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PROGRAMA DE LA ASIGNATURA
GENÉTICA MOLECULAR
Curso académico: 2009-2010
Identificación y características de la asignatura
Código
500181
Denominación
Genética Molecular
Titulaciones
Grado en Biología
Centro
Facultad de Ciencias
Semestre
Carácter
2
Módulo
Formación Básica
Materia
Genética
Créditos ECTS
6
Formación básica
Profesor/es
Nombre
Despacho
Emilia Botello Cambero
Felipe Molina Rodríguez
José Emilio Rebollo Feria
Área de conocimiento
Departamento
Profesor coordinador
al fondo del
labo.
investigación-1
DG2
Correo-e
Página web
[email protected]
genuex.unex.es
[email protected]
web.me.com/felipemolina/
GenMol/
genuex.unex.es
DG3
[email protected]
Genética
Bioquímica y Biología Molecular y Genética
Emilia Botello Cambero
(si hay más de uno)
Competencias
1. Conocer y comprender:
- la naturaleza y organización del material hereditario y los genomas,
- los mecanismos de mantenimiento de los genomas: replicación, reparación y sistemas de
modificación-restricción,
- la expresión del material genético y su regulación: del DNA a las proteínas y la interacción
del DNA con el ambiente (celular y extracelular),
- los mecanismos de cambio del DNA que generan biodiversidad: mutación y recombinación,
- el concepto clásico y molecular de gen,
- los métodos de análisis genético.
2. Tener capacidad para la interpretación de trabajos experimentales, su evaluación crítica y
para la extracción de conclusiones.
3. Interpretar, analizar y sintetizar datos e información relevante para desarrollar ideas,
resolver problemas y emitir un razonamiento crítico sobre temas de Genética Molecular.
4. Extraer y comprender la información de libros de texto avanzados y saber acceder a
conocimientos procedentes de la vanguardia de la genética molecular.
5. Utilizar y aplicar tecnologías de la información y la comunicación (TICS) en el ámbito
formativo.
6. Desarrollar habilidades de aprendizaje, organización y planificación.
7. Desarrollar capacidades de trabajar en equipo.
8. Expresarse correctamente de forma escrita y oral en español, así como entender y asimilar
conocimientos escritos en inglés.
Temas y contenidos
Breve descripción del contenido
La Genética es una ciencia que unifica a todos los seres vivos. Los seres vivos compartimos
la molécula de DNA como el material hereditario, excepto algunos virus que poseen RNA,
responsable de nuestra perpetuación y cambio generación tras generación. La asignatura de
Genética Molecular se centra en el estudio del DNA y RNA a nivel molecular y su función en
el contexto celular. La asignatura responde a las siguientes preguntas: ¿cuál es el material
hereditario?, ¿qué estructura posee que lo hace ser portador de una información casi infinita
y le da la capacidad de autoperpetuación?, ¿cómo la molécula de DNA (genotipo) determina
la formación y características de un organismo (fenotipo)?, ¿cómo modula el ambiente la
expresión de la información contenida en el DNA?, ¿qué mecanismos permiten el cambio del
DNA y por tanto la evolución de los genomas y de los seres vivos?, ¿qué aplicaciones tienen
los conocimientos de Genética Molecular? En resumen, esta asignatura explica qué son los
genes y cómo funcionan.
Los objetivos específicos de esta asignatura son que el alumno asimile los conceptos básicos
de la Genética Molecular, maneje la terminología genética de una forma precisa y que, dado
que el planteamiento del contenido se basa en el del método científico (planteamiento de
una pregunta-diseño de experimentos-análisis de resultados y extracción de conclusiones), el
alumno sea capaz de interpretar trabajos experimentales, resolver problemas, desarrollar
ideas y emitir razonamientos críticos sobre temas de Genética Molecular.
Temario de la asignatura
TEORÍA
Naturaleza y organización del material genético
Denominación del tema 1: Introducción a la Genética Molecular.
Contenidos del tema 1: Genética Molecular: desarrollo en el siglo XX y perspectivas en el
siglo XXI. Organismos modelo. Descubrimiento del DNA (o RNA) como material genético.
Denominación del tema 2: Estructuras de los ácidos nucleicos.
Contenidos del tema 2: Estructura primaria: secuencia de nucleótidos. Estructura secundaria:
la doble hélice. Estructura terciaria: superenrollamiento. RNA: estructuras primaria,
secundaria y terciaria. Palíndromos y estructuras cruciformes
Denominación del tema 3: Propiedades de los ácidos nucleicos. Métodos analíticos y
sus aplicaciones.
Contenidos del tema 3: Propiedades físicas: absorción de luz UV, viscosidad,
desnaturalización y reasociación. Caracterización: efecto hipercrómico y curvas Cot.
Aislamiento: - centrifugación y electroforesis. Detección: marcaje radiactivo e hibridación.
Hibridación: tipos, FISH, chip de DNA, Southern.
Denominación del tema 4: Organización del material genético en cromosomas y
genomas.
Contenidos del tema 4: Estructura cromosómica en procariotas. Estructura cromosómica en
eucariotas. Cromosomas eucarióticos: morfología y bandeo. Cromosomas especializados:
politénicos y plumosos. Genomas de eucariotas y procariotas: tamaño, número de genes y
tipos de secuencias.
Expresión y regulación de los genes
Denominación del tema 5: Función de los genes.
Contenidos del tema 5: Estudios preliminares y primera hipótesis. Aplicación de la Genética
al estudio del metabolismo: genética bioquímica. Colinearidad gen-proteína. Del genotipo
(DNA) al fenotipo (organismo).
Denominación del tema 6: Transcripción.
Contenidos del tema 6: Dogma central de la biología molecular. Síntesis de RNA: RNA
polimerasas, dirección 5’->3’, complementaria y antiparalela. La transcripción es asimétrica.
Selección espacio, tiempo y cantidad: promotores (fuertes y débiles) y factores sigma.
Nomenclatura de la síntesis de RNA. El proceso de transcripción: iniciación, elongación y
terminación (terminadores intrínsecos o dependientes de rho). Principales tipos de RNA:
mRNA, rRNA, tRNA y los RNA ‘pequeños’.
Denominación del tema 7: Traducción.
Contenidos del tema 7: El proceso de la traducción: localización de la síntesis de proteínas,
componentes, iniciación (hipótesis Shine-Dalgarno e hipótesis del rastreo), elongación,
terminación. Dirección del crecimiento de la cadena polipeptídica. Diferencias entre
eucariotas y procariotas en el proceso de traducción.
Denominación del tema 8: Código genético.
Contenidos del tema 8: Naturaleza general de la clave. Descifrado de la clave:
homopolímeros, heteropolímeros, prueba de unión al triplete y copolímeros con repetición.
Direccionalidad. Signos de puntuación. Hipótesis del tambaleo. Supresión intergénica.
Universalidad y excepciones de la clave.
Denominación del tema 9: Regulación de la expresión génica en procariotas.
Contenidos del tema 9: Inducción enzimática. Hipótesis del operón. Sistemas de control y
modelos. Interacciones entre sistemas de control. Regulación traduccional y regulación
postraduccional.
Denominación del tema 10: Regulación de la expresión génica en eucariotas.
Contenidos del tema 10: Niveles de control de la expresión génica en eucariontes.
Regulación a nivel de DNA: amplificación génica, genes en piezas o fragmentados,
reorganización cromosómica, eu/heterocromatina, DNA-Z y epigenética. Regulación
transcripcional, postranscripcional, traduccional y postraduccional. Flujo de la información
genética.
Mantenimiento y variación del material genético
Denominación del tema 11: Replicación.
Contenidos del tema 11: Implicaciones del modelo de Watson y Crick. La replicación es
semiconservativa y bidireccional. Implicaciones de la estructura cromosómica sobre el
mecanismo de replicación. Replicación en procariontes y eucariontes. Replicación de
plásmidos y virus.
Denominación del tema 12: Mutación.
Contenidos del tema 12: Concepto de mutación. La mutación espontánea: experimento de
fluctuación de Luria y Delbrück. Tipos de mutaciones: niveles de nucleótidos, código y
función. Mecanismo de la mutación. Reversión y supresión. Descubrimiento de la mutación
inducida. Mutágeno y especificidad mutacional. Mecanismos de la mutación inducida.
Mutágenos químicos, físicos y biológicos.
Denominación del tema 13: Protección de los genomas.
Contenidos del tema 13: Sistemas de reparación de daños: prevención de errores antes que
ocurran, reversión directa del daño (eliminación), reparación por escisión y reparación
posterior a la replicación. Sistemas de fidelidad. Restricción y modificación.
Denominación del tema 14: Recombinación.
Contenidos del tema 14: Recombinación homóloga. Recombinación específica de sitio.
Transposición del DNA.
Análisis genético en bacterias y virus
Denominación del tema 15: Recombinación y transferencia horizontal de genes en
bacterias I: transformación.
Contenidos del tema 15: Estado de competencia. Mecanismo de transformación.
Transformación química y electrotransformación. Aplicaciones. Análisis genético por
transformación.
Denominación del tema 16: Recombinación y transferencia horizontal de genes en
bacterias II: conjugación.
Contenidos del tema 16: Descubrimiento. Transferencia unidireccional orientada. Factor F o
factor de fertilidad. Estirpes Hfr y sfa y factores F'. Tipos de conjugación. Mapa genético por
conjugación.
Denominación del tema 17: Recombinación y transferencia horizontal de genes en
bacterias III: transducción.
Contenidos del tema 17: Descubrimiento y el proceso. Tipos de transducción: generalizada y
especializada. Mapeo genético por transducción.
Denominación del tema 18: Análisis genético en virus.
Contenidos del tema 18: Trabajando con virus bacterianos: técnica de indicadores mixtos,
empleo de deleciones. Mapas moleculares. Peculiaridades de la recombinación en virus.
Denominación del tema 19: Concepto y estructura del gen.
Contenidos del tema 19: Concepto clásico y concepto molecular de gen. Concepto molecular
de gen: Benzer y el fago T4. Prueba de complementación y concepto operativo de gen.
Recombinación y complementación. Concepto actual de gen: genes reguladores, solapados,
en piezas, crípticos, pseudogenes.
Denominación del tema 20: Genómica.
Contenidos del tema 20: Mapas genéticos y mapas físicos. Genética reversa. Genómica
comparada en procariontes.
PROBLEMAS
1. Moléculas: DNA y RNA.
2. Expresión génica: flujo de la información genética.
3. Replicación.
4. Mutación y reparación.
5. Recombinación y mapas genéticos en bacterias.
6. Recombinación y mapas genéticos en virus.
7. Concepto de gen: recombinación y complementación.
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS (VIRTUALES)
Se desarrollan en el Aula Virtual de la asignatura, utilizando la plataforma Moodle del
Campus Virtual de la UEx. Son actividades voluntarias que facilitan el aprendizaje de los
contenidos de la asignatura de forma continuada a lo largo de curso.
1. Cuestionarios de autoevaluación y resolución de problemas.
2. Desarrollo virtual de prácticas de laboratorio.
3. Visita a páginas web de interés.
4. Participación en foros de discusión sobre las actividades 1 a 3 y de temas de actualidad
relacionados con el contenido de la asignatura.
Actividades formativas
Horas de trabajo del alumno por tema
Tema
Total
Presentación del Plan Docente
1
2
3
4
Problemas 1 (temas teoría 2-4)
5
6
7
8
9
1
3
5
6
5
6
3
5
3
5
6
Presencial
GG
GG
(Teor.) (Pract.)
1
1
2
2
2
SL
2
1
2
1
2
2
Actividad de
seguimiento
TP
No presencial
EP
2
3
4
3
4
2
3
2
3
4
10
5
2
3
Problemas 2 (temas teoría 5-10)
11
4
7
11
6
2
4
Problemas 3 (tema teoría 11)
6
2
4
12
7
3
4
13
6
2
4
Problemas 4 (temas teoría 12-13)
6
2
4
14
8
3
5
15
3
1
2
16
5
2
3
17
3
1
2
Problemas 5 (temas teoría 14-17)
8
2
6
18
5
2
3
Problemas 6 (temas teoría 18)
4
1
3
19
5
2
3
Problemas 7 (temas teoría 19)
6
2
4
20
6
2
4
Examen final
2
2
Evaluación del conjunto
150
40
15
95
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 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
Los estudiantes serán examinados de la asignatura según el programa aprobado para el
curso académico 2009-2010, con el siguiente sistema de evaluación.
Evaluación continua
- Durante el desarrollo de las sesiones de problemas, el alumno puede salir voluntariamente
a resolverlos en la pizarra. La participación activa y adecuada en estas clases contribuye al
10% de la calificación final de la asignatura (1/10). Con esta actividad se evalúan las
competencias 1, 3, 5, 6, 7 y 8 de la asignatura.
- A criterio del profesor, al finalizar cada bloque temático se podrá realizar una prueba escrita
para evaluar contenidos teórico-prácticos. Estas pruebas supondrían hasta un 10% de la
calificación final de la asignatura (1/10). Se evalúan así las competencias 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 8
de la asignatura.
Examen final
Al finalizar el semestre, los alumnos realizaran un examen teórico-práctico. Este examen
tiene un valor mínimo del 80% de la calificación final (8/10). Con este examen se evalúan
todas las competencias de la asignatura.
Para aprobar la asignatura será necesario obtener un total de 5 puntos. Para ello, la
puntuación obtenida en la evaluación continua se sumará a la del examen final cuando en
éste se hayan obtenido como mínimo la mitad del valor de esta prueba.
Calificación adicional
Las actividades desarrolladas en el Aula Virtual son voluntarias. Con su desarrollo los
alumnos podrán obtener una puntuación ‘extra’, que se sumará al aprobado obtenido con la
evaluación continua y el examen final, para obtener la calificación total en la asignatura. Se
valorará el grado de participación y la calidad de las intervenciones en los foros de discusión
(actividad 4) sobre las actividades 1 a 3. Puntuación máxima 0,5. Con esta actividad se
evalúa principalmente la competencia 5 y también las siguientes: 1, 2, 3, 4, 6 y 8.
Bibliografía y otros recursos
Libros de teoría
- Brown. Genomas, 3ª edición. Panamericana, 2008.
- Griffiths, Wessler, Lewontin y Carroll. Genética, 9ª edición. McGraw-Hill/Interamericana,
2008.
- Klug, Cummings y Spencer. Conceptos de Genética, 8ª edición. Prentice Hall, 2006.
- Lewin. Genes IX, 9ª edición. McGrawHill, 2008.
- Pierce. Genética, un enfoque conceptual, 3ª edición. Panamericana, 2010.
- Watson, Baker, Gann, Levine y Losick. Biología molecular del gen, 5ª edición.
Panamericana, 2006.
Libros de problemas
- Benito Jiménez. 360 Problemas de Genética. Síntesis, 1997.
- Jiménez Sánchez. Problemas de Genética, 3ª edición. Colección manuales UEx nº 52, 2008.
- Ménsua. Genética, problemas y ejercicios resueltos. Prentice Hall, 2003.
- Rebollo Feria. Problemas de Genética Molecular. Colección manuales UEx nº 8, 1991.
Aula virtual de la asignatura en el Campus Virtual de la UEx, donde se dispondrá de los
siguientes recursos:
- materiales: presentaciones de cada tema del programa, documentos, artículos científicos,
artículos de divulgación científica, noticias en medios de comunicación, animaciones, videos,
…
- cuestionarios: autoevaluación, evaluación y encuestas sobre la asignatura
- foros: tutoría virtual, discusión sobre actividades virtuales, de noticias, temáticos y de
aspectos generales sobre la asignatura
- enlaces a páginas web de interés: generales sobre genética molecular, webs de libros de
texto de genética molecular, otras aulas virtuales sobre genética molecular, webs temáticas
para ampliar y profundizar en temas concretos de la asignatura, …
- enlaces a laboratorios y prácticas virtuales o simulaciones.
Horario de tutorías
Tutorías Programadas:
Tutorías de libre acceso:
grupo A
Felipe Molina Rodríguez: lunes, miércoles y viernes de 12 a 14 h
José Emilio Rebollo Feria: martes de 10-12 h; miércoles y jueves de 10-11 y 12-13 h
grupo B
Emilia Botello Cambero: lunes, martes y jueves de 12:30 a 14:30 h
Recomendaciones
Para cursar la asignatura con mayor éxito, se recomienda tener conocimientos sólidos de
biología (nivel 2º de bachillerato) y básicos de inglés y TICS (usuario).
Para alcanzar un aprendizaje significativo, en la asignatura se plantea como etapa final del
proceso de estudio la resolución de problemas, donde se aplican los conocimientos teóricoprácticos adquiridos con la parte de teoría y reforzados con las actividades virtuales
propuestas. Previo al desarrollo de las clases de problemas en el aula, se recomienda el
trabajo autónomo por parte del alumno de manera individual y en pequeños grupos de
trabajo (3-6 alumnos/grupo).