I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN. 1. Unidad Académica: FACULTAD DE CIENCIAS
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- María Josefa Martínez Giménez
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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA COORDINACIÓN DE FORMACIÓN BÁSICA COORDINACION DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y VINCULACIÓN UNIVERSITARIA PROGRAMA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE POR COMPETENCIAS I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN 1. Unidad Académica: FACULTAD DE CIENCIAS 2. Programa estudio: (Técnico, TSU, Licenciatura) LICENCIATURA EN BIOLOGIA 3. Vigencia l plan: Nombre la Unidad Aprendizaje: GENÉTICA MOLECULAR Y CELULAR 5. Clave: 6. HC: 2 HL 3 HT HPC HCL HE _2_ CR 7 7. Ciclo Escolar: Etapa formación a la que pertenece: _DISCIPLINARIA_ 9. Carácter la Unidad Aprendizaje: Obligatoria X Optativa 10. Requisitos para cursar la Unidad Aprendizaje: BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR Formuló: CARLOS MARQUEZ BECERRA VoBo. Fecha: 15 DE JUNIO DE 2007 Cargo:
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3 II. PROPÓSITO GENERAL DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Presentar a los alumnos los conocimientos básicos aplicados la herencia en los niveles molecular celular. El énfasis se hace en organismos eucariontes, en los que se analizan genes genomas; no obstante, para fines comparación también se mencionan procariontes. Otro aspecto en el que se profundiza es en el análisis núcleos cromosomas, s la citogenetica clásica a la citogenética molecular. Las nuevas fronteras l conocimiento son presentadas en forma breve entre ellas la genómica la proteómica, asi como la interfase entre genética molecular computación. Con esta base se comprenrá la necesidad abrir la mente a las nuevas ias a las posibilidas trabajo en equipo con personas diferentes áreas l conocimiento. Valorará sus propias capacidas conocimientos, manera que se le fomentará la actividad pensamiento crítico. También adquirirá los conocimientos moleculares celulares la herencia aprenrá algunas sus aplicaciones. III. COMPETENCIA (S) DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Explicar, analizar sintetizar los fundamentos mecanismos moleculares celulares la herencia; conocer forma teórica práctica molos experimentales plantas animales, con ellos diseñar realizar experimentos semestrales experimentos a corto plazo, que los capacitarán para que en el futuro puedan incursionar en el campo profesional.
4 IV. EVIDENCIA (S) DE DESEMPEÑO Demostrar los conocimientos habilidas adquiridas durante los procesos diseño, ejecución, obtención datos, integración la información redacción los trabajos experimentales cortos semestrales. Amás se presentarán los organismos experimentales en sus diferentes fases. Otras evincias l buen sempeño se obtendrán a partir las exposiciones seminarios, resolución problemas manera individual en grupo durante las clases, resolución exámenes. V. DESARROLLO POR UNIDADES Unidad I Introducción a la Genética Competencia:, Analizar evaluar las relaciones la Genética molecular celular con las ciencias médicas, forenses otras l campo biológico; asi como con áreas l sarrollo productivo social. Evaluar con una fundamentación sólida los principales logros la Genética. Contenido Duración 1. Presentación l curso. 6 horas 2. Introducción a la Genética molecular celular. 3. Descubrimientos sobresalientes en Genética. 4. Relación la Genética con otras ciencias. 5. La Genética su contribución en el sarrollo social.
5 Unidad II. Fundamentos Genética molecular aplicaciones Competencia:, Analizar comparar los conceptos básicos la Genética molecular en aspectos cualitativos cuantitativos. Analizar discutir en seminarios las aplicaciones la Genética molecular discutir los alcances limitaciones las tecnologías moleculares para la resolución problemas específicos. Contenido Duración 1. La evolución l concepto gene. 2. Análisis comparativo los códigos genético universal, mitocondrias, 24 horas cloroplastos. 3. Transferencia horizontal genes. 4. La estructura los genes su evolución. El origen genes nuevos. 5. Duplicación genes. Pseudogenes. 6. Familias génicas 7. Polimorfismos nucleotídicos 8. Diversidad nucleótidos en secuencias génicas. 9. Patrones cambio en las secuencias aminoácidos nucleótidos. 10. Sustituciones sinónimas no sinónimas 11. Desviaciones en el uso codones 12. Genealogías genes ejemplos taxonomía molecular. 13. Alineamientos secuencias nucleótidos aminoácidos (BLAST, Clustal, otros). 14. Herramientas para el análisis secuencias (BLAST, DnaSp, MEGA, otros) 15. Los bancos genes: GenBank(USA), EMBO (Comunidad Europea) el banco genes Japón. El acceso la obtención información. 16. Microsatélites minisatélites su empleo como marcadores moleculares. 17. Tripletes repetitivos sus efectos fenotípicos en humanos
6 Unidad III Genómica Proteómica Competencia:, Analizar discutir los orígenes dos las nuevas areas la Genética molecular: La proteómica la genómica; asi como exponer en mesas redondas algunos ejemplos sus avances. Amás analizar, comentar discutir las lineas aplicación estos nuevos campos conocimiento sus repercusiones en las sociedas actuales. Contenido Duración 1. Los orígenes los conceptos genómica proteómica. 2. Los fundamentos moleculares e informáticos la genómica 12 HORAS la proteómica. 3. Las bases datos moleculares las nuevas ciencias. 4. Aplicaciones la genómica la proteómica en Biología Biomedicina. 5. Aspectos éticos legales la genómica las nuevas tecnologías la genética molecular
7 Unidad IV Citogenética molecular clásica Competencia: Analizar comparar los conceptos métodos la Citogenética clásica Molecular tanto los cromosomas como l nucleo interfásico. Así como discutir realizar aplicaciones la Citogenética molecular clásica. Y mediante la ejercitación discusiones bien fundamentadas alcanzar conclusiones construir criterios sobre los aspectos éticos sociales las aplicaciones la Citogenética.. Contenido Duración 1. Estructuras ultraestructuras cromosómicas. 2. Comparación los tipos cromosomas mitóticos. 3. Utilización las distintas fases la mitosis para el análisis cromosómico. 21 HORAS 4. El análisis l núcleo interfásico sus aplicaciones. 5. Cromosomas politénicos plumulados. 6. Recombinación mitótica. 7. Intercambio cromátidas hermanas 8. Bandas cromosómicas Q, G, C, R, Nor, T otras. 9. Bandas cromosómicas con enzimas restricción. 10. Marcadores moleculares los cromosomas l núcleo interfásico 11. Pruebas moleculares con colores para bandas, regiones cromosomas 12. Hibridización in situ con fluorescencia (FISH) FISH multicolor. 13 Cariotipos espectrales código barras
8 Unidad V Mutagénesis Competencia: Comparar, analizar, discutir aplicar los principios teóricos prácticos la mutagénesis para el estudio los mutágenos ambientales. Analizar discutir las implicaciones sociales las investigaciones sobre mutágenos ambientales Contenido Duración 1. Clasificación los mutágenos ejemplos. 2. La mutación sus efectos en los organismos. 12 HORAS 3. Los mutágenos en los ambientes laborales en el hogar. 4. Los mutágenos experimentales naturales. 5. Técnicas investigación en mutagénesis.
9 VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS No. Práctica Competencia(s) Descripción Material Apoo Duración 1 Reconocimiento análisis las medidas Se revisan analizan las medidas básicas Instructivo seguridad en un Laboratorio seguridad en el manejo agentes Cuestionario Genética químicos, físicos biológicos empleados Ejemplos con frecuencia en un laboratorio agentes Genética. químicos, físicos biológicos 2 Conocer adquirir experiencia en técnicas Se realizan ejercicios l manejo ascéptico Instructivo ascepcia realización ejercicios con instrumentos organismos vivos: s Organismos instrumentos organismos vivos. una célula hasta organismos completos vivos Reconocer las cualidas el manejo como un pollo o un ratón. En la parte dos, Pollo, ratón apropiado las campanas flujo laminar se presentan analizan las cualidas pez. Células horizontal vertical. las campanas flujo laminar se realizan Estuches ejercicios con ellas. disección. Campanas flujo laminar
10 vertical horoizontal 3 Comparación las propiedas los Este ejercicio consiste en que el alumno se Micropipetas diversos tipos micropipetas manuales enfrente a diferentes problemas para manuales automáticas realización ejercicios con manejar microvolúmenes sustancias con Micropipetas reactivos que poseen propiedas propiedas diversas viscosidad, automáticas diferentes nsidad, viscocidad color. nsidad colorido. Asi mismo se realizará 10, 20, 200, una comparación los resultados entre 1000 los alumnos. Se hará un análisis los microlitros. problemas presentados se expondrán Puntas soluciones a estos problemas específicos pipetas sus cajas soporte. Gradillas tubos 500 1,500 microlitros 4 Comparación, análisis, ejercitación La práctica consiste en que los alumnos Agarosa (2 o discusión las propiedas los geles preparen geles agarosa calidas 3 marcas), Sol. agarosa para la separación bandas distintas, varias concentraciones Amortiguadora DNA. agarosa, diferentes métodos tinción Cámaras
11 corrimientos a voltajes diversos. electroforesis Al terminar obtendrán una panorámica con Fuentes talles las técnicas separación por DNA. Lámpara luz UV Micropipetas puntas 5 Conocimiento realización ejercicios en Se introduce al alumno uno los nuevos Semillas el manejo las plantas Brassicaceas (B. molos experimentales en Genética, que silvestres trabajo rapa Arabidopsis) ciclos cortos. son las plantas Brassicas ciclos cortos. mutantes ros extraclase Aplicación la mutación ros para Al mismo tiempo se realiza un experimento Brassica durante 36 experimentar con la expresión génica que en total dura 36 días que consiste en Celdas días. modificar la expresión l gen ros. germinación, sustrato fertilizante. Acido giberélico Cámara ambiental 6 Comparación análisis las semejanzas Este ejercicio consiste en realizar un Esquemas 2 horas diferencias existentes entre el código análisis comparativo entre los distintos los códigos
12 genético universal el mitocondrias códigos genético que están bien Cuestionario a otros documentados en la literatura. documentados en la literatura en resolver GenBank. Se realiza un cuestionario con el durante el apoo esquemas o GenBank. ejercicio. Computadora conectada a internet. 7 Aplicación un método alineamiento Se presentará una las herramientas PC IBM secuencias nucleótidos básicas para el análisis secuencias compati ble aminoácidos como Clustal o GenDoc. nucleótidos aminoácidos, que es pentiumiii o Alignment o alineamiento sencillo mas gran. múltiple. Se utilizarán PC personales Programas software como Clustal o bien GenDoc. Clustal o GenDoc Secuencias varias 8 Aplicación análisis otras herramientas En esta práctica se usará el programa PC IBM informáticas para el estudio secuencias DnaSp para analizar secuencias que compati ble nucleótidos aminoácidos, como previamente fueron alineadas (ver ejercicio Pentium III o ejemplo se usará DnaSp. 7). Ahora se obtendrá parámetros tales mas gran. como:polimorfismos nucleotídicos, Programa diversidad nucleótidos (varios índices), DnaSp
13 sviación en el uso codones, otros. Secuencias alineadas 9 Conocer métodos acceso a Bancos En esta práctica se establecen las PC IBM genes a bases secuencias diferencias entre bancos genes las compatible especializadas, asi mismo realizar bases secuencias especializadas. Se Pentium III o ejercicios para la obtención información presentan las ventajas ambas se mas gran realizan ejercicios. Conexión a Internet 10 Comparar distintos métodos cultivo Consiste en aprenr a cultivar células, a Campana 6 horas células, conocer aplicar una técnica. cosecharlas, a realizar preparaciones flujo laminar tinciones. Incubadora Asi mismo se evalúa al microscopio. microscopio Celulas reactivos 11 Análisis comparativo diversas técnicas Se presentan analizan las diferentes Preparaciones bandas aprenr a ejecutar solo una técnicas bandas, se discuten sus en don están como opciones Bandas G, bondas se realiza uno o mas ejercicios cromosomas C o Nor. con una técnica hasta obtener resultados sin satisfactorios. tratamientos previos. Colorantes,
14 soluciones amortiguadora s tinciones. Microscopios 12 Comparar, analizar practicar técnicas Con fotografías cromosomas Tabla con elaboración cariotipos normales metafásicos o prometafásicos se realizan nomenclatura anormales. uno o mas cariotipos, acuerdo a las citogenética normas establecidas, se intifican principales cromosomas sexuales aberrantes, asi normas para como polimórficos si es que existen. el arreglo cariotipos. Papel, tijeras, goma fotografías. 13 Aplicación los principios l análisis La práctica se fundamenta en la Cariotipo citogenético cuantitativo tanto forma presentación mas herramientas Reglas o manual como computarizada, utilizando el análisis los cromosomas, en esta parte vernier Programa León 1. es el aspecto las mediciones Calculadora regiones cromosómicas la aplicación Hoja con fórmulas para la obtenció parámetros fórmulas útiles como son: Longitud relativa, relación PC IBM brazos e índice centromérico. Se realiza compatible
15 primero forma manual spués, para Pentium III verificar, se apren a utilizar software Programa especializado como León 1. cómputo León 14 Análisis evaluación los núcleos El énfasis se hace en el análisis Preparaciones interfásicos normales anormales. Asi evaluación los núcleos interfásicos cultivos como evaluación l índice mitótico e como entidas que brindan información células índices específicos fases la mitosis. valiosa para juzgar la situación tejidos tejidos obtenidos in vivo cultivos células. obtenidos Los análisis complementarios son los organismos índice mitótico fases específicas. recién sacrificados. Hojas con fórmulas esquemas. Microscopio
16 15 Elaboración análisis preparaciones Se cultivan previamente moscas Drosophila Larvas cromosomas politéticos aplicación una se espera hasta observar larvas grans Drosophila. técnica para inducir la expresión génica gruesas. Laminillas formación puffs. Se tratan con choque térmico se hacen limpias preparaciones cromosomas politénicos. Colorantes, Incubadora Microscopio.
17 16 Aplicación una técnica para la inducción En esta práctica se utilizan plantas se Plantas aberraciones cromosómicas inicia una semana antes realizarse la germinadas Análisis evaluación las aberraciones. sesión elaboración preparaciones, Vicia faba análisis evaluación. Se basa en provocar Allium. aberraciones cromosómicas en raicillas. Laminillas limpias Colorantes papel secante Microscopio 17 Reconocimiento físico los sexos l Reconocer los sexos, aislarlos, formar Cajas Petri, nemátodo Caenorhabditis elegans parejas cultivos, asi como observar su cepas realización su cultivo. sarrollo. bacterias Escherichia coli K12, lineas C. elegans.
18 VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO Exposición seminarios en forma individual en equipo. Discusiones grupo sobre los temas centrales l curso los seminarios. Prácticas laboratorio utilizando guías escritas para el curso. Experimentos cortos semestrales diseñados por alumnos el profesor. Utilización herramientas computacionales molos. VIII. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
19 1. Tres exámenes parciales = 50% 2. Desarrollo prácticas, experimentos ejercicios; asi como el reporte escrito entregado una semana spués su realización = 40% 3. Exposición seminarios = 5% 4. Participación en clase = 5% IX. BIBLIOGRAFÍA Básica Complementaria 1. Lewin, B Genes VIII. Oxford Universit Press, Oxford. 2. Griffiths, A.J.F., Miller, J.H., Suzuki, D.T., Lewontin, R.C. Gelbart, W.M An Introduction to Genetic Analsis. W.M. Freeman, N.Y. 3. Miller, O.J. Therman, E Human Chromosomes. Springer Verlag, N.Y., Berlin,. 4. Brown, T.A. (1999) Genetics. A molecular approach. Chapman and Hall, Londres 5. Czepulkowski, B. (2001) Analzing Chromosomes. Bios Springer Verlag, N.Y. 1.Fogiel, D REA S Problem Solver Genetics. R.E.A., N.Y. 2. Sambrook, J., Fritsch, E.F. Maniatis, T Molecular Cloning. A Laborator Manual. 3 Tomos, Cold Spring Harbor Laborator Press, N.Y
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