PROYECTO DOCENTE CURSO: 2004/05

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Monica Fidalgo Calderón
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1 PROYECTO DOCENTE CURSO: 2004/ FUNDAMENTOS DE BIOLOGÍA Y GENÉTICA DE ORGANISMOS MARINOS ASIGNATURA: FUNDAMENTOS DE BIOLOGÍA Y GENÉTICA DE ORGANISMOS MARINOS CENTRO: Facultad de Ciencias del Mar TITULACIÓN: Licenciado en Ciencias del Mar DEPARTAMENTO: BIOLOGÍA ÁREA: Botánica PLAN: 10 - Año 2000 ESPECIALIDAD: CURSO: Cr. comunes ciclo IMPARTIDA: 1 Segundo semestre TIPO: Optativa CRÉDITOS: 5 TEÓRICOS: 3,5 PRÁCTICOS: 1,5 Descriptores B.O.E. Introducción al metabolismo celular. Fundamentos de Genética aplicados a mejora y a genética de poblaciones. Temario TEMARIO TEÓRICO UNIDAD TEMÁTICA 1.- Introducción a la Herencia. El genotipo y el fenotipo. Plasticidad fenotípica. Norma de reacción. Herencia Mendeliana. Las Leyes de Mendel. Conceptos y definiciones básicas en Genética: Gen; alelo; dominancia; recesividad; ploidía; haploidía y diploidía. UNIDAD TEMÁTICA 2.- Reproducción e historia de vida de los organismos marinos. Mitosis y meiosis en los organismos marinos. Tipos de historias de vida: Ciclo diplonte. Ciclo haplonte. Ciclo haplodiplonte. Fases biológicas. Fases isomórficas y heteromórficas. Reproducción sexual. Gametos y fecundación. Tipos. Reproducción asexual. Esporas y propágulos. Tipos. Importancia relativa de la reproducción sexual y asexual en los organismos marinos. UNIDAD TEMÁTICA 3.- El Material hereditario. I. Localización y estructura. Teoría cromosómica y base citológica de la herencia. Los cromosomas: Partes, tipos y tamaños. El Cariotipo. Los cromosomas en los organismos marinos. UNIDAD TEMÁTICA 4.- El Material Hereditario. II. Estructura Molecular. El ADN, estructura y forma. La doble hélice de Watson y Crick. La cromatina. El nucleosoma. Empaquetamiento y enrollamiento del ADN. El ADN extranuclear: ADN mitocondrial; ADN cloroplástico y plásmidos. Genes, configuración y funciones. UNIDAD TEMÁTICA 5.- El Dogma Central de la Biología Molecular: La Replicación del ADN. Mecanismo y procedimiento. La transcripción y procesamiento del ARN. Mecanismo. La traducción y el código Página 1 de 5

2 genético. La síntesis de proteínas. La expresión génica. Regulación de la expresión génica en procariotas y eucariotas. UNIDAD TEMÁTICA 6.- Introducción a la Genética de poblaciones. Conceptos en Genética de Poblaciones: Panmixia y poblaciones locales. Frecuencias genotípicas y génicas. La Ley de Hardy-Weinberg. Frecuencias de apareamiento. Propiedades de las poblaciones en equilibrio de Hardy-Weinberg. Medidas e índices del nivel de diversidad genética en las poblaciones naturales: Riqueza alélica o número medio de alelos por locus; polimorfismo o proporción de loci polimórficos. Heterocigosidad observada y esperada. UNIDAD TEMÁTICA 7.- Las fuerzas del cambio evolutivo en las poblaciones. I. La Mutación. Concepto y tipos. Mutación génica. Tasas de mutación. Importancia de la mutación como factor de cambio. Generación de nueva variación por mutación. Tasas de mutación en los vegetales marinos. Aleatoriedad de la mutación. Los cambios cromosómicos. Aneuploidía y euploidía. UNIDAD TEMÁTICA 8.- Las fuerzas del cambio evolutivo en las poblaciones. II. Los sistemas de cruzamiento y la endogamia. Heterocigosidad y homocigosidad. El coeficiente de endogamia. Consanguinidad y cruzamientos consanguíneos. Autofecundación y reproducción asexual. Consecuencias e importancia. UNIDAD TEMÁTICA 9.- Las fuerzas del cambio evolutivo en las poblaciones. III. La Deriva Genética. El efecto fundador y el cuello de botella. Fijación de alelos. Tamaño efectivo de las poblaciones de vegetales marinos. UNIDAD TEMÁTICA 10.- Las fuerzas del cambio evolutivo en las poblaciones. IV. La migración y el flujo genético. Medidas del flujo genético en poblaciones naturales: El coeficiente de diferenciación genética. La subdivisión de las poblaciones. El modelo de migración de islas. El modelo Stepping stone. Producción y liberalización de propágulos en algas. Patrones de dispersión y transporte de propágulos. Establecimiento y colonización de poblaciones naturales de organismos marinos. Importancia de la migración como mecanismo evolutivo en el contexto marino. UNIDAD TEMÁTICA 11.- Las fuerzas del cambio evolutivo en las poblaciones. V. La selección natural. Concepto. Efectos. La eficacia biológica. La selección natural como explicación de la evolución y adaptación en el medio marino. Selección natural en los organismos marinos y sus efectos. UNIDAD TEMÁTICA 12.- Especies y especiación. Definición y conceptos de especie. Tipos. El concepto de especie. Patrones de especiación. Mecanismos de aislamiento reproductivo en organismos marinos. La hibridación de especies como mecanismo de especiación. Modelos de especiación: alopátrida, parapátrica y simpátrica. La especiación en el medio marino: resultados y evidencias. Patrones biogeográficos. Etapas en el proceso de especiación de los organismos marinos. UNIDAD TEMÁTICA 13.- La Selección experimental. Selección artificial. Naturaleza de los caracteres cuantitativos. Concepto de heredabilidad. Mejora genética en los organismos marinos. UNIDAD TEMÁTICA 14.- Introducción a la Evolución. Desarrollo histórico de las teorías evolutivas. La Teoría de Darwin y Página 2 de 5

3 Wallace. La Teoría de la Evolución hoy. Pruebas a favor de la Evolución: Paleontológicas; anatómicas; embriológicas; taxonómicas y biogeográficas; moleculares. UNIDAD TEMÁTICA 15.- Filogenia. Anagénesis y cladogénesis. Análisis de la filogenia. Cladismo y fenetismo. Construcción de árboles filogenéticos. Inferencia filogenética mediante marcadores moleculares. Identificación de homología y analogía. Grupos monofiléticos, parafiléticos y polifiléticos. Sinapomorfías-simpleisomorfías. Construcción y representación de árboles filogenéticos. Principio y algoritmos de parsimonia. Grupos externos (outgroups) e internos (ingroups). UNIDAD TEMÁTICA 16.- Técnicas moleculares empleadas en filogenia. El reloj molecular. Construcción de filogenias mediante técnicas bioquímicas y moleculares: Isoenzimas, análisis de fragmentos de restricción, hibridación de ácidos nucleicos, amplificación al azar de fragmentos de ADN (RAPDs), secuenciación de ácidos nucleicos. Filogenia molecular en vegetales marinos. Regiones genómicas y secuencias más empleadas en la filogenia molecular de las algas. Evolución Molecular: Neutralismo-Seleccionismo. UNIDAD TEMÁTICA 17.- Introducción a la Evolución Primitiva. La evolución química. El origen y evolución de las moléculas orgánicas fundamentales. Proteinoides. Las moléculas autocatalíticas. Origen del código genético. El origen de las estructuras organizadas. Microesferas. Origen y evolución de las protocélulas. Las células primitivas (progenote). Los tres dominios: eubacterias, arqueobacterias y eucariotas. El ur-cariota ancestral. Las eras geológicas y acontecimientos orgánicos asociados a ellas. UNIDAD TEMÁTICA 18.- Origen y evolución de cloroplastos y mitocondrias. La teoría endosimbiótica. Organización, arquitectura y tamaño de los cloroplastos y mitocondrias en las algas. El genoma mitocondrial y cloroplástico de las algas. Teorías y evidencias del origen y evolución de las mitocondrias y cloroplastos. La evidencia estructural. La evidencia de los pigmentos. La evidencia molecular. Endosimbiontes primarios y secundarios. Conocimientos Previos a Valorar Se valorará disponer de conocimientos previos de Biología General así como de Genética General. Los alumnos deberán además disponer de conocimientos básicos de Botánica, Zoología, Fisiología y estadística. Objetivos Presentar y reconocer los fundamentos y los principios de la Biología, la Bioquímica, la Genética y la Evolución, aplicados al estudio de los organismos vegetales marinos. Adquirir una visión integradora de la Genética y la Evolución de los organismos vegetales marinos. Página 3 de 5

4 Metodología de la Asignatura Se impartirán los conocimientos básicos sobre Biología de los organismos marinos, con especial énfasis a las áreas de Genética aplicados a mejora genética y a la Genética de poblaciones de especies marinas. La metodología de la asignatura será principalmente mediante la impartición de clases magistrales en el aula y a través del uso de las nuevas tecnologías e Internet. Evaluación Se realizará una prueba escrita que constituirá el 80% de la evaluación de la asignatura. El 20% restante se obtendrá de la realización y valoración de las prácticas de la asignatura las cuales son obligatorias para poder aprobar. Descripción de las Prácticas Práctica 1. Análisis y simulación mediante programas informáticos de la variabilidad genética de poblaciones naturales según diferentes condiciones y circunstancias. Práctica 2. Extracción y aislamiento de ADN. Práctica 3. Amplificación de fragmentos de ADN. La técnica PCR. Amplificación al azar de fragmentos polimórficos: RAPD. Práctica 4. Separación de fragmentos de ADN. La electroforesis de ADN. Tinción y análisis de fragmentos. Bibliografía [1] Genética moderna / Anthony J.F. Griffiths...[et al.]. McGraw-Hill Interamericana,, Madrid : (2000) X [2] Biología celular y molecular E.D.P. De Robertis, E.M.F. De Robertis El Ateneo, Barcelona (1984) - (10, [5 reimp. en España]) [3] Evolución / Monroe W. Strickberger. Omega,, Barcelona : (1993) [4] Genética / Monroe W. Strickberger ; traducido por José Luis Ménsua. Omega,, Barcelona : (1988) - (3ª ed.) [5] Conceptos de genética / William S. Klug, Michael R. Cummings. Prentice Hall,, Madrid : (1999) - (5ª ed.) Página 4 de 5

5 Equipo Docente PEDRO ANTONIO SOSA HENRÍQUEZ (COORDINADOR) Categoría: CATEDRATICO DE UNIVERSIDAD Departamento: BIOLOGÍA Teléfono: Correo Electrónico: Página 5 de 5

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