Químico Farmacéutico Biólogo PROGRAMA DE ESTUDIO

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1 PROGRAMA DE ESTUDIO Programa Educativo: Licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo Genómica Área de Formación : Integral Profesional Horas teóricas: 2 Horas prácticas: 2 Total de Horas: 4 Total de créditos: 6 Clave: AF1604 Tipo : Asignatura Carácter de la asignatura Optativa Programa elaborado por: Patricia Mendoza Lorenzo, María Teresa Flores Dorantes, César Manuel Landa Pineda. Fecha de elaboración: Diciembre 2015 Fecha de última actualización: Septiembre 2016 Seriación explícita Asignatura antecedente Asignatura subsecuente Seriación implícita Genómica Página 1 de 14

2 Conocimientos previos: Conocimientos generales de Química de los Compuestos Biológicos, Bioquímica Metabólica, Anatomía y Fisiología, Biología Celular y Molecular. Presentación La asignatura de Genómica es de carácter optativa y se encuentra ubicada en el área de formación integral profesional del plan de estudios de la Licenciatura en. Esta asignatura pretende mantener a la vanguardia del conocimiento al Químico Fármaco Biólogo en lo referente a los avances biotecnológicos y al estudio integral del genoma de los microorganismos. La Genómica es un área que involucra el estudio de los genomas, los transcriptomas, los proteomas y su vinculación con los procesos de expresión génica y la bioquímica celular. Objetivo General Formar estudiantes con un conocimiento integral sobre el funcionamiento, contenido, evolución y el origen de los genomas. Conocer los genes que los contienen, sus funciones y sus interacciones, así también los avances en el estudio de los genomas. Competencias que se desarrollarán en esta asignatura Comprende y aplica el conocimiento científico. Familiariza al estudiante con el desarrollo científico y tecnológico de las ciencias genómicas a nivel nacional e internacional. Adquiere conocimientos especializados en las áreas de Biología Molecular, Genómica y Biotecnología. Proporciona al estudiante una formación científico-profesional integral e interdisciplinaria en el área de Genómica. Conoce las aplicaciones de las ciencias genómicas en áreas básicas, biomédicas, biotecnológicas y ambientales. Conoce, comprende y aplica adecuadamente métodos de análisis genético y molecular. Especializa y actualiza al estudiante en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades específicas. Estimula al estudiante a realizar estudios de posgrado. Competencias del perfil de egreso que apoya esta asignatura Toma decisiones, organiza y planea su trabajo para la resolución de problemas relacionados con su práctica profesional. Selecciona y aplica adecuadamente métodos de análisis genético y molecular. Genómica Página 2 de 14

3 Realiza e interpreta análisis clínicos y moleculares especializados. Se especializa en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades específicas. Conoce, comprende, aplica y modifica adecuadamente métodos analíticos. Aplica técnicas analíticas de apoyo para aspectos legales y de prevención de la delincuencia. Aplica en su ejercicio profesional la legislación y normatividad vigentes en materia de salud. Administra los laboratorios y/o instalaciones de forma eficiente. Escenario de aprendizaje Salón de clase, Centro de Cómputo, Biblioteca. Perfil sugerido del docente Profesionista con estudios en el área biológica, químico fármaco biológico, biotecnología y/o ciencias genómicas con amplia experiencia en docencia e investigación. Actitud positiva, dinámica y comprometida frente a grupo. Contenido Temático Unidad No. 1 Genética Molecular y Genómica: una visión general Objetivo particular Conocer las bases moleculares de la genómica y su impacto en áreas de salud. Hrs. estimadas 10 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 1.1 La Genética Clásica y Moderna. 1.2 Genetistas y la investigación moderna. Conocerá los eventos históricos que condicionaron el conocimiento de los genes, la dilucidación de la Realizará investigación sobre temas fundamentales en Genómica. Dirigirá mesas de discusión Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Genómica Página 3 de 14

4 1.2.1 Conceptos básicos en Genómica Clasificación Situación actual de la Genómica en México. 1.3 ADN: el material genético Composición y estructura química Organización molecular: los cromosomas Replicación Semiconservativa Modelos moleculares de replicación Replicación en eucariontes Mecanismos de mutación, reparación y elementos móviles. 1.4 Variaciones en el número y estructura de los cromosomas. 1.5 Genética de bacterias y virus. estructura del ADN y sus funciones básicas, considerados actualmente como las piedras angulares de la Genómica. Reforzará sus conocimientos sobre procesos básicos en biología molecular y genética. Comprenderá conceptos fundamentales en el área de las ciencias genómicas. Profundizará en el conocimiento de los mecanismos de replicación de organismos simples y complejos. Identificará las principales fuentes de variabilidad genética y sus implicaciones en el área de salud. Conocerá los avances y el impacto de la investigación Genómica en México. sobre el impacto de la Genómica en áreas de salud y sus alcances en investigación en México. Organizará exposiciones grupales sobre temas de actualidad en Genómica. Manejo de contenidos específicos. Evaluaciones escritas. Exposiciones grupales. Discusión de Documentación Científica. Asistencia y participación. Genómica Página 4 de 14

5 Unidad No. 2 Expresión génica: transcripción y traducción Objetivo particular Entender los procesos básicos que realizan todos los organismos para transformar la información codificada en el ADN en las proteínas que condicionan su desarrollo y función. Hrs. estimadas 10 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 2.1 Expresión génica: el dogma central. 2.2 RNA y transcriptoma Estructura química El proceso de transcripción Síntesis, procesamiento y degradación en bacterias Síntesis, procesamiento, degradación y transporte en eucariontes Estudio del transcriptoma: métodos de análisis. 2.3 Proteínas y proteoma. Comprenderá como se transmite la información genética entre generaciones y sus principales mecanismos de regulación. Diferenciará los mecanismos de regulación genética entre procariotas y eucariotas. Identificará los diferentes niveles de regulación génica en eucariontes. Comprenderá los procesos básicos que determinan la diferenciación celular y el inicio de posibles eventos patológicos. Así como los métodos de análisis de la expresión génica usados en investigación y ciencias de la Realizará investigación sobre temas relacionados con la expresión génica a nivel de ADN, ARN y proteínas. Dirigirá mesas de discusión sobre el flujo de información génica en organismos simpes y complejos. Organizará exposiciones grupales sobre los mecanismos de regulación y el flujo de información génica. Realizará ejercicios prácticos sobre los mecanismos de decodificación génica. Elaborará maquetas sobre el flujo de información génica en bacterias y eucariotas. Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Manejo de contenidos específicos. Evaluaciones escritas. Exposiciones grupales. Discusión de Documentación Científica. Elaboración de maquetas. Resolución de ejercicios prácticos. Asistencia y participación. Genómica Página 5 de 14

6 2.3.1 Estructura química y molecular. 2.4 El código genético. 2.5 Traducción de proteínas Síntesis, procesamiento, degradación Clasificación de proteínas. 2.6 Estudio del proteoma: métodos de análisis. salud. Aplicará técnicas innovadoras para el análisis de secuencias génicas (ADN, ARN y proteínas). Unidad No. 3 Mecanismos de regulación génica Objetivo particular Conocer los mecanismos capaces de regular la función y/o actividad de un gen mediante la modificación de sus productos finales durante los procesos de transcripción y/o traducción. Hrs. estimadas 10 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 3.1 Relación entre transcriptoma y proteoma. 3.2 Relación entre proteoma y bioquímica celular. 3.3 Regulación de la expresión génica en bacterias E. coli: Operon Lac E. coli: Operon trp. Comprenderá la importancia de la regulación génica a nivel de transcriptoma y proteoma. Conocerá los principales mecanismos de regulación génica en bacterias. Conocerá los principales mecanismos de regulación génica en eucariotas. Realizará investigación sobre temas relacionados con la expresión génica a nivel de transcriptoma y proteoma en organismos simples y complejos. Dirigirá mesas de discusión sobre los diferentes niveles de regulación de la expresión génica y sus Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Manejo de contenidos específicos. Trabajos de investigación individual y grupal. Evaluaciones escritas. Exposiciones grupales. Genómica Página 6 de 14

7 3.3.3 E coli: Operón ara. 3.4 Regulación de la expresión génica en bacteriófagos Fago Lambda. 3.5 Regulación de la expresión génica en eucariontes Niveles de control de la expresión génica Control del inicio de la transcripción por proteínas reguladoras El papel de la cromatina en la regulación de la transcripción génica El silenciamiento génico y la impronta genómica Control de procesamiento del ARN: poliadenilación alternativa y splicing alternativo Control de la traducción del ARNm mediante la selección de ribosomas ARN de interferencia. Podrá ser capaz de diferenciar mecanismos de regulación entre bacterias y eucariotas. Conocerá los principales puntos de control en el proceso de regulación génica. puntos de control en organismos simples y complejos. Organizará exposiciones grupales sobre la importancia de los procesos de regulación génica y su manipulación en organismos simples y complejos. Discusión de Documentación Científica. Asistencia y participación. Genómica Página 7 de 14

8 3.5.8 Regulación postranscripcional: control de la degradación del ARNm y proteínas Pérdida de la regulación. Unidad No. 4 Mapeo y secuenciación de genomas. Objetivo particular Entender los procesos que permitieron determinar la secuencia de ADN en los diferentes genomas de los organismos, centrándonos en la secuenciación del genoma humano y su impacto en el diagnóstico clínico. Hrs. estimadas 10 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 4.1 El Proyecto del Genoma Humano. 4.2 Genomas y clones Clonación de ADN Vectores de clonación Bibliotecas genómicas Bibliotecas cromosómicas. 4.3 Secuenciación de ADN y análisis de secuencias. 4.4 Ensamblaje, análisis y Conocerá el significado de genoma, secuenciación, clonación y su impacto en áreas de la salud humana. Comprenderá la importancia de la secuenciación del genoma humano y su impacto en el diagnóstico clínico e industrial. Aprenderá y aplicará estrategias computacionales que le permitan profundizar en el análisis de secuencias Realizará investigaciones sobre temas relacionados con la secuenciación de genomas de organismos simple y complejos. Realizará investigación sobre la importancia de la secuenciación del genoma humano y su impacto en el diagnóstico clínico y la medicina personalizada. Dirigirá mesas de discusión sobre la importancia del Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Manejo de contenidos específicos. Discusión de Documentación Científica. Trabajos de investigación individual y grupal. Evaluaciones escritas. Exposiciones grupales. Asistencia y participación. Genómica Página 8 de 14

9 anotación de secuencias genómicas. 4.5 Direcciones futuras en genómica. 4.6 Implicaciones éticas, legales y sociales del genoma humano. génicas útiles en docencia e investigación. Será capaz de descifrar el código genético para secuencias específicas y podrá diseñar su aplicación en otras áreas de especialización de la medicina y/o la industria. Conocerá el alcance de la manipulación genética y sabrá aplicarla en docencia e investigación en apego a las normas éticas y morales que rigen las buenas prácticas profesionales. conocimiento de la secuencia de ADN en organismos simples y complejos, la importancia del conocimiento derivado del proyecto del genoma humano y su aplicación en el diagnóstico clínico e investigación, los avances de la medicina personalizada en áreas de salud y el impacto de toda esta información en la industria. Organizará exposiciones grupales sobre los diferentes genomas que han sido secuenciados y su impacto en las diferentes áreas de estudio de la ciencia y la tecnología, la importancia de la secuenciación del genoma humano en el diagnóstico clínico y el futuro de la medicina personalizada, las implicaciones éticas, legales y sociales del uso de la información genética en la industria e investigación, etc. Genómica Página 9 de 14

10 Unidad No. 5 Ingeniería genética Objetivo particular Conocer los avances tecnológicos para la manipulación y transferencia de material genético de un organismo a otro con propósitos específicos. Hrs. estimadas 12 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 5.1 Genómica Funcional. 5.2 Genómica Comparativa. 5.3 Tecnología del ADN recombinante Vectores versátiles: más que simple clonación Clonación de genes específicos Análisis molecular de ADN clonado Aplicaciones de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR del ingles Polymerase Chain Reaction) Mutagenesis dirigida Usos de los polimorfismos de ADN en análisis genéticos Terapia génica. Aprenderá las bases fundamentales de la genómica funcional y la genómica comparativa. Conocerá las bases fundamentales de la manipulación genética y la importancia de su aplicación en áreas de la salud y a nivel industrial. Aprenderá a manejar diversas estrategias de análisis genético y podrá determinar su importancia en investigación y salud. Conocerá las diferentes aplicaciones de la manipulación genética a nivel industrial y en todas las áreas de salud e investigación. Evaluará la importancia de la Realizará investigación sobre la importancia de la manipulación genética en áreas de la salud y a nivel industrial. Dirigirá mesas de discusión sobre la importancia de la manipulación genética en áreas de la salud y a nivel industrial. Organizará exposiciones grupales sobre las tecnologías de manipulación genética y sus aplicaciones en áreas de salud, industrial y social. Realizará sesiones prácticas donde se apliquen algunas de las estrategias más comunes en Ingeniería genética. Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Manejo de contenidos específicos. Discusión de Documentación Científica. Informes de prácticas Evaluaciones escritas Exposiciones grupales Asistencia y participación Genómica Página 10 de 14

11 5.3.8 Biotecnología: productos comerciales Ingeniería genética de plantas. 5.4 El control genético del desarrollo Eventos básicos del desarrollo Organismos modelo para el análisis genético del desarrollo La expresión génica durante el desarrollo El papel de los mirnas en el desarrollo. 5.5 Los orígenes genéticos del cáncer Ciclo celular y cáncer Enfermedades genéticas y cáncer Acortamiento de telomeros, telomerasa y cáncer humano Las etapas del cáncer Químicos y radiación como carcinógenos. manipulación genética durante el desarrollo. Conocerá los diversos modelos de estudio usados durante los procesos de manipulación genética: sus ventajas, desventajas y sus alcances. Conocerá las principales aplicaciones de la ingeniería genética en la actualidad, así como las principales patologías que se pretende mejorar haciendo uso de este tipo de estrategias. Genómica Página 11 de 14

12 Unidad No. 6 Genética de poblaciones y evolución molecular Objetivo particular Conocer la aportación de la variabilidad genética y su distribución en el proceso de evolución molecular y adaptación de poblaciones. Hrs. estimadas 12 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas 6.1 Genética de poblaciones Estructura genética de poblaciones Ley de Hardy- Weinberg Variabilidad genética El papel de la genética en biología de la conservación Especiación. 6.2 Genética cuantitativa. 6.3 Evolución molecular Genomas: los primeros diez mil años Patrones y modos de substitución Origen y adquisición de nuevas funciones. Comprenderá los procesos básicos que cambian las frecuencias génicas como mutación, migración, deriva génica y selección natural. Conocerá los principios teóricos que rigen la genética de poblaciones. Podrá determinar tazas de variabilidad génica y reconstrucción de árboles filogenéticos. Realizará investigación sobre genética de poblaciones y evolución molecular. Dirigirá mesas de discusión sobre la importancia de la variabilidad genética en el proceso de evolución y adaptación de las poblaciones. Organizará exposiciones grupales sobre variabilidad genética y evolución molecular. Desarrollará ejercicios prácticos sobre genética de poblaciones y evolución molecular. Estrategias y criterios de evaluación Portafolio de evidencias con material audiovisual, resúmenes y mapas conceptuales. Manejo de contenidos específicos. Discusión de Documentación Científica Resolución de ejercicios. Evaluaciones escritas Exposiciones grupales Asistencia y participación Genómica Página 12 de 14

13 6.3.4 El genoma humano: los últimos cinco mil millones de años Filogenética molecular Reconstrucción de árboles filogenéticos basados en el ADN Aplicaciones de la filogenética molecular. Bibliografía básica 1. Russel J. P. 3rd edition. (2010). igenetics: A Molecular Approach. USA: Pearson. 2. Hart D. L.. Sixth Edition. (2012). Essential Genetics: A Genomics Perspective. Canada: Jones & Bartlett Learning. 3. Meyer P.. (2015). Genómica: El acertijo de lo humano. Tusquets México. 4. Brown T.. 3ra Edición. (2008). Genomas. USA: Medica Panamericana. 5. Primrose S. B. & Twyman R.. Seventh edition. (2006). Principles of Gene Manipulation and Genomics. United Kingdom: Wiley-Blackwell. Bibliografía complementaria 1. Kyriakopoulou, C.. (2008). From Fundamental Geonomics to Systems Biology. Belgica: Office for Official Publications of the European Communities. 2. Bedoya F. A. & Battulana G. C.. (2006). Genómica y proteómica: Un paso más. Octubre 24, 2016, de Acta Médica Genómica Página 13 de 14

14 Peruana Sitio web: 3. Brown T. A.. (2002). Genomes, Transcriptomes and Proteomes. Octubre 24, 2016, de Wiley-Liss, Oxford Sitio web: 4. Human Genetics Programme Chronic Diseases and Health Promotion. (2005). Genetics, genomics and the patenting of DNA Review of potential implications for health in developing countries. Octubre 20, 2016, de World Health Organization Sitio web: Genómica Página 14 de 14