UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE BIOLOGIA, XALAPA E. E.: BIOLOGÍA CELULAR PROGRAMA Académicos: Dra. Elda María del Rocío Coutiño Rodríguez Dra. María del Socorro Fernández Dra. Beatriz Palmeros Sánchez Noviembre, 2011
Programa de estudio 1.-Área académica BIOLÓGICO AGROPECUARIA 2.-Programa educativo BIOLOGÍA 3.-Dependencia académica FACULTAD DE BIOLOGÍA 4.-Código 5.-Nombre de la Experiencia educativa 6.-Área de formación DISCIPLINARIA secundaria BIOLOGÍA CELULAR OBLIGATORIA 7.-Valores de la experiencia educativa Créditos Teoría Práctica Total horas Equivalencia (s) 12 4 4 10 8.-Modalidad TEÓRICO PRÁCTICA 10.-Requisitos Pre-requisitos QUIMICA INORGÁNICA Y ORGANICA, BIOQUÍMICA 9.-Oportunidades de evaluación Cursativa Co-requisitos ninguno 11.-Características del proceso de enseñanza aprendizaje Individual / Grupal Máximo Mínimo Grupal 25 15 12.-Agrupación natural de la Experiencia educativa (áreas de conocimiento, academia, ejes, módulos, departamentos) ÁREA DISCIPLINARIA, ACADEMIA DE BIOLOGÍA CELULAR 13.-Proyecto integrador 14.-Fecha Elaboración Modificación Aprobación 25/01/06 08/Feb./2006 15.-Nombre de los académicos que participaron en la elaboración y/o modificación Dra. Rocío Coutiño Rodríguez, M. en C Araceli Rodríguez y Dra. Ma. Del Socorro Fernández
16.-Perfil del docente Biólogo con maestría, doctorado en ciencias 17.-Espacio Facultad de Biología-Xalapa 18.-Relación disciplinaria Disciplinar 19.-Descripción La experiencia educativa Biología Celular es obligatoria, por ser fundamental para la formación disciplinaria del estudiante de biología. El estudiante adquiere conocimientos de la estructura y función de los componentes de la célula eucarionte y sus componentes, de los procesos que caracterizan la vida: información genética, como se regula y transmite, el metabolismo, la diferenciación, la apoptosis, el envejecimiento, transformación celular, etc. El alumno en el laboratorio adquiere las habilidades del uso de métodos y técnicas para el estudio de los procesos celulares. 20.-Justificación La célula es común a todos los organismos de la biodiversidad, en ella se encuentran todas las moléculas y procesos que caracterizan la vida y la Biología estudia la vida en todos sus niveles. La biología celular es una disciplina científica en pleno desarrollo en el mundo entero, que surgió en la segunda mitad del siglo XX. La introducción en los años cincuenta de la microscopia electrónica, la centrifugación diferencial, las técnicas análisis bioquímico y molecular, así como las electrofisiológicas, están permitiendo entender los procesos celulares y su integración en niveles superiores de organización. 21.-Unidad de competencia El estudiante desarrollará las habilidades para manipular equipo de precisión, técnicas actuales para el registro de macromoléculas y reacciones bioquímicas que ocurren durante los procesos fisiológicos de la célula, estará capacitado para analizar información especializada en Biología Celular. 22.-Articulación de los ejes Se integra los ejes teóricos a partir de los años 50, del siglo XX que dieron surgimiento a la Biología celular, y el gran cúmulo del conocimiento que han integrado nuevas disciplinas como la biología molecular. En el eje heurístico se analizan los procesos epigenéticos que regulan la expresión genética, los avances científicos y tecnológicos de la clonación, transgénicos, caracterización de células troncales, el estudio del genoma y de la proteómica; que serán los tópicos del siglo XXl. Todo esto tendrá repercusión en la salud ambiental y en mejorar la productividad de los sistemas agropecuarios y el mejor conocimiento de los organismos de la biodiversidad. En el eje axiológico se fomenta el trabajo de equipo con la responsabilidad y ética de quienes estudian la vida en toda su organización. Estrategias Metodológicas: La metodología empleada en el curso está centrada en el alumno, será participativa, expositiva, apoyo con mapas conceptuales, talleres de
problemas y guías de estudio, multimedia, visitas programadas a centros de investigación y búsqueda de información en hemerotecas y páginas de internet. Unidad I Introducción * Los alumnos comprenderán el desarrollo histórico de la Biología Celular y el impacto de nuevas metodologías Saberes Conocer la importancia de la Biología Celular en el ámbito de la Biología los pensamientos filosóficos y avances científicos que condujeron su desarrollo y los fundamentos de su estudio. De Leeuwenhoek a la Teoría Celular El estudio de la célula: de microscopia óptico al M. electrónica. El cultivo celular Moléculas de información genética El Dogma Central de la Biología Celular Métodos bioquímicos: Fraccionamiento, sistema libre de células. Métodos para el estudio de las biomoléculas. Microscopio confocal Buscar, analizar y sintetizar información práctica del desarrollo histórico de la Biología Celular (desde su inicio al surgimiento de la biología celular-molecular), los conceptos y teorías que le dieron origen a los paradigmas que sustentan a la Biología celular y molecular. El concepto de organelos celulares a través de Estudio de las Biomoléculas Búsqueda y síntesis de información especializada en biología celular. Práctica 1: Fuentes de Información Práctica 2: Estudio de la célula: microscopio óptico Práctica 3: Diversidad Celular: forma, tamaño y número Aprendizaje permanente. Compromiso a nivel individual, institucional y social. Autonomía intelectual.
Unidad 2 Membrana Celular * Conocer la organización molecular de la membrana celular, analizar Aprender las bases de la estructura composición y organización de la membrana celular y su función en la permeabilidad, transporte con gasto de energía, canales iónicos. Comunicación intracelular e intercelular celular. a) Receptores. b) mecanismos transductores: Proteina G e Inositol fosfato. c) Contactos intercelulares: Unión estrecha y adherente. d) Fallas de la comunicación, coordinación celular y eventos celulares involucrados. Buscar, analizar y sintetizar información práctica de los siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Arquitectura y función de la Membrana Señalización: transducción de señales Comunicación Celular Patologías asociadas a alteraciones en la estructura de la membrana. Diferenciar los diferentes tipos de transporte celular. Práctica 4: Transporte a través de membrana :Transporte Pasivo y Transporte Activo. Lípidos de membrana El estudiante realizara la técnicas que la biología celular utiliza para estudiar los procesos celulares. El estudiante integrará el conocimiento y habilitación de la metodologías de investigación en biología celular, para entender los procesos que la célula realiza para su transporte celular así como de comunicarse,y regular su expresión genética Aprendizaje permanente. Compromiso a nivel individual, institucional y social. Autonomía intelectual.
Unidad 3 NÚCLEO Y CICLO CELULAR * Analizar los componentes del núcleo interfásico y los procesos del ciclo celular -Núcleo: Concepto del Dogma Central de la Vida. a)interfásico b)niveles de organización del genoma c)eventos del ciclo celular e)regulación de la expresión génica Regulación con patrones de condensación, de metilación del ADN y de los niveles de AMPc y GMPc entre otros. Aprendizaje permanente. Apertura. Autocrítica. Asociación entre medio ambiente y la expresión de genes DNA empaquetado en cromosomas Estructura de los cromosomas La membrana nuclear Matriz nuclear Poros nucleares: transporte intranuclear Ciclo celular: Síntesis de ADN La función del genoma: el proteoma Las proteínas del ciclo celular: Actividad y regulación Entrada a la mitosis Citocinesis Reinicio del ciclo celular. El estudio del cromosoma, del cultivo de células al estudio del genoma humano Buscar analizar y sintetizar información. Buscar, analizar, sintetizar y presentar información práctica de los siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Conocer los niveles de organización del genoma, Mecanismos de mutación y reparación del DNA. Ubicar la etapa del ciclo celular donde ocurre la síntesis de DNA y proteínas y la segregación de cromosomas. Regulación de la expresión genética en eucariotes y procariotes Proyecto del Genoma Topología Nuclear Epigénesis Identificar el núcleo, el nucleolo. Etapas de la mitosis Morfología de los cromosomas en el genoma de plantas y células animales Práctica 5: Separación e identificación de organelos Práctica 6: Núcleo Práctica 7: Cultivo celular Práctica 8: Ciclo celular Compromiso a nivel individual, institucional y social. Autonomía intelectual.
Unidad 4 Sistema Multivesicular * Analizar los procesos que ocurren en el sistema vesicular y cuáles son las enzimas marcadoras. Conocer la forma que se integran y coordinan el sistema multimembranal interno y su papel en la síntesis, Buscar analizar y sintetizar segregación y compartamentalización de información. macromoléculas e Identificara el papel y la función del Retículo endoplásmico liso, rugoso y aparato de Golgi, Centriolo Ribosomas, Regulación del Calcio Identificar las señales para la compertamentalización y segregación de macromoléculas. Conocer la biogénesis de los lisosomas, su función y su participación en el reciclaje de membranas y mantenimiento de organelos y procesos hidrolíticos Organelos sin membrana: estructura y función a)ribosomas b)centríolo: centrosoma Sistema -Retículo endoplásmico a)rugoso: síntesis de proteínas b)liso: metabolización por enzimas microsomales c)regulación de Ca 2+ -Aparato de Golgi a)estructura u función de la cara cis, media y trans b)modificaciones postransduccionales : Glicosilación, sulfatación Organelos celulares delimitados por una membrana: caracterizaciòn citoquímica y bioquímica a)lisosomas: degradación se sustratos exógenos y endógenos peroxisomas, glioxisomas La práctica 5 y Práctica 9: celulares, para realizar Práctica 10: caracterización bioquímica de Buscar, analizar, sintetizar y presentar información práctica de los siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Papel del RER en la Glicosidación de proteínas para su transporte y su compartamentalización Papel del REL en el Metabolismo de drogas, esteroides. Lisosomas y enfermedades asociadas Aparato de Golgi organelo asociado en el transporte, compartamentalización de macromoleculas y biogénesis de organelos. Práctica 5 y Practica 9 Fraccionamiento celular, proporcionará las fracciones, para la Práctica 11: Peroxisomas Práctica 12: Lisosomas Identificación de Fosfatasa Ácida, Práctica 9: Retículo endoplásmico liso: Identificación de Cit P450 Aprendizaje permanente. Compromiso a nivel individual, institucional y social. Apertura. Autocrítica. Autonomía intelectual.
Unidad 5 Citoesqueleto * Analizar los componentes del citoesqueleto y su participación intracelular y movimiento celular Conocimientos sobre los componentes y la estructura de los microtubulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Su participación en contracción muscular, movimiento celular, flagelos, cilios, movimiento amiboideo. Proteínas asociadas a microtubulos, filamentos intermedios, microfilamentos su participación en morfología celular y diferenciación celular. Papel del Calcio en movimiento Práctica 14 Citoesqueleto Presentar temas relacionados con las alteraciones genéticas relacionadas con la expresión genética de manera escrita y oral. Investigar los factores asociados con su incidencia Buscar, analizar y sintetizar información práctica de los siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Estructura y Composición del citoesqueleto Microtubulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Compuestos y drogas que afectan su morfología Función en diferenciación, proliferación y apoptosis Aprendizaje permanente. Compromiso a nivel individual, institucional y social. Apertura. Autocrítica. Autonomía intelectual. Honestidad.
Unidad 6 Organelos Transductores de Energía * Analizar la estructura de mitocondrias y cloroplastos, como se sintetiza el ATP y ocurre la fotosíntesis en cloroplasto. El alumno conocerá la organización del genoma y origen de sus proteínas. -Organelos productores y transductores de energía Desarrollar trabajo en equipo Que el alumno analice los Aprendizaje permanente. a)mitocondrias mecanismos de conversión b)cloroplastos de energía en mitocondrias Compromiso a nivel Mitocondrias : respiración oxidativa Organización membranal Enzimas membranales Enzimas matriz mitocondrial Cadena respiratoria y la Síntesis de ATP y cloroplastos y conozca los mecanismos para ello. Sepa reconocer su estructura y Ubique donde ocurren las funciones de en las mitocondrias y individual, institucional y social. Apertura. Autocrítica. Cloroplastos:- Fotosíntesis cloroplastos. Flujo de lectrones y síntesis de carbohidratos Buscar, analizar y sintetizar Autonomía intelectual. información práctica de los Función de los Tilacoides Estroma y Ciclo de Calvin Reaciones de luz y obscuridad Fotosistema I y II Practica 15: Mitocondria :Identificación de Citocromo C, Deshidrogenada succínica Practica 16.- Separación de cloroplastos: Contenido de clorofila siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Papel de la mitocondria en la producción de radicales libres. Mitocondria y Apoptosis Teorias del origen endosimbiotico de los cloroplastos y mitocondrias. Cloroplastos y los ciclos C3 y C4.de clorofila mitoncondriales en células animales y vegetales Honestidad.
Unidad 7 Tópicos selectos * Analizar los procesos de la muerte programada (apoptosis), células troncales y los cambios en la célula cancerosa. Apoptosis Cambios morfológicos Actividad y regulación de proteínas apoptóticas Ciclo celular y Apoptosis Células Troncales Diferenciación celular Reprogramación del genoma Clonación nuclear Cáncer Célula Transformada Oncogenes Genes supresores de tumores Buscar, analizar y sintetizar información práctica de los siguientes temas, como complemento a los conceptos teóricos de esta unidad: Conocer a partir de los niveles de organización del genoma, integrara el conocimiento molecular, fisiológico, bioquímico, celular y genético para entender los procesos que ocurren en la muerte celular, la diferenciación y la transformación celular, asi como el Papel de la telomerasa y de los Papel de los radicales libres en la inducción de estos eventos. Aprendizaje permanente. Compromiso a nivel individual, institucional y social. Apertura. Autocrítica. Autonomía intelectual. Plantear y resolver problemas de. Práctica extramuro: Departamento de Biología Celular y Departamento de Biología Molecular y Genética CINVESTAV.
24.-Estrategias metodológicas De aprendizaje Estrategias de aprendizaje: Consulta de fuentes especialializadas Análisis, síntesis y socialización del conocimiento Discusiones de resultados de prácticas de laboratorio Utilización correcta de equipo y material del laboratorio Aplicación correcta de métodos y técnicas de investigación De enseñanza Estrategias de enseñanza: Prácticas de laboratorio Reportes de práctica Tareas para estudio independiente. Integración interdisciplinario Debate. Diseño de protocolos de investigación 25.-Apoyos educativos Materiales didácticos Recursos didácticos Equipos: Microscopio, espectrofotómetro, Seminarios, mesas redondas, presentación en centrífuga, micrómetros, Lapto-cañon, Internet, power pointer, cartel. Revistas científicas, libros espcializados, 26.-Evaluación del desempeño Evidencia (s) de Criterios de desempeño desempeño Realización de las prácticas de laboratorio y presentación de resultados. Metodología y técnicas bien ejecutadas (individual). Campo (s) de aplicación Laboratorio Porcentaje 15% Presentación de reporte de la práctica Investigación bibliográfica (equipo) Laboratorio 10% Exposición de temas: Trabajo de equipo. Investigación bibliográfica, dominio del tema y Síntesis. Cooperación y coordinación. Salón-Clase 20% Tareas Formalidad de presentación Salón-Clase 10% Tres Exámenes Reporte de práctica Extramuro. Individual Formalidad de presentación, comportamiento y responsabilidad. Salón-Clase Extramuro (Centros de investigación) 30% (cada uno 10%). 15%
27.-Acreditación El estudiante acreditara dicha experiencia, si cumple con las evidencias en tiempo y forma de la evaluación y el 80% de asistencias 28.-Fuentes de información Básicas Antología Biología Celular. 2006. Coutiño R. y Fernández M. Antología. Biología Celular. Facultad de Biología. U. Veracruzana Coutiño R. y Fernández M. 2006. Manual de Prácticas: Biología Celular. Facultad de Biología. U. Veracruzana. Fisiología Celular y Molecular. 2004. (Hernández M. y Ortega A. Editores). Universidad Veracruzana. Sociedad Mexicana de Ciencias Fisiológicas, A.C. Complementarias Alberts B., Jonson A., Lewis J., Raff M., Roberts K. y Walter P. 2002. The Cell. Fourth edition. Garland Science. New York. Avers Ch. J. 1996. Biología Celular. Tercera edición. Grupo editorial Iberoamericano. México. Jiménez L.F. y Merchant H. 2003. Biología Celular y Molecular. Prentince Hall. México. Lodish H., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Baltimore D. y Darnell J. 2000. Molecular Cell Biology. Fourth edition. W.H. Freeman and Company. New York. De Robertis M.D. y De Robertis Jr. 1990. Molecular Cell Biology Seven edition. W.B. Saunders Company. Philadelphia. Lewin B. 2000. Genes VIl. Oxford University Press. Sheeler P. y D. Bianchi. 1993. Biología Celular. Limusa.Grupo Noriega Editores. México.