Download Biotecnología Avanzada- P08- A13

Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
Nombre de la Asignatura: Biotecnología avanzada
Plan de Estudios:
2008
Carrera:
Lic. en Ciencias Biológicas
Profesor a cargo:
Dr. Sergio C. Ghio – Lic. María Binaghi
I-Objetivos:
Generales

Que el alumno consolide los conocimientos teóricos sobre biotecnología moderna adquiridos
a través de la ejercitación práctica.

Que el alumno se familiarice con el trabajo cotidiano de laboratorio (autonomía).

Que el alumno desarrolle estrategias para resolver situaciones y ejercite el pensamiento
crítico en la evaluación y análisis de resultados experimentales.
Específicos

Que el alumno adquiera destreza en el manejo de los elementos y técnicas de laboratorio
a través de las prácticas propuestas.

Que a través de dichas prácticas, el alumno consolide los conocimientos adquiridos en las
clases teóricas.

Que el alumno adquiera destreza en el diseño de ensayos experimentales.

Que el alumno sea capaz de resolver y comprender los problemas y casos analizados.

Que el alumno sea capaz analizar e interpretar los resultados obtenidos en los
experimentos (trabajos prácticos).

Que el alumno sea capaz de comunicar y exponer sus puntos de vista utilizando el
lenguaje adecuado al criterio científico.

Que el alumno desarrolle capacidad crítica para la evaluación e interpretación de la
información experimental.
II-Contenidos:
Contenidos Mínimos:
Estructura, biosíntesis y regulación del DNA, RNA y de las proteínas. Cultivos celulares. Cinética de
crecimiento y muerte celular, de utilización de sustrato y de formación de productos. Fenómenos de
transporte en bioprocesos Procesos de Ingeniería Genérica. Fermentación. Biorreactores,
instrumentación y control. Escalamiento. Biocatalizadores. Técnicas de separación y purificación a
escala industrial. Métodos de análisis de los productos: identidad y pureza. Problemas éticos,
sociales, políticos y legales de la biotecnología. Desarrollo en la Argentina.
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 1/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
Contenidos teóricos:
Unidad I: Biotecnología tradicional con microorganismos:
Concepto de biotecnología. Los microorganismos utilizados en la industria de los alimentos:
producción de yogures, prebióticos, quesos, productos conservados de origen vegetal, panes, vinos,
cervezas, vinagres, conservación del forraje. Productos del metabolismo microbiano utilizados
para la producción de compuestos químicos y/o combustibles: obtención de acetonas, butanol,
etanol, isopropanol, ácido butírico, ácido acético, ácidos orgánicos (ácido cítrico, ácido itacónico,
ácido fumárico, ácido málico, ácido oxálico), producción de polisacáridos y de L-aminoácidos.
Enzimas microbianas: amilasas, glucoamilasa, pectinasas, celulasas, invertasas, proteasas.
Procesos biotecnológicos en la industria farmacéutica y agropecuaria: antibióticos y vitaminas.
Microorganismos para la recuperación de metales y para biorremediación: Lixiviación
bacteriana biorremediación remediación microbiana. Biotecnología tradicional con vegetales:
Cultivo de células y tejidos vegetales: micropropagación vegetal y propagación clonal. Variación
somaclonal. Producción de metabolitos secundarios en células vegetales: ácido rosmarínico,
shikonina, morfina, vincristina, antocianinas.
Bibliografía:

AGNOW G. y DAVID W. (1991) Biotecnología: Introducción con experimentos modelo.
Editorial Acribia, Zaragoza.

WISAEMAN A. (1986) Principios de biotecnología. Editorial Acribia, Zaragoza.

ALTMAN, A. y LOBERANT, B. (1998) Micropropagation: clonal plant propagation in vitro. In:
Agricultural Biotechnology. Altman, A. (ed.). pp. 19-42. Marcel Dekker.
Unidad II: Biotecnología moderna: aplicaciones:
Mejoramiento genético por tradicional con fines industriales. Mejoramiento genético por ingeniería
genética. Proteínas y péptidos terapéuticos recombinantes producidas por biotecnología
moderna. Enzimas recombinantes: enzimas recombinantes destinadas a la industria alimenticia
(quimosina, α-amilasa, pectinasas, glucosa oxidasa, catalasa, lipasa, glucosa isomerasa, βglucanasa), enzimas recombinantes que se utilizan en la industria de detergentes (lipasa, cutinasa,
proteasas). Vacunas: recombinantes, de subunidades, nuevas vacunas atenuadas, vacunas
vectores o de organismos recombinantes vivos, vacunas de ADN desnudo. Otras aplicaciones de la
ingeniería genética: síntesis de antibióticos, adhesivos biológicos, síntesis de aminoácidos, síntesis
del índigo, producción de plásticos biodegradables, xantano, melaninas, caucho.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
UNIDAD III: Agrobiotecnología: plantas genéticamente modificadas
Mejoramiento de cultivos: clásico, por mutagénesis al azar y por ingeniería genética. Métodos de
transformación de plantas: Sistemas de transformación con vectores biológicos y sistemas de
transferencia directa de ADN.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 2/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
UNIDAD IV: Resistencias introducidas en plantas
Aplicaciones de la biotecnología al control de malezas. Herbicidas. Estrategias para la obtención
de plantas transgénicas con resistencia a herbicidas. Prevención del surgimiento de resistencia en
malezas. Resistencia a insectos y nemátodos. Proteínas de origen microbiano, vegetal y animal.
Bacillus thuringiensis (Bt). Ventajas de los bioinsecticidas sobre los insecticidas convencionales.
Problemas a considerar. -endotoxinas. Modo de acción de las proteínas Cry. Resistencia de los
insectos a los bioinsecticidas. Otros genes de resistencia a insectos de origen vegetal transferidos a
cultivos. Resistencia a nemátodos: Genes de inhibidores de proteasas, genes de colagenasas o
quitinasas, genes de toxinas Cry, genes de anticuerpos específicos. Resistencia a virus.
Estrategias de protección antiviral en plantas por técnicas de transformación genética. Resistencia
derivada del patógeno mediada por la expresión de proteínas virales. Resistencia derivada del
patógeno mediada por ARN viral Protección mediada por silenciamiento génico: Silenciamiento
génico transcripcional (TGS) y silenciamiento génico postranscripcional (PTGS). Resistencia a virus
por expresión de genes R de resistencia natural. Resistencia a bacterias. Genes de avirulencia y
genes de resistencia. Resistencia Sistémica Adquirida (SAR). Estrategias para desarrollar resistencia
a bacterias mediante ingeniería genética. Producción de compuestos antibacterianos no vegetales.
Inhibición de la patogenicidad. Incremento de los sistemas de defensa naturales. Péptidos
antimicrobianos. Resistencia a hongos. Transformación con genes de resistencia. Modulación de la
respuesta oxidativa. Inducción de respuestas defensivas. Expresión de proteínas de defensa de
origen vegetal. Resistencia a estreses abióticos. Problemas y pérdidas producidas por estreses
abióticos. Respuestas a estreses abióticos. Solutos compatibles. Ejemplos de resistencia frente a
diferentes estreses abióticos: Solutos compatibles, bombas de Na+/H+, citrato sintetasa.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
UNIDAD V: Ingeniería metabólica
Metabolitos primarios. Modificaciones en las rutas de síntesis de hidratos de carbono.
Cambios de composición y reorientación de las rutas biosintéticas. Ciclodextrinas, fructanos,
alcoholes azúcares. Modificaciones en las rutas de síntesis de ácidos grasos. Rutas biosintéticas
de ácidos grasos. Modificación del metabolismo lipídico. Modificaciones en las rutas de síntesis
de aminoácidos. Modificación de la biosíntesis de aminoácidos esenciales para eliminar la
retroalimentación por acumulación de producto. Modificaciones en las rutas de síntesis de
hormonas.
Metabolitos secundarios. Metabolitos secundarios de importancia económica ingeniería
metabólica. Ejemplos de metabolitos secundarios: Terpenos, flavonoides, alcaloides.
Las plantas como biorreactores. Expresión de antígenos para la producción de vacunas.
Producción de anticuerpos. Producción de proteínas de interés farmacológico y medicinal. Otras
aplicaciones: producción de enzimas de interés industrial, suplementos alimenticios y biopolímeros.
Fitorremediación: Concepto. Ventajas y limitaciones. Tipos de fitorremediación: Fitoextracción.
Rizofiltración.
Fitoestimulación.
Fitoestabilización.
Fitotransformación:
fitodegradación
y
fitovolatilización.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
UNIDAD VI: Biotecnología en reproducción animal.
Clonación: Concepto. Aplicaciones de la clonación. Clonación en ovinos, en bovinos, de mascotas,
en porcinos, de primates. Clonación terapéutica.
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 3/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
Transgénesis animal: Animales transgénicos con ganancia de función. Animales knockout con
pérdida de función. Clonación y transgénesis. Silenciamiento Génico. Usos y aplicaciones de los
animales transgénicos. Producción de Alimentos. Molecular Pharming. Xenotransplantes. Modelos
Experimentales. Fines ornamentales y otras aplicaciones.
Vacunas: Vacunas de nueva generación para enfermedades de interés pecuario. Tipos de vacunas.
Desarrollo de nuevas vacunas.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
UNIDAD VII: Alimentos derivados de organismos genéticamente modificadas.
La biotecnología moderna en la cadena alimentaria. Alimentos derivados de OGM. Los cultivos
transgénicos en el mercado. Los cultivos transgénicos en el mundo. Cultivos aprobados y adopción
en Argentina. Seguridad alimentaria e ingeniería genética. Orígenes de los peligros alimentarios.
Seguridad microbiológica de los alimentos. Valor nutritivo. Toxinas inherentes. Sustancias
antinutritivas. Alérgenos. Bioseguridad alimentaria de los transgénicos. Evaluando la inocuidad
alimentaria de los alimentos derivados de OGM. Análisis de riesgos. Bioseguridad en
agrobiotecnología. El enfoque comparativo en la evaluación de riesgos. Equivalencia sustancial.
Concepto. Compuestos tóxicos. Balance nutritivo. Alérgenos. Peligros de la ingestión de ADN.
Seguridad de los Microorganismos genéticamente modificados en la producción alimentaria.
Transgénicos de segunda generación: alimentos más saludables, mejora de las sustancias
promotoras de la salud, vitaminas y micronutrientes, composición alterada de ácidos grasos y
almidón. Evaluación del impacto ambiental. Marcos regulatorios en el mundo y en Argentina: El
criterio de Bioseguridad y el enfoque precautorio. Nuevos sistemas marcadores. Nuevas tecnología
aplicadas a la Bioseguridad.
Bibliografía:
 LEVITUS, G et al. (2010) Biotecnología y mejoramiento vegetal II Ediciones INTA y Argenbio.
Contenidos Prácticos:
Los siguientes contenidos se desarrollarán en el formato de trabajo práctico o seminarios

Biotecnología tradicional. Aislamiento de amilasas fúngicas. Detección y evaluación de
actividades enzimáticas en la vida cotidiana.

Cultivo de tejidos vegetales. Usos y aplicaciones del cultivo de tejidos. Organogénesis.
Células vegetales como biorreactores.

Transformación de plantas. Transformación mediada por Agrobacterium, biobalística y
otras. Construcciones utilizadas para la transformación. Vectores y casettes de expresión
génica. Vectores y amplicones virales.

Expresión de proteínas en plantas. Métodos de expresión transitoria. Agroinfiltración.
Silenciamiento génico.

Biotecnología vegetal. Desarrollo de plantas transgénicas resistentes a hongos, virus,
bacterias, insectos, herbicidas (primera generación de OVGMs). Plantas transgénicas de
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 4/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
segunda generación: calidad nutricional,
Biotecnología forestal. Biorremediación.
modificación
de
metabolismo
secundario.

Biotecnología animal. Molecular Pharming. Animales transgénicos.

Bioinformática. Bases de datos de nucleótidos y de secuencias de proteínas. Uso de
herramientas de alineamiento y comparación de secuencias. Otras herramientas informáticas.
Estado de avance de proyectos genoma. Microarrays. “Ómicas”: proteómica, genómica,
metabolómica.
Bibliografía:
 Trabajos científicos publicados en revistas internacionales.
 Los seminarios de estudio serán provistos por el docente, se trabajará preferentemente con
bibliografía de acceso público.
III-Metodología
Se trata de una asignatura semestral con 10 horas de clases semanales (4 hs de teoría y 6 hs de
prácticas).
La propuesta es acercarse a la interpretación y resolución de problemas integrando la teoría con
situaciones de aplicación (trabajos prácticos), y análisis de casos (seminarios).
Es deseable que el alumno asuma un rol activo que le permita ser protagonista de su propio
aprendizaje. Se estimulará la participación del alumno en la discusión e interpretación de resultados.
Se promoverá la integración de los conocimientos, se fomentará la observación y el análisis haciendo
uso de una actitud creativa y autocrítica.
Implementación de la estrategia didáctica:





Clases teóricas: (4 hs semanales), los alumnos recibirán una copia del material compartido
en la clase.
Trabajos prácticos: (6 hs semanales), La guía de trabajos prácticos será entregada a los
estudiantes con antelación. Cada sesión contará con una breve explicación provista por el
docente.
Seminarios: Se dictarán seminarios en que los estudiantes deberán exponer en forma
individual o grupal (según las indicaciones del docente), trabajos científicos recientes
relacionados a los temas en estudio. Los trabajos serán seleccionados por el docente, y
entregados a los alumnos con la suficiente anterioridad.
Proyecto de desarrollo tecnológico: Los alumnos encararán la elaboración de un proyecto
sobre un tema de libre elección. Durante el transcurso de la materia se facilitarán
información y contactos con organizaciones, empresas y organismos involucrados en
campos específicos de la actividad seleccionada. Cada proyecto es individual.
Visitas guiadas a laboratorios y/o empresas del sector biotecnológico: La visita se
coordinará con los alumnos según la disponibilidad de sitios para visitar.
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 5/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico
En todos los casos se hará hincapié en:










la interpretación del problema planteado
la metodología utilizada para abordar la resolución
el fundamento teórico que valida la elección del método.
la correcta expresión de procedimiento y de los resultados
las conclusiones correspondientes al problema planteado en particular.
la coherencia de los resultados respecto del contexto.
las posibles generalizaciones del caso particular analizado a otros contextos.
la diversidad de estrategias válidas para encarar la resolución de cada problema.
la elección de la/s mas adecuada/s en cada escenario.
la conveniencia de plantear variantes a las condiciones originales del problema.
IV-Criterios de Evaluación
Se realizará una evaluación diagnóstica que permitirá al docente conocer las características del
grupo y a los alumnos conocer los saberes previos que le serán necesarios para el cursado de la
asignatura.
La evaluación del curso se realiza a través de:
 Dos parciales teórico/práctico obligatorios e individuales (aprueba con 4 o más puntos), Para
aprobar el parcial el alumno deberá responder al menos una pregunta de cada tema y llegar a
un 60% del parcial correctamente respondido.
 Resolución de trabajos prácticos, El alumno deberá presentar en cada trabajo práctico un
informe con los procedimientos realizados, resultados y conclusiones obtenidas.
 Presentación y discusión de seminarios. Los alumnos leerán y expondrán diferentes trabajos de
interés de acuerdo al tema enseñado en la clase teórica.
 Presentación de un Proyecto de Desarrollo Tecnológico. Los alumnos presentarán un trabajo
final, donde aplicarán lo aprendido durante el semestre. En este trabajo deberán desarrollar un
proyecto que será entregado y defendido ante sus compañeros y docentes.
El parcial debe rendirse en la fecha estipulada por la Facultad. En caso que el alumno desapruebe el
parcial cuenta con una instancia de recuperación. Si el alumno estuviese ausente (con causas
justificadas o injustificadas) dispondrá de la fecha de recuperación. El desaprobar o no asistir a la
recuperación (teniendo el parcial desaprobado) tiene como consecuencia desaprobar el curso de la
materia.
Las condiciones para firmar los Trabajos Prácticos de la materia son las siguientes:



Haber aprobado el parcial o el parcial Recuperatorio
Cumplir con la condición de asistencia
Haber participado activamente en la presentación y discusión de seminarios
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 6/7
Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales
Programa Analítico

Aprobar los trabajos prácticos de laboratorio.
La materia además requiere un examen final integrador para su aprobación completa.
ANEXO I
A1 - Carga Horaria - Modalidad de Enseñanza
Modalidad
Teóricas
Act. Prácticas
Evaluaciones
Total del curso
Horas cátedra
64
96
160
Universidad de Belgrano – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Página 7/7