Download evolución de genes y genomas - Mi portal
Document related concepts
Transcript
EVOLUCIÓN DE GENES Y GENOMAS Obligatoria de Especialidad (EB) / 2º Ciclo - Quinto curso / Primer Cuatrimestre 6 créditos (4,5 teóricos + 1,5 prácticos) Prof.: Nicolás Jouve de la Barreda (teoría) y Yolanda Loarce (prácticas) 2011-2012 En esta asignatura se estudia la organización de la estructura genética y genómica de los seres vivos como explicación de los fenómenos de la evolución y la biodiversidad. Se profundiza en el análisis de la evolución de los ácidos nucleicos, genes y genomas; tipos de genes; tipos de mutaciones, la transposición y sus implicaciones evolutivas.. Se explican los fenómenos del seleccionismo y neutralismo, las tasas y patrones de sustitución nucleotídica y la teoría del reloj molecular. Se analizan los métodos para el establecimiento de las filogenias moleculares, y sus aplicaciones para el mejor conocimiento de la organización comparada de los genomas y su evolución, y se exponen las aplicaciones que se derivan del conocimiento de los genomas. Programa de Teoría I: Introducción. 1.- HISTORIA DE LOS CONOCIMIENTOS EN EVOLUCIÓN MOLECULAR. La etapa anterior al descubrimiento de la estructura del ADN. Controversias y temas principales en evolución molecular y filogenia II: Evolucion molecular y estructura genómica 2.- EL ORIGEN DE LA VIDA Y DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS. Origen del Universo y de las moléculas orgánicas. Aparición y evolución del código genético. Concepto de genoma. 3.- ORGANIZACIÓN GENERAL DE GENOMAS Y ESCALA EVOLUTIVA. Virus. Procariotas: genoma principal y genomas secundarios. Eucariotas: genoma principal, ADN funcional, no funcional y repetitivo; genoma secundario Tamaño del genoma y la paradoja del valor C. 4.- GENÓMICA. Antecedentes históricos a los proyectos genoma. Gestación del proyecto genoma humano. Técnicas: mapas genéticos, marcadores moleculares; mapas físicos; mapas de secuencias. 5.- ESTRUCTURA DE LOS GENES Y ESTADO ACTUAL DE LOS PROYECTOS GENOMA. Estructura De los genes de procariotas y eucariotas. Organización del material genético en el genoma humano. Los proyectos genoma de otras especies. Genómica estructural, funcional y comparada. La paradoja del número de genes. 6.- TIPOS DE MUTACIONES: GÉNICAS, ESTRUCTURALES, CROMOSÓMICAS. Las mutaciones génicas, estructurales y cromosómicas. Distribución espacial de las mutaciones. Evolución de genes. Evolución por duplicación génica y mezcla de dominios. Los genes reguladores y su importancia evolutiva. Genes ortólogos y parálogos. Evolución de las familias multigénicas. 7.- EVOLUCIÓN CONCERTADA. Mecanismos de evolución concertada: conversión génica; sobrecruzamiento desigual. Implicaciones evolutivas de la evolución concertada. 8.- LA TRANSPOSICIÓN. Los elementos transponibles: en procariotas; en eucariotas. Papel evolutivo de la transposición. Transferencia horizontal. 9.- REMODELACIÓN DE LOS GENOMAS. Tendencias evolutivas, reducción del tamaño de los genomas y especialización. Contenido en GC. Origen de las isocoras. Origen de los intrones. III: Evolucion Molecular y mutación. 10.- MUTACIONES GÉNICAS Y SUS PATRONES DE SUSTITUCIÓN. Modelo de un parámetro de Jukes y Cantor. Modelo de dos parámetros de Kimura. Evolución de secuencias codificantes y no codificantes. Dinámica de genes poblacional, selección natural y deriva genética. 11.- ANÁLISIS DE LA FILOGENIA. Homología y analogía. Filogenias cromosómicas. Filogenias inmunológicas. Filogenias bioquímicas. 12.- FILOGENIAS MOLECULARES. Hibridación de ácidos nucléicos. Filogenias de ADN. Comparación de secuencias. 13.- ESTIMA DEL NÚMERO DE SUS SUSTITUCIONES ENTRE SECUENCIAS. Alineamiento. Árboles filogenéticos. 14.- SELECCIONISMO VERSUS NEUTRALISMO. La teoría neutral de la evolución molecular. La teoría del reloj molecular. 1 IV: Aplicaciones. 15.- LAS APLICACIONES DE LA FILOGENIA MOLECULAR. Genómica comparada. Genómica comparada y anotación de genes. La arqueología molecular. ¿Existe un número mínimo de genes? La síntesis de genomas artificiales 16.- El reloj molecular y el origen de los sistemas biológicos más primitivos. El origen del hombre moderno. El origen del SIDA. Genética de la conservación: estructura genética de especies amenazadas. Programa de Prácticas Árboles Filogenéticos desde Secuencias Moleculares: Aislamiento de ADN genómico, Cuantificación y control de calidad del ADN, Amplificación por PCR del fragmento seleccionado y separación de fragmentos, Análisis de las secuencias, alineamiento y construcción de un árbol filogenético. (laboratorio). Análisis de deriva genética y Selección Natural asistida por ordenador. Seminario (presentación en clase de un trabajo sobre un tema relacionado con la materia) Bibliografía AVISE JC. (1994). Molecular Markers, Natural History and Evolution. Chapman & Hall, New York. AVISE JC, HAMRICK JL. (1996). Conservation Genetics. Case Histories from Nature. Chapman and Hall. New York. BROWN TA. (3ª Edic.) (2008). Genomas. Panamericana FINCHAM JRS. (1994). Genetic Analysis, Principles, Scope and Objectives. Blackwell Sc. Ltd., Oxford. FREEMAN S, HERRON JC. (2002). Análisis Evolutivo 2ª Edición. Prentice Hall. Madrid. HARTL DL. (1987). A primer of population genetics. Sinahuer Assoc.,Sunderland, Mass. HARVEY PH, LEIGH BROWN A J, MAYNARD SMITH J, NEE S. eds. (1996). New Uses for New Phylogenies. Oxford University Press, Oxford. HILLIS DM, MORITZ C, MABLE BK. Eds. (1996). Molecular Systematics. Sinahuer Assoc., Sunderland, Mass. JOUVE, N. (2008). Explorando los Genes. Del Big-Bang a la Nueva Biología. Ed. Encuentro (Madrid). 518 pp. LEWIN B. (1996). Genes VI. Oxford Univeristy Press, Oxford. − LI WH, GRAUR D. (1991). Fundamentals of Molecular Evolution. Sinahuer Assoc., Sunderland,Mass. LI WH. (1997). Molecular Evolution. Sinahuer Assoc., Sunderland, Mass. NEI M, KUMAR S. (2000). Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford Univ. Press. PRIMROSE S.B. TWYMAN R.M. (2003) Principles of Genome Analysis and Genomics. 3ª ed. Blackwell Publishing, RIDLEY, M, (1999), Genoma, Taurus, Madrid, 2da.edición enero 2001, pp.388, SINGER M, BERG O. (1993). Genes y Genomas. Ed. Omega, arcelona. SMITH T B, WAYNE RK. Eds. (1996). Molecular Genetic Approaches in Conservation. Oxford University Press, New York. Webs de interés en Genómica Genoma Humano: http://hugo.gdb.org/ http://www.celera.com http://www.ornl.gov/hgmis/ http://www.nhgri.nih.gov/ Genomas de todas las especies: http://www.ebi.ac.uk/ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/seq El árbol de la Vida (Biodiversidad) http://tolweb.org/tree/ 2