructura en dominios de las proteínas que reconocen secuencias en el DNA. Dominios de interacción proteína-proteína en las proteínas reguladoras Capítulo 28, páginas TEMA 8 Regulación de la expresión génica en bacterias En este tema nos centraremos en el estudio de los principales mecanismos que las bacterias utilizan para controlar la expresión de sus genes. Operón lac: regulación negativa y positiva. Mecanismo de atenuación de la transcripción en la regulación de los genes de biosíntesis de aminoácidos. Inducción de la repuesta SOS. Coordinación en la biosíntesis de proteínas ribosómicas y rrnas. Regulación de la expresión génica por RNAs pequeños (srnas). Regulación por recombinación Capítulo 28, páginas

9 TEMA 9 Regulación de la expresión génica en eucariotas Aunque muchos de los mecanismos utilizados por los procariotas son similares a los de eucariotas, la mayor complejidad de estos últimos y su elevada compartimentalización hacen que los procesos de regulación de expresión génica sean fundamentalmente diferentes en ambos tipos de organismos. Cromatina transcripcionalmente activa e inactiva. Remodelación de la cromatina. Muchos promotores eucarióticos se regulan positivamente. Activadores y coactivadores de transcripción. Genes del metabolismo de la galactosa en levaduras. Estructura modular de los activadores e transcripción. Señalización inter e intracelular en la regulación de la expresión génica. Fosforilación de factores de transcripción y regulación. Regulación a nivel de traducción. Silenciamento génico por RNA interferente. Diferentes formas de regulación de la expresión génica mediada por RNA. Control del desarrollo por cascadas de proteínas reguladoras Capítulo 28, páginas

10 5. - INDICACIONES METODOLÓGICAS Y ATRIBUCIÓN DE CARGA ECTS Tiempo de estudio y trabajo personal. TRABAJO PRESENCIAL EN EL AULA HORAS TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO HORAS Clases expositivas en grupo grande Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios) Clases interactivas con ordenador en grupo reducido Tutorías en grupo muy reducido Total horas trabajo presencial en el aula o en el laboratorio 28 Estudio autónomo individual o en grupo 6 Resolución de ejercicios, u otros trabajos Resolución de ejercicios, prácticas con ordenador 2 Preparación de presentaciones orales, escritas, elaboración de ejercicios propuestos. Actividades en biblioteca o similar 36 Total horas trabajo personal del alumno 50, , Actividades formativas en el aula con presencia del profesor A) Clases expositivas en grupo grande ( CE en las tablas horarias): Lección impartida por el profesor que puede tener formatos diferentes (teoría, problemas y/o ejemplos generales, directrices generales de la materia ). El profesor puede contar con apoyo de medios audiovisuales e informáticos pero, en general, los estudiantes no necesitan manejarlos en clase. Habitualmente estas clases seguirán los contenidos de un Manual de referencia propuesto en la Guía Docente de la asignatura. La asistencia a estas clases no es obligatoria. B) Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios, S en las tablas horarias): Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios El alumno participa activamente en estas clases de distintas formas: entrega de ejercicios al profesor (algunos de los propuestos en boletines de problemas que el profesor entrega a los alumnos con la suficiente antelación); resolución de ejercicios en el aula, etc. El profesor puede contar con apoyo de medios audiovisuales e informáticos pero, en general, los estudiantes no los manejarán en clase. Se incluyen las pruebas de evaluación si las hubiere. La asistencia a estas clases es obligatoria. C) Tutorías de pizarra en grupo muy reducido ( T en las tablas horarias): Tutorías programadas por el profesor y coordinadas por el Centro. En general, supondrán para cada alumno 2 horas por cuatrimestre y asignatura. Se proponen actividades como la supervisión de trabajos dirigidos, aclaración de dudas sobre teoría o las prácticas, problemas, ejercicios, lecturas u otras tareas propuestas; así como la presentación, exposición, debate o comentario de trabajos individuales o realizados en pequeños grupos. En muchos casos el profesor exigirá a los alumnos la entrega de ejercicios previa a la celebración de la tutoría. Estas entregas vendrán recogidas en el calendario de actividades que van a realizar los alumnos a lo largo del curso de la Guía Docente de la asignatura correspondiente. La asistencia a estas clases es obligatoria Recomendaciones para el estudio de la materia Es aconsejable asistir a las clases expositivas. Es importante mantener el estudio de la materia al día. Una vez finalizada la lectura de un tema en el manual de referencia, es útil hacer un resumen de los puntos importantes.

11 2º Semestre Enero-Febrero Marzo Abril L Ma Mi X Vi L Ma Mi X Vi CE CE CE CE CE CE CE CE CE CE L Ma Mi X Vi CE CE CE CE CE T CE CE S CE CE S2 L Ma Mi X Vi 1 S CE CE S CE CE S T Mayo Otras actividades Notas Exámenes (examen ordinario: mayo; examen extraordinario: junio) 27/5 16h- Q. Inorgánica 11/6 10h- Bioloxía Horarios de tutoría y asistencia al alumnado. Consultar CE CE S5 Clases expositivas (teóricas) CE Clases interactivas seminario S Clases interactivas tutorías T Días no lectivos festivos Clases expositivas: -Mércoles-Aula Química Inorgánica. -Xoves- Aula 2.14 Seminarios: Aula Química Inorgánica Tutorías: Aula Química Inorgánica

12 6. Indicaciones sobre la evaluación Procedimiento de evaluación. 1. La asistencia a los seminarios es obligatoria según las normas de la USC y será tenida en cuenta en la evaluación continua. 2. La evaluación tiene tres componentes: 2.1) Evaluación continua (EC=30%): Consistirá en preguntas sorpresa en las clases expositivas y seminarios, además de un trabajo que habrá que exponer en tiempo de seminarios. Los alumnos que no exponen formularán preguntas sobre la temática del trabajo que serán también evaluadas. 2.2) Examen final (EF= 70%) El alumno deberá obtener al menos un 4 sobre un total de 10 puntos en la nota del examen final para que puedan computar en la nota final. Nota Final= Máximo (Nota EF, 0,7xNota EF+0,3xNota EC) 2.3) Tras la conclusión de cada uno de los dos primeros bloques temáticos se hará un control escrito voluntario para cada bloque. Superar dichos controles eximirá al alumno de volver a examinarse de los temas contenidos en esos bloques temáticos. La nota obtenida en estos controles una vez superados (nota superior a 5) serán promediados junto con la obtenida en el examen final para dar la equivalente al EF del punto 2.2. En cualquier caso, la nota final será: el máximo obtenido en uno de los dos supuestos: Nota EF, o 0,7xNota EF+0,3xNota EC. 3. Los alumnos que no superen la materia en la oportunidad ordinaria (enero) podrán presentarse a la oportunidad de recuperación (julio). La nota de la evaluación continua se mantendrá Recomendaciones de cara a la evaluación. El alumno debe repasar los conceptos teóricos introducidos en los distintos temas utilizando el manual de referencia y los resúmenes. El grado de acierto en la resolución de los ejercicios propuestos proporciona una medida de la preparación del alumno para afrontar el examen final de la asignatura. Aquellos alumnos que encuentren dificultades importantes a la hora de trabajar las actividades propuestas deben de acudir en las horas de tutoría del profesor, con el objetivo de que éste pueda analizar el problema y ayudar a resolver dichas dificultades Recomendaciones de cara a la recuperación. El profesor analizará con aquellos alumnos que no superen con éxito el proceso de evaluación, y así lo deseen, las dificultades encontradas en el aprendizaje de los contenidos de la asignatura. También les proporcionará material adicional (cuestiones, ejercicios, exámenes, etc.) para reforzar el aprendizaje de la materia.