GUÍA DOCENTE DE ASIGNATURA CURSO 2009/2010

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1 GUÍA DOCENTE DE ASIGNATURA CURSO 2009/ DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA 1.1.Nombre BIOLOGÍA MOLECULAR 1.2. Código UNESCO Código de la asignatura Plan Curso académico Ciclo formativo 1º 1.7. Curso de la Titulación Utilización plataforma virtual (indicar modalidad) Créditos ECTS Organización de las actividades I. ACTIVIDADES DEL ESTUDIANTE PRESENCIALES /ON LINE II. ACTIVIDADES NO PRESENCIALES DEL ESTUDIANTE (Trabajo Autónomo) 3º 1.8.Tipo Obligatoria 1.9. Cuatrimestre SEGUNDO WEB-CT Apoyo a la docencia 5,5 ECTS 6 LRU Horas presenciales del estudiante Horas no presenciales del estudiante Actividades previstas para el aprendizaje y distribución horaria del trabajo del estudiante por actividad(estimación en horas) Sesiones de Teoría 26 Sesiones Prácticas 26 Seminarios (actividades dirigidas por el profesor) 4 Prácticas externas Tutorías individuales Tutorías colectivas 1 Realización de pruebas de evaluación 3 77,5 Horas Trabajo en grupo 17,5 Trabajo individual (preparación de exámenes, horas de estudio, consultas en aula virtual, realización de pruebas en aula virtual, etc) Organización de actividades (especialmente para asignaturas b-learning y e- learning) TOTAL HORAS DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE 137,5 60 Cuadro de texto 1

2 2. DATOS DEL/ LA PROFESOR/A (este apartado será aportado por la OD) 2.1. Nombre FEDERICO GARCÍA MAROTO (parte teórica y responsable de la asignatura) 2.2. Departamento QUÍMICA FÍSICA, BIOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA 2.3. Despacho 2.02 (Edificio CITE-I) 2.4. Horario de tutoría Consultar página web (enlace web al programa correspondiente) 2.5. Teléfono 2.8. Recursos Web personales (institucional) fgmaroto@ual.es 2.7. Apoyo virtual Web-CT Nombre FRANCISCO JAVIER LAS HERAS VAZQUEZ (parte práctica) 2.2. Departamento QUÍMICA FÍSICA, BIOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA 2.3. Despacho 2.07 (Edificio de Químicas) 2.4. Horario de tutoría htm?id= Teléfono 2.8. Recursos Web personales (institucional) fheras@ual.es Apoyo virtual Web-CT 3. ELEMENTOS DE INTERÉS PARA EL APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA 3.1. Justificación de los contenidos La Biología Molecular es clásicamente considerada como una rama de la Bioquímica cuyo objetivo es poner de manifiesto la relación entre la estructura y la función de las distintas biomoléculas que componen los seres vivos. En la práctica, el contenido del programa de esta asignatura se centra esencialmente en la descripción del material genético de los distintos seres vivos, así como en los procesos que constituyen el flujo de información genética que lleva desde los genes hasta las proteínas. El objetivo global es por tanto que el alumno conozca dichos procesos y comprenda su utilidad no solo en la comprensión del funcionamiento de los seres vivos sino también como base en el desarrollo de la ingeniería genética, una de las ramas de la investigación más dinámicas y llamativas en la actualidad Materia con la que se relaciona en el Plan de Estudios La materia de esta asignatura está relacionada con la de Fundamentos de Química Orgánica, y con Bioquímica. Esta última está situada en el primer cuatrimestre del mismo curso, y constituye por tanto la continuación natural dentro del bloque de conocimiento Bioquímica y Biología molecular. Por otra parte, los conocimientos adquiridos en esta asignatura son una base teórica esencial para la asignatura Experimentación en Bioquímica, troncal de 5º curso, cuyo contenido se relaciona fundamentalmente con el área de la Biología Molecular. SI SI 2

3 3.4.Conocimientos necesarios para abordar la asignatura Su situación dentro del tercer curso de la licenciatura resulta particularmente adecuado, ya que a esas alturas el alumno debe disponer de los necesarios conocimientos adquiridos en las asignaturas de Enlace químico y estructura de la materia, Química orgánica y Bioquímica, que sin duda resultarán esenciales para comprender muchos de los procesos que se explican en la asignatura. También la capacidad experimental adquirida en asignaturas experimentales, como Iniciación al laboratorio químico con el uso de instrumental y análisis relativamente sofisticado para el alumno, debería facilitar la realización de la parte práctica de la asignatura. El idioma en que se imparte es el castellano Requisitos previos recogidos en la memoria de la Titulación No existen, aunque resulta importante como se ha señalado anteriormente el que alumno haya cursado con éxito algunas de las asignaturas previas. 3

4 4. COMPETENCIAS 4.1. Competencias generales Capacidad para aprender a trabajar de forma autónoma Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organizar y planificar 4.2. Competencias específicas desarrolladas Competencias Específicas Conceptuales (Conocimiento Teórico): 1. Conocer la estructura de los distintos tipos de ácidos nucleicos, reconociendo la relación existente entre su estructura y la función que desempeñan. 2. Conocer las propiedades físicas y químicas de estas moléculas determinantes en su manejo experimental. 3. Conocer las características del material genético de los distintos organismos y la forma en que éste se encuentra organizado dentro de la célula. 4. Conocer los mecanismos moleculares utilizados por los seres vivos en el mantenimiento, replicación y procesado de la información genética. 5. Comprender la utilidad del conocimiento de los mecanismos de expresión génica en el desarrollo de herramientas de ingeniería genética. Competencias Específicas Procedimentales (Conocimiento Práctico): 1. Habilidad en la utilización de fuentes bibliográficas tradicionales (libros de texto, monografías, artículos de revisión, etc.) 2. Utilización de las nuevas tecnologías de acceso a la información científica vía informática. 3. Familiarización del alumno con la infraestructura de un laboratorio de Biología Molecular. 4. Trabajar en el laboratorio bioquímico con seguridad (manejo de materiales, microorganismos, y sustancias tóxicas), valorando los riesgos en los procedimientos de laboratorio así como en el uso de sustancias químicas tóxicas y microorganismos. 5. Aprendizaje de técnicas básicas de aislamiento, manipulación y caracterización de ácidos nucleicos mediante metodologías de ingeniería genética. 6. Planificar, diseñar y desarrollar proyectos y experimentos, aplicando el método científico en la resolución de problemas experimentales. Competencias Específicas Actitudinales: 1. Capacidad para trabajar tanto de forma individual como en equipo. 2. Comprender la potencialidad de la ingeniería genética como herramienta básica de distintas disciplinas, así como los límites éticos de su utilización. 3. Capacidad de preparación, exposición pública y defensa de un trabajo. 4. Capacidad de crítica y autocrítica 4

5 5. OBJETIVOS/ RESULTADOS DE APRENDIZAJE 1. Relacionados con competencias generales: Deberá ser capaz de seleccionar las fuentes de información más adecuada (libros de texto, artículos científicos, revisiones, etc.) para preparar un tema concreto relacionado con la asignatura. El alumno deberá conocer la forma de acceder y seleccionar de forma práctica a algunas de las fuentes de información científica más importantes a través de la red. El alumno deberá ser capaz de estructurar y memorizar los conocimientos básicos relacionados con la asignatura. El alumno deberá preparar, debatir y coordinarse, compartiendo la información con los compañeros que le correspondan en los grupos de trabajo para la realización de las tareas grupales correspondientes. Deberá distinguir la calidad de las fuentes de información, en base a la claridad, y fiabilidad de las fuentes consultadas. Deberá también cuidar la presentación de los trabajos utilizando las herramientas y tecnologías adecuadas en la actualidad. El alumno deberá autoevaluar algunas de sus actividades, contrastando el resultado con la evaluación proporcionada por el profesor. 2. Relacionados con competencias específicas: 2.1. Competencias específicas conceptuales: Conocer las posibles estructuras e interacciones presentes en la molécula de ADN. Conocer la estructura de la molécula de ARN así como los distintos tipos presentes en la célula, junto a sus funciones. Comprender la relación existente entre la diferente estructura de las moléculas de ADN y ARN, y las distintas funciones que desempeñan. Aprender las propiedades de tamaño, solubilidad, viscosidad, solubilidad, denaturalización y absorción en el UV de las moléculas de ADN y ARN Conocer y comprender la influencia y aplicaciones de las propiedades anteriores en la manipulación experimental de estas moléculas y en algunas técnicas básicas como Southern y Northern-blot. Distinguir los distintos tipos y características de los materiales genéticos presentes en virus, procariotas y eucariotas. Conocer las distintas formas de empaquetamiento del material genético en procariotas y eucariotas, relacionándolo con las características del proceso de división celular. Saber las características generales del mecanismo de replicación del ADN a la mayoría de los organismos. Conocer el mecanismo y las distintas etapas del proceso de replicación en organismos procarióticos. Conocer y comprender los rasgos generales y diferenciales del mecanismo de replicación en organismos eucarióticos, con especial hincapié en el problema de la replicación de los extremos de la molécula y su relación con la teoría del envejecimiento programado. Conocer algunos rasgos generales de la replicación viral, utilizando como ejemplo el virus del sida, y su relación con estrategias terapéuticas. Conocer el mecanismo de transcripción y sus distintas etapas en organismos procarióticos. Conocer las características diferenciales del proceso de transcripción más significativas en organismos eucarióticos. Conocer las características generales de la transcripción de los distintos tipos de genes eucarióticos. Relacionar la mayor complejidad del proceso de transcripción eucariótico con la capacidad de regulación y la existencia de programas de diferenciación celular. Conocer de forma general algunas estrategias de regulación del proceso de transcripción en procariotas y eucariotas. Conocer y distinguir las diversas modificaciones que constituyen el procesamiento de la molécula de ARN, tanto en procariotas como en eucariotas. 5

6 Conocer las características generales del código genético, así como algunas excepciones a las reglas habituales Conocer el concepto de mutación, relacionando sus efectos con las características del código genético, los distintos tipos de genes y el efecto sobre el producto final. Conocer a grandes rasgos algunos mecanismos de reparación de errores y defectos en la estructura del ADN Conocer el mecanismo de la traducción en organismos procarióticos en sus distintas etapas. Conocer las diferencias más importantes en la síntesis de las proteínas eucarióticas. Conocer y comprender algunos de los mecanismos de modificación y direccionamiento proteico a los distintos compartimentos de la célula. Conocer el concepto de clonación molecular y algunas herramientas básicas (vectores plasmídicos, enzimas de restricción y ADN ligasa, genes de resistencia a antibióticos, etc.) de la ingeniería genética. Conocer la existencia de vectores de expresión tanto en procariotas como en eucariotas y la posibilidad de dirigir la síntesis de determinadas proteínas, utilizando ejemplos prácticos concretos. 2.2 Competencias específicas procedimentales: El alumno deberá conocer y manejar las fuentes bibliográficas indicadas por el profesor. El alumno deberá ser capaz de realizar búsquedas bibliográficas complementarias para la realización de determinados trabajos. Deberá conocer, acceder y manejar las fuentes de información vía web, relacionadas con los contenidos de la asignatura. El alumno deberá conocer el equipamiento básico de un laboratorio de biología molecular, así como el funcionamiento de los distintos equipos (cabinas de esterilidad, aparatos de electroforesis, centrífugas, etc. que maneje en el mismo. El alumno conocerá la naturaleza de las sustancias tóxicas que emplee, así como de las medidas de protección y eliminación de residuos correspondientes. El alumno deberá conocer las técnicas básicas microbiológicas para manipulación segura de bacterias no patógenas (E.coli), así como los procedimientos para su eliminación. El alumno deberá conocer las normas de seguridad biológica en los distintos niveles aplicables en laboratorios de Biología Molecular. El alumno deberá conocer las técnicas de extracción de ADN más habituales, con especial énfasis en las de ADN plasmídico. Conocer los procedimientos de corte de ácidos nucleicos mediante enzimas de restricción. Conocer las técnicas de análisis de ácidos nucleicos más frecuentes, con énfasis en el análisis de fragmentos de ADN mediante electroforesis en gel de agarosa. El alumno deberá conocer el diseño de algunos de los experimentos clave en el desarrollo histórico de la Biología Molecular El alumno deberá resolver cuestiones y problemas planteados en las sesiones prácticas de la asignatura Competencias específicas actitudinales: Deberá ser capaz de seleccionar las fuentes de información más adecuada (libros de texto, artículos científicos, revisiones, recursos informáticos, etc.) para preparar el temario de la asignatura, así como aquellos trabajos encargados de forma personal o en grupo por el profesor. El alumno deberá poder extraer, manejar y estructurar la información mencionada anteriormente de forma eficiente y basándose en criterios de claridad y calidad científica. El alumno deberá aprender los contenidos explicados anteriormente. El alumno deberá conocer algunas de las aplicaciones más importantes de la ingeniería genética, comprendiendo la potencialidad de su utilización y los aspectos éticos implicados en algunos casos. 6

7 El alumno deberá autoevaluar algunas de sus actividades, contrastando el resultado con la evaluación proporcionada por el profesor. 6. BLOQUES TEMÁTICOS, METODOLOGÍA Y PLANIFICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES PREVISTAS BLOQUES TEMÁTICOS BLOQUE I. CARACTERÍSTICAS Y ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO BLOQUE II. REPRODUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DEL MATERIAL GENÉTICO CONTENIDOS/TEMA Tema 1. Estructura y propiedades del ADN Tema 2. Estructura y propiedades de los ARN. Tema 3. Genomas y organización del material genético. Tema 4. Replicación del material genético. Tema 5. Reparación de ADN. DESCRIPCIÓN DE TAREAS DEL ESTUDIANTE Asistencia a clase, y toma de notas. Recopilación del material didáctico disponible tanto en Aula virtual, como en la bibliografía recomendada. Búsqueda de información y contestación de las cuestiones de clase. Realización del trabajo de grupo Estudio de la materia correspondiente, consultando la bibliografía recomendada. Asistencia a clase, y toma de notas. Recopilación del material didáctico disponible tanto en Aula virtual, como en la bibliografía recomendada. Búsqueda de información y contestación de las cuestiones de clase. Realización del trabajo de grupo Estudio de la materia correspondiente, consultando la bibliografía recomendada. HORAS (previsión de actividades presenciales y trabajo autónomo) 8 horas presenciales 17 horas trabajo autónomo 5 horas presenciales 12 horas trabajo autónomo 7

8 Asistencia a clase, y toma de notas. Tema 6. Transcripción. Recopilación del material didáctico disponible tanto en Aula virtual, BLOQUE III. EXPRESIÓN GÉNICA Y REGULACIÓN BLOQUE IV. PRÁCTICAS DE LABORATORIO Tema 7. Procesamiento del ARN. Tema 8. Código genético. Tema 9. Síntesis y procesamiento de proteínas. Tema 10. Regulación de la expresión génica. PRÁCTICA 1. Preparación de los reactivos PRÁCTICA 2. Minipreparación de DNA plasmídico PRÁCTICA 3. Transformación de células competentes PRÁCTICA 4. Cálculo del rendimiento de la transformación PRÁCTICA 5. Corte de DNA con endonucleasas de restricción PRÁCTICA 6. Electroforesis de DNA en gel de agarosa PRÁCTICA 7. Análisis y discusión de los resultados obtenidos como en la bibliografía recomendada. Búsqueda de información y contestación de las cuestiones de clase. Realización del trabajo de grupo Estudio de la materia correspondiente, consultando la bibliografía recomendada. Asistencia a las 7 sesiones prácticas. Realización de las tareas asignadas. Elaboración del cuaderno de laboratorio. Estudio de la materia, consultando la bibliografía recomendada. 14 horas presenciales 38 horas trabajo autónomo 30 horas presenciales 11 horas trabajo autónomo 8

9 7. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE LAS COMPETENCIAS 7.1. Criterios de evaluación Parte Teórica La calificación final de alumno se obtendrá a partir de la nota obtenida en el examen de teoría, y de las actividades complementarias, esencialmente la resolución de cuestiones planteadas en clase, y el trabajo de grupo. El objetivo del examen teórico es fundamentalmente evaluar el grado de consecución de los objetivos señalados para las distintas competencias. El interés y la capacidad del alumno para resolver y exponer individualmente las cuestiones de clase planteadas, permitirá evaluar algunos de los objetivos procedimentales y actitudinales. Por otra parte, el trabajo de grupo tiene como objetivo principal comprobar en mayor o menor medida el alcance de los objetivos correspondientes a competencias generales, así como de competencias específicas procedimentales y actitudinales Los objetivos relativos a la capacidad de autocrítica se evaluarán requiriendo al alumno la autoevaluación de las cuestiones y trabajos. La parte teórica constituye un 80% de la nota final, la cual a su vez constará de: - Examen teórico (hasta 80% de la nota de teoría) - Cuestiones de clase (hasta un 10%), - Trabajo en grupo (hasta un 15%) Será necesario una nota mínima de 5 sobre 10 (Aprobado) en el examen de teoría para poder superar la asignatura. Parte Práctica La asistencia a las 7 sesiones es obligatoria. La calificación del alumno se obtendrá a partir de la nota obtenida en el examen de prácticas, y de la elaboración del cuaderno de laboratorio sobre las mismas. La parte práctica constituirá el 20% de la nota final Instrumentos de evaluación Como ya se ha descrito, las herramientas que se utilizarán para comprobar el grado en que se alcanzan los objetivos planteados son: Parte teórica - Examen final de la parte teórica - Resolución y presentación de cuestiones - Trabajo de grupo Parte práctica - Asistencia a las sesiones prácticas. Control de asistencia. - Presentación y evaluación del cuaderno de prácticas - Exámen final de la parte práctica Examen final. Examen de teoría y prácticas donde se evaluarán los conocimientos y destrezas adquiridas por el alumno. Resolución de cuestiones. El profesor preparará una serie de cuestiones concretas para cada bloque temático, tratando diversos aspectos relacionados con el contenido teórico del temario. Dichas cuestiones se encontrarán disponibles a través de la herramienta correspondiente en Aula Virtual. Podrá suponer hasta un 10% de la calificación final de la parte de teoría. 9

10 Trabajo monográfico. Se realizará en grupos de 3 estudiantes a partir de una relación de temas propuestos por el profesor a principio de curso. La temática de los mismos estará relacionada con el contenido del temario, procurando abordar aspectos complementarios. En casos de especial interés y adecuación, los temas podrán ser sugeridos por los propios alumnos. Se fijará un límite para la formación de grupos hacia finales de Octubre. La entrega de este trabajo tendrá como límite la primera semana lectiva del mes de Enero. Los guiones de los trabajos de curso estarán disponibles a través de Aula Virtual. Podrá suponer hasta un 15% de la calificación final de la parte de teoría. Asistencia a las sesiones prácticas. Control de asistencia. Las sesiones prácticas son de asistencia obligatoria y se componen de 7 sesiones de 4 horas de duración cada una. Estas sesiones se realizarán de modo intensivo durante dos semanas en el Laboratorio del segundo ciclo del Área de Bioquímica y Biología Molecular situado en la dependencia del edificio de Ciencias Quimicas (CITE I) de la Universidad de Almería. Durante las sesiones se dispondrá de un guión con una pequeña introducción teórica de las mismas, así como del protocolo detallado a realizar. Durante las mismas el alumno será responsable del material que se le asigne para la realización de las prácticas. Presentación y evaluación del cuaderno de prácticas. Al final del periodo de prácticas el alumno deberá rellenar el cuaderno con las cuestiones allí planteadas y entregarlo en un plazo no superior a siete días Recomendaciones para la recuperación Asistencia a tutorías para la resolución de dudas, revisión de los éxamenes, etc. Revisión del material didáctico empleado. Utilización de materiales didácticos complementarios. Incremento de la dedicación al estudio Mecanismos de seguimiento (se recogerán aquí los mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de la asignatura) Asistencia a clase Alta y acceso al aula virtual Asistencia a tutorías Entrega de las cuestiones y del trabajo bibliográfico en Aula virtual 8. BIBLIOGRAFÍA DE LA ASIGNATURA 8.1. Bibliografía recomendada Lecturas obligatorias Los capítulos correspondientes a la parte de Biología Molecular en: Lehninger: Principios de Bioquímica. NELSON, D.L. Y COX, M.M. (4ª edición, 2005). Ediciones Omega. Bioquímica. STRYER, L., BERG, J.M. & TYMOCZKO, J.L. (5ª edición, 2003). Editorial Reverté. Lecturas recomendadas: Parte teórica Genes y genomas. Una perspectiva cambiante. SINGER, M Y BERG, P. (2ª edición, 1993). Ediciones Omega, S.A. 10

11 Genética. GRIFFITHS ET AL. (5ª edición, 1995). Editorial Interamericana-McGraw-Hill. Biología Celular y Molecular. DARNELL, J., LODISH, H. Y BALTIMORE, D. (2ª edición, 1993). Ediciones Omega S.A. Bioquímica. MATHEWS C.K., VAN HOLDE, K.E. & AHERN K.G. (3ª Edición, 2002) Pearson Educación S.A. Bioquímica. RAWN, J.D. (1989) Editorial Interamericana McGraw-Hill (2º volúmen) Bioquímica H.ROBERT HORTON, LAURANCE A. MORAN, RAYMOND S. OCHS, DAVID RAWN, K. GRAY SCRIMGEOUR (3 ª edición, 2002). Editorial Prentice Hall. Parte práctica MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL (2ª Ed. 3 vols.) J. Sambrook, E.f. Fritsch, T. Maniatis Cold Spring Harbor Laboratoy Press (USA 1989) DNA SCIENCE. A FIRST COURSE IN RECOMBINANT DNA TECHNOLOGY D.A. Micklos, G.A. Freyer Cold Spring Harbor Laboratory Press (USA 1990) 8.2. Direcciones Web Se ofrece apoyo para el seguimiento de la asignatura en Aula Virtual ( materiales didácticos de apoyo (presentaciones, esquemas, etc.) utilizados en clase así como la posibilidad de tutorización continua en entorno virtual. Direcciones Web de interés: Pagina sobre Replicación, transcripción y traducción; incluye ejercicios. (Aula Virtual, Universidad de Murcia). Página complementaria al libro de Bioquímica de Stryer Página de apoyo al libro de Bioquímica de Lehninger Página complementaria al libro Bioquímica de Mathews et al. Manual tutelado interactivo para el estudio de Bioquímica Página donde se recoge un vocabulario inglés-español de bioquímica y biología molecular enlaces relacionados con la biología - lens Curso de biología celular Curso sobre biología celular, con numerosos esquemas y microfotografías Curso general sobre biología Colección de enlaces sobre biología Curso de biología incluyendo biología celular, bioquímica, desarrollo, etc. Pagina donde se encuentra el banco de genes 11