LICENCIATURA EN BIOQUIMICA UNIVERSIDAD MIGUEL HERNANDEZ ASIGNATURA: BIOLOGIA CELULAR (Curso )

Transcripción

1 LICENCIATURA EN BIOQUIMICA UNIVERSIDAD MIGUEL HERNANDEZ ASIGNATURA: BIOLOGIA CELULAR (Curso ) 1. Profesores: Dr. Eduardo Fernández Correo Electrónico: Telefono: Página Web: 3. Objetivos docentes de la asignatura Los objetivos generales de la asignatura Biología Celular son los siguientes: Proporcionar al alumno el conocimiento de la composición, estructura y función de las células y sus asociaciones. Desarrollar la capacidad del alumno frente a las diferentes estructuras celulares, permitiéndole describirlas sistemáticamente y deducir sus implicaciones funcionales y patológicas. Proporcionar al alumno una buena parte de la terminología en la que ha de basar su expresión técnica. Desarrollar habilidad manual y destreza en el manejo de las técnicas de observación. Habituar al alumno al método científico utilizado en las ciencias de la vida. Capacitar al alumno para entender el desarrollo de aplicaciones de la biología celular en los avances de las ciencias biomédicas. Para conseguir estos objetivos utilizaremos: 1. Clases teóricas 2. Clases prácticas Los principales objetivos de estas enseñanzas prácticas serán: - Proporcionar la oportunidad de conseguir una experiencia personal, y utilizar diferentes sentidos para llevar a cabo el aprendizaje y desarrollar la motivación de aprender. - Permitir la adquisición de una visión dinámica de los hechos que aparecen fríos e impersonales en los libros de texto. - Dar al alumno la oportunidad de trabajar por su cuenta y de tener el convencimiento de que los resultados conseguidos dependen de su habilidad e interés. - Proporcionar al alumno la oportunidad de investigar por su cuenta problemas todavía no resueltos. - Facilitar las interrelaciones con los profesores.

2 3. Seminarios Los seminarios tienen como objetivo fundamental estimular el aprendizaje activo así como la elaboración y análisis por parte de los alumnos de la información recibida en las clases teóricas. Además proporcionan la ocasión para discutir problemas sin apasionamiento, con objetividad e inteligencia. Este hábito es de gran importancia para los futuros Licenciados en Bioquímica, que pasarán gran parte de su vida profesional discutiendo con otros compañeros problemas complejos, para los que en muchas ocasiones no existe una respuesta muy clara. Se propondán un mínimo de 3-5 seminarios y cada alumno deberá participar activamente en la preparación de al menos uno de ellos, debiendo presentar una Memoria del trabajo realizado. El tema de cada uno de los seminarios será propuesto por los alumnos durante las 4 primeras semanas del curso académico. Se intentará que los temas tratados tengan especial relación con problemas científicos actuales. 4. Tutorías Todos los profesores implicados en la docencia estarán a disposición de los alumnos, bien directamente, o bien a través de otros medios (Correo electrónico...) con el fin de resolver las dudas o problemas que se planteen durante el proceso de aprendizaje así como cualquier otro problema relacionado con la actividad académica. 4.1 Presenciales Instituto de Bioingeniería. : - Lunes: de 9:00-12:00 - Jueves: de 16:00-19: Virtuales - En nuestra página Web: - En la siguientes direcciones de correo electrónico: - e.fernandez@umh.es

3 5. Temario PROGRAMA TEÓRICO INTRODUCCION TEMA 1.- Presentación. La materia viva: Estructura, función y niveles de organización. La asignatura de Biología Celular: Extensión y límites. El estudio científico de las células y los tejidos vivos y su conexión con la asignatura. Fuentes bibliográficas convencionales e informatizadas. Organización general del curso. TEMA 2.- La composición de los organismos a través de la historia. Concepto de célula y de tejido. La aparición del Microscopio. La teoría celular. La biología celular y su relación con otras disciplinas en la actualidad. METODOS DE ESTUDIO EN BIOLOGIA CELULAR TEMA 3.- Material de estudio. Obtención del material. Estudios "in vivo, "in vitro", en material fresco y en material fijado. Técnicas de separación celular. Cultivos celulares (primarios y secundarios). Líneas celulares establecidas. Explantes. Células híbridas. Concepto y tipos de fijación. Tipos de fijadores. Técnicas de inclusión. Tipos de medios de inclusión. Obtención de cortes. Tinción y preparación de muestras. TEMA 4.- Microscopía óptica. Preparación y tinción de muestras. Técnicas especiales de observación con el microscopio de luz (campo oscuro, contraste de fases, luz polarizadas, fluorescencia...). Microscopía electrónica de transmisión. Preparación y contraste de las muestras. Microscopía electrónica de barrido y criofractura. Microscopía electrónica de alto voltaje. Microanálisis. Microscopio de efecto túnel. TEMA 5.- Técnicas histoquímicas e histoenzimáticas. Técnicas inmunocitoquímicas. Autorradiografía. Hibridación "in situ". Estudio de las condiciones químicas intracelulares. Registros electrícos. Indicadores luminiscentes. Fraccionamiento de los componentes celulares. PCR. Cuantificación en Microscopía. Estereología. Morfometría. Análisis de imagen y automatización de la microscopía. Convergencia de las técnicas de análisis molecular y estructural: citoquímica en su sentido más amplio. ORGANIZACION GENERAL DE LAS CELULAS TEMA 6.- Tipos de organismos. Células procariotas y eucariotas. Organización general de las células eucariotas. La célula eucariota vegetal y la célula eucariota animal. Diferencias básicas entre organismos procariotas y eucariotas. Asociaciones celulares. Especialización y diversidad celular.

4 TEMA 7.- Compartimentalización celular. Clasificación subcelular de proteinas. Hialoplasma o citosol. Características químicas, fisicas y morfológicas. Significación funcional Superficie Celular. TEMA 8.- El sistema de membranas de la célula. La membrana plasmática. Composición química, propiedades y características de sus componentes. Modelos de organización molecular. Fluidez, asimetría y difusión lateral. Glicocalix o cubierta celular. Concepto. Composición química. La pared celular. Síntesis y renovación. La matriz extracelular. TEMA 9.- Funciones de la membrana plasmática. Transporte a través de membranas. Difusión, transporte facilitado y transporte activo. Proteinas transportadoras de membrana. La bomba de Na/K y otros transportadores. Reconocimiento celular. Receptores de membrana. Comunicación celular. Citosol y Sistema de endomembranas. TEMA 10.- El sistema de endomembranas de la célula. Componentes. La compartimentalización del citoplasma. Reticulo endoplásmico. Morfología, distribución y variedades. Ribosomas. Reticulo endoplásmico liso y rugoso: estructura, organización y significación funcional. TEMA 11.- El reticulo endoplásmico rugoso. Procesamiento de proteinas para la exportación. Señalización y tráfico intracelular de proteinas. El Reticulo endoplásmico liso y la sintesis de lípidos. TEMA 12.- Ribosomas. Estructura. Ribosomas en célula eucariotas y procariotas. Ribosomas libres, polirribosomas y ribosomas asociados al retículo endoplásmico. Introducción a la síntesis de proteinas desde las perspectiva del ribosoma. TEMA 13.- El Aparato de Golgi. Estructura y organización. Polarización de sus componentes. Tráfico molecular entre el retículo endoplásmico rugoso y el aparato de Golgi. Glicosilación de proteínas. TEMA 14.- Lisosomas. Concepto, tipos y estructura. Composición química. Función en los fenómenos de digestión celular. Endocitosis, fagocitosis y exocitosis. La endocitosis y el transporte asociado a vesículas. Mecanismos de endocitosis. Endocitosis mediada por receptor y endocitosis en fase líquida. Mecanismos de recambio de membranas. TEMA 15.- Estructuras de producción energética I: las mitocondrias. Arquitectura mitocondrial. Compartimentos mitocondriales. Anatomia celular de la cadena respiratoria. Biogénesis mitocondrial. Introducción al ADN mitocondrial. Mitocondrias y evolución celular: las mitocondrias como endosimbiontes. TEMA 16.- Estructuras de producción energética II. Cloroplastos. Estructura y biogénesis. Compartimentos del cloroplasto. Anatomía de la cadena fotosintética. La fotosíntesis en plantas y cianobacteriaas. Señalización de proteinas para el cloroplasto.

5 TEMA 17.- Microsomas. Peroxisomas. Almacenamiento intracelular de sustancias o paraplasmas. Depósitos de lípidos. Glúcidos intracelulares. Acúmulos de naturaleza protéica. Pigmentos y sustancias minerales. Clasificación de las inclusiones intracelulares. Resumen general del metabolismo celular citosólico. CITOESQUELETO Y MOVILIDAD CELULAR TEMA 18.- Citoesqueleto. Concepto. Elementos básicos. Técnicas de estudio. Filamentos de actina. Los microfilamentos. Filamentos de miosina. Proteinas asociadas. Composición química, localización y significación funcional. TEMA 19.- Especializaciones citoplásmicas en las que participan los microfilamentos. Contractilidad muscular. TEMA 20.- Filamentos intermedios. Estructura, tipos y localización. Composición. Significación funcional. TEMA 21.- Microtúbulos. Estructura, tipos y localización. Composición. Tubulina y Proteinas Asociadas a los Microtubulos (MAPs). Ensamblaje de los microtúbulos. Significación funcional. TEMA 22.- Orgánulos microtubulares. Clasificación. Especializaciones de la superficie celular en las que participan microfilamentos y microtúbulos. Microvellosidades y estereocilios. El centriolo y los corpúsculos basales. Cilios y flagelos. Significación funcional. Los movimientos celulares. Visión integrada. El calcio y la motilidad celular. TEMA 23.- Mecanismos de union intercelular. Clasificación. Uniones estrechas o herméticas. Uniones adherentes. Complejos de unión. Uniones comunicantes. NUCLEO CELULAR TEMA 24.- Características generales del núcleo interfásico. La envoltura nuclear. Poros nucleares y lámina nuclear. El nucleoplasma. Relaciones nucleo/citoplasma. TEMA 25.- La cromatina. Eucromatina y heterocromatina. ADN, cromatina y cromosomas. Histonas. Los cromosomas metafásicos. Técnicas de estudio. Cariotipo. TEMA 26.- El nucleolo. Concepto, estructura y características generales. Cromatina asociada al nucleolo. El organizador nucleolar. Transcripción en el nucleolo. ARNs ribosómicos. Proteinas ribosómicas. TEMA 27.- Trasmisión y expresión de la información genética. Visión integrada de la biosintesis de proteinas.

6 DIVISION CELULAR TEMA 28.- División celular. El ciclo celular. Concepto y fases. Mecanismos de regulación y control del ciclo celular. Factores que determinan la división celular. TEMA 29.- Mitósis. Concepto. Mecánica de la mitósis. Primeras fases de la división mitótica. Profase. Prometafase. Metafase. Estructura de los cromosomas metafásicos. Ultimas fases de la división mitótica. Anafase. Telofase. Citokinesis. Citoesqueleto y división mitótica. TEMA 30.- Meiosis. Significación biológica. Descripción de las étapas de la meiosis. Comparación entre meiosis y mitosis. TEMA 31.- Regulación individual y "social" de la mitósis. Control de la proliferación y crecimiento celular. Genes para el control social de la división social. TEMA 32.- Oncogénes y células transformadas. Diferenciación y desdiferenciación. Protooncogenes, oncogenes y cancer. COMUNICACION INTERCELULAR TEMA 33.- El intecambio de noticias a nivel celular. Comunicación paracrina, endocrina y sináptica. Hormonas y receptores para hormonas. Transducción y amplificación de señales. Mensajeros intracelulares. Biología celular del calcio. TEMA 34.- Interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular. Estructura y composición molecular. Moléculas responsables. Importancia en el desarrollo y la regeneración tisular. TEMA 35.- Intercambio de materia y energia con el medio. Bases citológicas del metabolismo celular. Visión integrada del transporte de sustancias. Bases celulares de la secrección. DESARROLLO Y DIFERENCIACION CELULAR TEMA 36.- Biología celular del desarrollo. Reproducción. Ventajas de la reproducción sexual. Gametos y gametogénesis. Fecundación. El zigoto y la segmentación. TEMA 37.- Principales etapas del desarrollo embrionario. Formación de las tres hojas embrionarias. Conceptos básicos de diferenciación celular. Organogénesis. HISTOLOGÍA ANIMAL TEMA 38.- La organización de las células animales en tejidos. Clasificación de los tejidos animales. Tejido epitelial. Clasificación de los epitelios. Polaridad de los epitelios. Epitelios de revestimiento. Variedades y localización de las mismas. Epitelio plano poliestratificado.

7 Caracteres generales. Variaciones regionales. Células pigmentarias. Epitelios glandulares. Regeneración epitelial. TEMA 39.- Tejido conjuntivo. Concepto y variedades. Configuración general: fibras, células y sustancia fundamental. Características de las fibras. Análisis de la sustancia fundamental. Membranas basales. Tipos y características. Células mesenquimales, fibroblasto, histiocitos, mastocitos, células plasmáticas, granulocitos y linfocitos. TEMA 40.- Sangre y sistema inmunitario. Aspectos generales. Composición. El plasma sanguíneo. Elementos formes de la sangre. Hematopoyesis. Conceptos básicos sobre la citología de las células del sistema inmunitario. Tejidos y órganos linfoides. Linaje celular y activación de linfocitos T. Estructura del timo. Estructura histológica del bazo y ganglios linfáticos. Interacciones celulares en la respuesta inmunológica TEMA 41.- Tejido cartilaginoso. Generalidades. Morfoestructura de los condrocitos. Tipos de cartílago y significación funcional de cada uno de ellos. Composición. Histogénesis, crecimiento e involución del cartílago. Distribución. Caracteres generales y composición química. TEMA 42.- Morfoestructura de las células del tejido óseo Estructura del hueso compacto. Hueso esponjoso. Concepto de osteona. Plasticidad biológica del hueso. Crecimiento. Modificación de la arquitectura ósea en el adulto. Reparación del tejido óseo; resolución histológica de la fractura. TEMA 43.- Tejido muscular. Caracteres generales y variedades. Músculo liso. Distribución y propiedades funcionales. Histofisiología e histogénesis. Músculo cardiaco. Variedades celulares. Dispositivos de unión intercelular. Músculo estriado esquelético. Distribución y propiedades funcionales. Estructura de las células. Uniones miotendinosas. TEMA 44.- Tejido nervioso. Organización general del tejido y sistema nervioso. Componentes del tejido nervioso. Principios de organización general de los receptores sensoriales. Terminaciones motoras. División, migración, muerte neuronal y establecimiento de conexiones y sinaptogénesis. Citología de la neurona. Axones y dendritas. Sinapsis. Histofisiología. La glia. Células gliales. Astrocitos, microglia. Oligodendrocitos y células de Schwann. Mielina. La fibra nerviosa. CAMBIOS CELULARES EN EL TIEMPO TEMA 45.- Lesión celular. Necrosis celular. Causas, tipos e identificación. Apoptosis. Mecanismos moleculares y significación funcional. TEMA 46.- Envejecimiento y muerte celular. Cambios celulares durante el envejecimiento. Teorias y perspectivas de fúturo.

8 TEMA 47.- Evolución biológica a nivel celular. El orígen de la célula. Células primitivas actuales. Teorías sobre la evolución de las células. PROGRAMA DE PRACTICAS 1. Técnicas y métodos en Biología Celular. 2. Fundamentos y manejo del microscopio. Técnicas básicas. Preparación de extensiones celulares y recuento celular 3. Células y tejidos animales: Estructura de los epitelios. 4. Células y tejidos animales: Tejidos de función trófica y mecánica. 5. Células y tejidos animales: Tejido nervioso. 6. División celular. Gametogénesis. Mitosis y Meiosis 7. Problemas en Biología Celular. 6. Bibliografía recomendada Arnold Berk / Harvey Lodish. Biología Celular y Molecular. Madrid. Ed. Médica Panamericana Alberts, Bruce, "Introducción a la biología celular", Buenos Aires ; Madrid. Médica Panamericana D.L Alberts, Bruce / Durfort Coll, M. trad. / Llobera i Sande, Miquel trad., "Biología molecular de la célula", Barcelona Omega cop Duve, C.D. La Célula Viva. Ed. Labor/Prensa Científica Karp, Gerard, "Biología celular y molecular", Mexico. McGraw-Hill Interamericana cop Lodish, Harvey F. / Matsudaira, Paul T., Darnell, D. "Biología Celular y Molecular ", Madrid. Panamericana cop Ponzi, Francesca. Biología Celular. Mc Graw Hill/Interamericana Paniagua Gómez-Álvarez, Ricardo / Nistal Martín de Serrano, Manuel, "Biología celular", Madrid. McGraw-Hill Interamericana cop

9 7. Tipos de examén La evaluación de la asignatura se realizará en base a: Prueba Teórica. Constará de: preguntas de elección múltiple (tipo test) con cinco posibles respuestas de las cuales sólo se podrá elegir una preguntas abiertas cortas. Calificación de las actividades prácticas Calificación de los Seminarios 8. Criterios de evaluación 8.1 Para aprobar la asignatura será imprescindible haber realizado y superado las prácticas. La evaluación de las prácticas podrá servir para subir o bajar la calificación final de la asignatura. 8.2 Examen escrito: - El examen tipo test supondrá el 50% de la nota del examen mientras que las preguntas de desarrollo supondrán el 50% restante. En el examen tipo test, cada 4 preguntas mal contestadas anularan una pregunta correcta (de forma que cada pregunta mal contestada anulará 0.25 preguntas correctas). Las preguntas no contestadas no tendrán penalización. 8.3 Seminarios: - Cada alumno debe participar activamente en al menos 1 Seminario y entregar una Memoria escrita del mismo. La evaluación de estos podrá servir para subir o bajar la calificación final de la asignatura.