MÓDULO MATERIA ASIGNATURA CURSO SEMESTRE CRÉDITOS CARÁCTER. Morfogénesis y diferenciación en bacterias

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1 GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA MORFOGÉNESIS Y DIFERENCIACIÓN EN BACTERIAS MÓDULO MATERIA ASIGNATURA CURSO SEMESTRE CRÉDITOS CARÁCTER Docencia 25 PROFESOR(ES) Mohamed Larbi Merroun Mª A. Fernández-Vivas MÁSTER EN EL QUE SE IMPARTE BIOTECNOLOGIA Morfogénesis y diferenciación en bacterias 1º 2º 3 OPTATIVA DIRECCIÓN COMPLETA DE CONTACTO PARA TUTORÍAS (Dirección postal, teléfono, correo electrónico, etc.) Mohamed L. Merroun, Departamento de Microbiología, 2ª planta, Edificio de Biología, Facultad de Ciencias, merroun@ugr.es, Mª A. Fernández-Vivas, Departamento de Microbiología, 5ª planta, Edificio de Biología, Facultad de Ciencias, fvivas@ugr.es, HORARIO DE TUTORÍAS Mohamed L. Merroun: Lunes, martes y miércoles de a h Mª A. Fernández-Vivas: Lunes, martes y miércoles de a h OTROS MÁSTERES A LOS QUE SE PODRÍA OFERTAR INVESTIGACION Y AVANCES EN MICROBIOLOGIA Másteres de Ciencias y Ciencias de la salud de la UGR PRERREQUISITOS Y/O RECOMENDACIONES (si procede) Los del Máster BREVE DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS (SEGÚN MEMORIA DE VERIFICACIÓN DEL MÁSTER) El contenido teórico del curso consistirá en : 1. Una visión general de los procesos de morfogénesis bacteriana conducente a la Página 1

2 formación de células hijas, así como los procesos de diferenciación con la aparición de nuevos tipos de células. 2. Una visión general de los diferentes modelos de comportamiento y ciclos celulares bacterianos. 3. Profundización en el ciclo de desarrollo de Myxococcus xanthus, elegido como modelo, durante el crecimiento vegetativo y en el proceso de formación de cuerpos fructificantes, utilizando para ello diferentes cepas, salvaje y alteradas en distintas etapas de su ciclo de vida. La parte práctica del curso consistirá en la utilización de diferentes cepas de Myxococcus xanthus para estudiar: a) El ciclo vegetativo de las mixobacterias y el comportamiento fenotípico de las cepas durante el crecimiento vegetativo (pigmentación, movilidad, etc.) b) Proceso de formación de cuerpos fructificantes y esporulación durante el ciclo de desarrollo, así como la inducción química de mixósporas. c) Estudios de complementación celular, entre mutantes complementarios d) Efectos de metales pesados sobre el crecimiento vegetativo y el ciclo de desarrollo. e) Manejo de la microscopía óptica y de contraste de fases, y conocimiento de un laboratorio de preparación de muestras biológicas para su posterior observación en el Microscopio Electrónico de Transmisión (MET) y Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) COMPETENCIAS GENERALES Y ESPECÍFICAS DEL MÓDULO Generales: CG1, CG2, CG3, CG4. Específicas: CE1, CE2, CE3, CE4, CE5, CE6, CE7, CE8. OBJETIVOS (EXPRESADOS COMO RESULTADOS ESPERABLES DE LA ENSEÑANZA) El alumno sabrá/comprenderá: los diferentes modelos de comportamiento y ciclos celulares bacterianos. El alumno será capaz de: utilizar las técnicas de laboratorio correspondientes (preparación de muestras biológicas, e.j. cortes finos, inclusión, tinciones, etc.) y manejar los instrumentos adecuados (MET, MEB, etc.) para la observación de células vegetativas, mixóporas maduras e inducidas, y la formación de cuerpos fructificantes. TEMARIO DETALLADO DE LA ASIGNATURA Parte teórica - Introducción Unidad y diversidad de los procariotas. Morfogénesis, diferenciación y desarrollo Página 2

3 - Morfogénesis de E. coli Organización genética y regulación de la morfogénesis. - Morfogénesis y diferenciación celular en bacterias con apéndices. Prostecas y su papel. Ciclos de vida. Niveles de organización. Caulobacter. Rhodopseudomonas. Hyphomicrobium. Geodermatophilus. Control genético de la diferenciación - Modelos de desarrollo en cianobacterias: grupo "pleurocapsaleano". Métodos de estudio. Estructura de la pered celular y su papel en el crecimiento y desarrollo. La envuelta fibrosa. Los beocitos. Modelos de desarrollo comparativos. - Diferenciación en cianobacterias filamentosas. Cianobacterias implicadas en la diferenciación celular. Organización de la información genética. Heteroquistes. Estructura y función. Diferenciación celular. Acinetos. Estructura y metabolismo. Desarrollo y germinación. - Estreptomicetos. Análisis del proceso de desarrollo: ciclo de vida. Germinación de la espora y crecimiento vegetativo. Formación de hifas aéreas. Desarrollo de las hifas aéreas en cadenas de esporas. Génetica de Streptomyces.Mutantes bld. Mutantes whi. Pruebas indirectas de control de la expresión génica durante el desarrollo. Antibióticos y diferenciación - Desarrollo intracelular de Bdellovibrio. Ataque de bdelovibrio a la célula. Unión y penetración. Iniciación del crecimiento. Elongación y división. Regulación de la degradación de macromoléculas. Lisis del bdeloplasto. Los bdeloquistes. - Las mixobacterias. Movimiento deslizante. Comportamiento social. Comportamiento táctico. Morfogénesis celular. Inducción del desarrollo: ciclos de vida. Agregación. Formación de cuerpos fructificantes. Genética de Myxococcus. Complejidad del genomio - Fisiología y diversidad de las endosporas bacterianas. Estructura de las esporas. Formación de endosporas. Relación entre estructura, composición y propiedades de las endosporas. Papel biológico de la endosporas. Biología molecular de la esporulación - Diferenciación celular en Rhizobium y Frankia - Ciclo de desarrollo en bacterias patógenas: clamidias y Coxiellla burnetti. Parte práctica - Construcción y comparación de las curvas de crecimiento entre distintas cepas de M. xanthus. - Observación del comportamiento fenotípico de las cepas durante el crecimiento vegetativo (pigmentación, movilidad, etc.). - Observación de la formación de cuerpos fructificantes y esporulación durante el ciclo de desarrollo. - Observación y comparación de la fase de germinación tanto de las esporas maduras como de cultivos inducidos con glicerol y el efecto de esta inducción. - Estudios de complementación celular, entre mutantes complementarios dsp y csga. - Observar los efectos de metales pesados sobre el crecimiento vegetativo y el ciclo de Página 3

4 desarrollo. - Manejo de la microscopía óptica y de contraste de fases, y su aplicación a los puntos anteriores. - Laboratorio de preparación de muestras biológicas en el CIC de la UGR. - Observación de preparaciones de los apartados anteriores, y manejo del Microscopio Electrónico de Transmisión (MET) y Microscopio Electrónico de Barrido (MEB), en el CIC de la UGR. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía General 1. Madigan et al Brock. Biology of microorganisms". (12ª edición). Ed.Pearson. Prentice Hall. 2. Tortora, Funke, Case Introducción a la Microbiología. (9ª edición). Editorial Médica Panamericana. 3. Prescott et al "Microbiología". 7th Edition. W.C. Brown Publishers. Bibliografía Específica 1. Martin Dworkin Development Biology of the Bacteria, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. 2. Yves V. Brun, Lawrence J. Shimkets Prokaryotic Development. American Society of Microbiology 3. James A. Shapiro, Martin Dworkin Bacteria as multicellular Organisms. Oxford University Press, Inc. ENLACES RECOMENDADOS Biblioteca de la Universidad de Granada (acceso a revistas electrónicas): Sociedad Española de Microbiología (SEM): Science On Line: Nature On Line: PubMed: Medline: METODOLOGÍA DOCENTE Página 4

5 Se propone una metodología docente de enseñanza-aprendizaje basada en las siguientes actividades formativas para el desarrollo de cada materia, siguiendo el criterio especificado más arriba: I. Clases teóricas: A. Lección magistral para cada unidad temática en la que se presentan los contenidos, se suscitan cuestiones para debate y se proponen diferentes actividades de aprendizaje. II. Clases prácticas: A. Prácticas de laboratorio B. Seminarios III. Tutorías grupales e individuales IV. Estudio y trabajo independiente del alumno EVALUACIÓN (INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN, CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y PORCENTAJE SOBRE LA CALIFICACIÓN FINAL, ETC.) Se propone un sistema de evaluación en el que se valorará: 1. Asistencia a las clases. 10% 2. Adquisición de las competencias y conocimientos propios de cada materia mediante exámenes de su valoración. 20% 3. Aportaciones del alumno: Seguimiento del trabajo desarrollado por los alumnos en el laboratorio y de los resultados obtenidos. 20% 4. Elaboración de una memoria pormenorizada de las actividades desarrolladas y de los resultados obtenidos. 50% INFORMACIÓN ADICIONAL Página 5