PLAN DOCENTE DE LA ASIGNATURA. Curso académico: Identificación y características de la asignatura

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1 PLAN DOCENTE DE LA ASIGNATURA Curso académico: Identificación y características de la asignatura Denominación Créditos ECTS 6 Titulación/es Grado de Biología Centro Facultad de Ciencias Semestre 4 Carácter Obligatoria Módulo Biología Fundamental Materia Bioquímica Profesor/es Nombre Despacho Correo-e Página web Carlos Gutiérrez Merino DBQ-5 carlosgm@unex.es Área de conocimiento Bioquímica y Biología Molecular Departamento Bioquímica y Biología Molecular y Genética Profesor coordinador El mismo, sólo hay un profesor.

2 Competencias 1. Conocer y comprender las bases moleculares de los procesos metabólicos en los seres vivos, así como su regulación y organización a nivel subcelular y molecular (Competencias específicas 11, 12, 13 y 14 del Grado). 2. Conocer y comprender los requerimientos nutricionales mínimos para el correcto metabolismo celular y la evaluación del contenido energético de los nutrientes básicos (Competencias específicas 11, 13, 14 y 18 del Grado). 3. Conocer las bases de la regulación metabólica y la integración de los procesos metabólicos (Competencias específicas 12 y 13 del Grado). 4. Tener capacidad para correlacionar la estructura de las biomoléculas y orgánulos subcelulares con su función biológica (Competencias específicas 10, 12, 14 y 18 del Grado). 5. Conocer las metodologías experimentales implicadas en los estudios de estructura y función de las biomoléculas y orgánulos subcelulares (Competencias específicas 12, 13, 14 y 18 del Grado). 6. Tener capacidad de asimilar la información procedente de libros de texto a nivel avanzado y de publicaciones científicas especializadas (Competencias transversales 2, 3 y 5 del Grado). 7. Expresarse correctamente de forma escrita y oral en la lengua nativa, así como dominar suficientemente un idioma extranjero, preferentemente el inglés (Competencia transversal 7 del Grado). 8. Desarrollar habilidades de aprendizaje, organización y planificación, necesarias tanto para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía, como para el desempeño profesional (Competencia transversal 4 del Grado). 9. Utilizar y aplicar tecnología de información y comunicación (TIC) en el ámbito formativo y profesional (Competencia transversal 2 del Grado). 10. Tener capacidad para la interpretación de trabajos experimentales, su evaluación crítica y para la extracción de conclusiones (Competencias transversales 5, 6 y 7 y específica 18 del Grado). 11. Interpretar, analizar y sintetizar datos e información relevante que permitan al alumno desarrollar ideas, resolver problemas y emitir un razonamiento crítico sobre temas importantes de índole social, científica o ética (Competencia transversal 5 del Grado).

3 Temas y contenidos Breve descripción del contenido Esta asignatura está orientada a que el estudiante adquiera los conocimientos básicos y habilidades precisas para la racionalización de los cambios de energía asociados a las transformaciones metabólicas, las bases bioquímicas de la organización en rutas metabólicas con fines específicos y los fundamentos moleculares del control y coordinación de los flujos metabólicos a través de diferentes vías metabólicas. Por tanto, esta asignatura contribuye directamente a alcanzar los siguientes objetivos y competencias del título de Biología: bases moleculares de los seres vivos, bioenergética, metabolismo y nutrición. Además, provee bases conceptuales a nivel molecular para la comprensión de la evolución biológica, para la clasificación racional de los seres vivos, para la racionalización de las respuestas celulares a estímulos extracelulares, para la evaluación de la adaptación de los seres vivos a sus entornos o hábitats ecológicos, para la toxicidad molecular y celular de los factores de riesgo medioambiental y para el desarrollo racional de fármacos. Adicionalmente, el contenido y las actividades programadas para esta asignatura contribuyen a alcanzar muchas de las competencias transversales relevantes para una amplia gama de salidas profesionales del titulado en Biología, principalmente Profesional sanitario, Profesional de la I+D en ciencias de la vida, Profesional de la industria farmacéutica, agroalimentaria y química, Profesional docente y Profesional del medio ambiente. Temario de la asignatura Tema 1: BASES CONCEPTUALES DE LA BIOENERGÉTICA CELULAR. Compuestos ricos en energía y ciclo del ATP. Energía libre y constante de equilibrio químico. Reacciones fuera de equilibrio. Energética del transporte a través de membranas biológicas. Ejercicios y problemas en aula. Tema 2: TRANSPORTE ELECTRÓNICO MITOCONDRIAL Y GENERACIÓN DE ENERGÍA METABÓLICA. Cambios de energía libre en el acoplamiento de pares redox. Los complejos de la cadena respiratoria mitocondrial: estructura, flujo electrónico y generación del gradiente de protones. Lanzaderas de electrones y transportadores de la membrana interna mitocondrial. Fosforilación oxidativa: la ATP sintasa. Regulación de la fosforilación oxidativa. Ejercicios y problemas en aula. Tema 3. LA TRANSDUCCIÓN DE LA ENERGÍA LUMÍNICA POR LAS CÉLULAS: LA FASE LUMINOSA DE

4 LA FOTOSÍNTESIS. Migración fotónica y centros de reacción fotosintéticos. Componentes moleculares de los fotosistemas y generación de energía metabólica. Fotofosforilación cíclica. Estructura molecular y funciones de los sistemas antena de luz. Ejercicios y problemas en aula. Tema 4. VÍAS METABÓLICAS Y FLUJOS METABÓLICOS. Introducción al metabolismo. Vías metabólicas y etapas de control del flujo a través de las mismas. Acoplamiento metabólico y homeostasis metabólica. Integración y coordinación de la respuesta metabólica celular por segundos mensajeros. Tema 5. COOPERACIÓN Y COORDINACIÓN METABÓLICA ENTRE TEJIDOS EN MAMÍFEROS. Flujos metabólicos en la fase de absorción. Lipoproteínas y transporte de lípidos entre tejidos. Flujos metabólicos en las fases de post-absorción y ayuno y en el ejercicio físico. Ciclos de Cori. Retroalimentación positiva en la pérdida de la homeostasis metabólica y fallo metabólico generalizado. Tema 6. GLICOLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS. Glicólisis: incorporación de diferentes monosacáridos, balance energético, regulación y etapas de control del flujo glicolítico. Balance redox de la glicólisis y fermentaciones. Gluconeogénesis: precursores gluconeogénicos, etapas reguladoras y balance energético. Regulación coordinada de glicólisis y gluconeogénesis: ciclos de sustrato. Ejercicios y problemas en aula. Tema 7. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO Y CICLO DE CALVIN. Vía de las pentosas fosfato: funciones biológicas, etapas y regulación de esta vía. Ciclos metabólicos combinados entre la vía de las pentosas fosfato y etapas de la glicólisis/gluconeogénesis. Balances energéticos. Ciclo de Calvin: etapas, balance energético y regulación. Fotorrespiración. Ejercicios y problemas en aula. Tema 8. CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO Y CICLO DEL GLIOXILATO. Formación de la acetil-coa a partir del piruvato. Etapas, estequiometría y balance energético del ciclo del ácido cítrico. Control del flujo metabólico a través de este ciclo y su función como generador de precursores metabólicos. Ciclo del glioxilato. Tema 9. DEGRADACIÓN Y BIOSÍNTESIS DEL GLUCÓGENO. Etapas y enzimas reguladoras de la degradación y biosíntesis de glucógeno. Balances energéticos. Regulación hormonal recíproca de la biosíntesis y degradación del glucógeno. Patologías asociadas a errores en el metabolismo del glucógeno. Tema 10. DEGRADACIÓN Y BIOSÍNTESIS DE LOS ÁCIDOS GRASOS. Lipolísis y su regulación. La β- oxidación de los ácidos grasos. Formación de compuestos cetónicos. Biosíntesis del palmitato y su regulación. Elongación e insaturación de los ácidos grasos. Balances energéticos. Tema 11. DE LOS LÍPIDOS DE LAS MEMBRANAS CELULARES. Biosíntesis y reciclaje de los fosfolípidos y esfingolípidos. Gangliósidos: Biosíntesis y degradación. Gangliosidosis.

5 Biosíntesis del colesterol y su regulación. Colesterol como precursor metabólico de otros esteroides. Tema 12. DEGRADACIÓN DE LAS PROTEINAS Y AMINOÁCIDOS. Proteolísis: el proteasoma. Eliminación y excreción del nitrógeno: ciclo de la urea. Degradación de los esqueletos hidrocarbonatos. Ciclo de trans-sulfuración y eliminación del azufre. Degradación de los aminoácidos aromáticos. Patologías asociadas a errores en el catabolismo de los aminoácidos. Tema 13. BIOSÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS Y PORFIRINAS. Aminoácidos esenciales. Incorporación del amonio a los aminoácidos. Familias biosintéticas de los aminoácidos. Transferencia de fragmentos de un carbono. Regulación de la biosíntesis de los aminoácidos. Los aminoácidos como precursores metabólicos de otras biomoléculas. Biosíntesis de las porfirinas y porfirías. Tema 14. DE LOS NUCLEÓTIDOS DE PURINA Y PIRIMIDINA. Biosíntesis de novo de los ribonucleótidos de pirimidina y de purina. Biosíntesis de novo de los desoxirribonucleótidos. Regulación de la biosíntesis de novo de los nucleótidos y vías de reciclaje. Patologías asociadas a alteraciones del metabolismo de estos nucleótidos. PRÁCTICAS DE LABORATORIO 1. Preparación de mitocondrias de hígado de rata y medida de la actividad succinato deshidrogenasa (3,5 horas). 2. Determinación cuantitativa de metabolitos sesión I (3,5 horas). 3. Determinación cuantitativa de metabolitos sesión II (3 horas). TRABAJOS TUTORIZADOS Los trabajos se desarrollarán por grupos de cuatro o cinco alumnos bajo la supervisión del profesor de la asignatura y finalizarán con una exposición pública de minutos cada uno (Seminarios en Aula). El listado de temas a desarrollar en los mismos se ofertará a comienzos del curso junto con las instrucciones pertinentes para su preparación y presentación. Ningún alumno podrá participar en el desarrollo de más de un trabajo tutorizado. El nivel de conocimientos adquiridos y el rigor en la exposición pública se calificarán entre 0 y 1 puntos.

6 Horas de trabajo del alumno por tema Actividades formativas Presencial Actividad de seguimiento No presencial Tema Total GG SL TP EP ,5 S:2 4,5 L:1 2 10,5 3 S:0,5 3,5 L:3, S:0,5 2, L: ,5 L:1 2, ,5 S:1 3,5 L: ,5 S:1 3,5 L: S: ,5 2 L:1,5 2 Seminarios bibliográficos Evaluación (Exámenes parcial y final) Total GG: Grupo Grande (100 estudiantes). SL: Seminario/Laboratorio (prácticas clínicas hospitalarias = 7 estudiantes; prácticas laboratorio o campo = 15; prácticas sala ordenador o laboratorio de idiomas = 30, clases problemas o seminarios

7 o casos prácticos = 40). TP: Tutorías Programadas (seguimiento docente, tipo tutorías ECTS). EP: Estudio personal, trabajos individuales o en grupo, y lectura de bibliografía. Sistemas de evaluación De manera genérica se evaluarán positivamente los conocimientos de los temas objeto de esta asignatura, el planteamiento correcto y la capacidad de análisis y/o síntesis, según proceda, así como la presentación clara y ordenada tanto de exámenes como de trabajos. Así mismo, tendrá una valoración positiva la asistencia y participación del alumno en clase. Se valorarán negativamente los errores en conceptos básicos y de cálculo y las respuestas no ajustadas a las preguntas realizadas en ejercicios de evaluación. El nivel de conocimientos alcanzado se evaluará como se indica a continuación: 1) Examen escrito (puntuación máxima 70% = 7 puntos): 1.1. Preguntas de tipo test (verdadero/falso) sobre todos los temas del programa desarrollados en las clases teóricas de la asignatura, con una puntuación máxima de 4 puntos, 1.2. Preguntas de desarrollo corto y esquemas metabólicos sobre los temas del programa, con una puntuación máxima de 2 puntos, 1.3. Ejercicios y problemas de cálculos de bioenergética y flujos metabólicos, con una puntuación máxima de 1 punto. 2) Valoración de las asistencias a las sesiones de prácticas de laboratorio y del grado de aprendizaje en las mismas (puntuación máxima 20% = 2 puntos). Valoración de la asistencia y aprendizaje de habilidades operativas en las sesiones de laboratorio, hasta un máximo de 1 punto. Valoración del examen escrito sobre las prácticas de laboratorio desarrolladas, hasta un máximo de 1 punto. 3) Valoración del trabajo tutorizado desarrollado durante el curso, con una puntuación máxima de 1 punto (10%). Para aprobar la asignatura habrá que obtener como mínimo 5 puntos en la evaluación global y al menos 3,0 puntos en el examen escrito, 1 punto en la valoración de las prácticas de laboratorio y 0,5 puntos en el trabajo tutorizado. La asistencia regular a clase se primará como sigue: menos de 5 faltas sin justificar a clases impartidas en aula (10% de las clases), se sumarán 0,3 puntos en la calificación global y permitirá compensar hasta un déficit máximo de 0,3 puntos en el examen escrito.

8 Bibliografía y otros recursos BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: BERG, J.M., TYMOCZKO J.L., STRYER L. "Bioquímica". Editorial Reverté, 6ª ed. en español, NELSON D.L., COX M.M. "LEHNINGER: Principios de Bioquímica". Editorial OMEGA, 4ª ed., 2006 DEVLIN T.M. Bioquímica. Editorial Reverté, 4ª ed. en español, VOETT D., VOETT J., PRATT C. "Fundamentos de Bioquímica: La vida a nivel molecular". Editorial Médica Panamericana, 2ª ed., 2007 MATHEWS C.K., Van HOLDE K.E., AHERN K.G. "Bioquímica". Editorial Addison Wesley, 3ª ed. en español McKEE T., McKEE J.R. Bioquímica: La base molecular de la vida. Editorial McGraw-Hill Interamericana, 3ª ed. en español JUNGERMANN K., MÖHLER, H. Bioquímica. Ediciones Pirámide S.A., Madrid, y Springer-Verlag GMBH & Co., Heidelberg (Alemania), TRABAJOS TUTORIZADOS: Aula de informática de la Facultad de Ciencias. Internet (acceso y trabajo con bases de datos científicas: JCR, PubMed, ) Software (Power Point, Excel, Origin y otros disponibles por Internet para elaboración de esquemas, estructuras moleculares, simulaciones y análisis de flujos metabólicos y de cinéticas enzimáticas). Horario de tutorías Primer cuatrimestre del curso : Días: LUNES, MARTES Y JUEVES Horario: 17:00 A 19:00 HORAS Segundo cuatrimestre del curso (provisional hasta que se fije el horario de las prácticas de laboratorio del curso ): Días y horas: LUNES Y MARTES, de 17:00 a 19:00 horas. JUEVES, de 12:00 a 14:00 horas. Lugar: Despacho del profesor (DESPACHO DBQ-5), localizado y señalizado en los laboratorios del área de Bioquímica y Biología Molecular, 1ª planta del edificio de Biología.

9 Recomendaciones Conocimientos mínimos requeridos para cursar adecuadamente esta asignatura (exigencia para garantizar la eficiente asimilación de los conceptos e información de la misma, así como una tasa de éxito adecuada en esta asignatura): 1) Estructura y función de las principales biomoléculas y conocimientos básicos de enzimología (principios básicos de la catálisis enzimática, nomenclatura y clasificación de las enzimas, cinética enzimática y regulación alostérica). Impartidos en la asignatura Estructura y función de las biomoléculas (semestre 1 del Grado de Biología). Conocimientos básicos de Química (buen manejo de las unidades de concentración y propiedades básicas de las disoluciones acuosas, del concepto de equilibrio químico y ecuaciones químicas del mismo, de las cinéticas químicas de primer y segundo orden, de nomenclatura y formulación en química orgánica y de los grupos funcionales básicos en la química del carbono). Impartidos en la asignatura Química (semestre 1 del Grado de Biología). Badajoz, a 5 de julio de Fdo. Carlos Gutiérrez Merino El profesor de la asignatura.