Download PROGRAMA MATERIA GENETICA MOLECULAR Y BIOLOGIA

Universidad Nacional de General San Martín
Escuela de Ciencia y Tecnología
Martín de Irigoyen 3100 - (1650) San Martín
Buenos Aires - Argentina
www.unsam.edu.ar/unsam/EscuelaCyT.html
[email protected]
MATERIA
PROGRAMA
GENETICA MOLECULAR Y BIOLOGIA MOLECULAR
DEL DESARROLLO
CARRERAS
SEDE
CARÁCTER DE LA
MATERIA
PERÍODO DE VIGENCIA
DOCENTES
MATERIAS
CORRELATIVAS
CARGA HORARIA
Bachillerato Universitario en Ciencias con orientación en
Biotecnología, Licenciatura en Biotecnología
Miguelete
OBLIGATORIA
Primer cuatrimestre 2010
DURACION: cuatrimestral
Dr. A.C.Frasch, Dra. S.Giambiagi, Dra. M.Brocco, Dra.
Alejandra D’Antuono, Dr. Javier De Gaudenzi, Dra. Paula
Álvarez, Dr Alejandro Cassola, Dra. Vanina Campos.
Microbiología General
Química Biológica
Clases Teóricas4hs
Total de horas semanales:
semanales
15hs
Laboratorio y Seminarios:
Total de horas de la materia:
11hs semanales.
225hs
OBJETIVOS:
Que el alumno:
- Aprenda los conceptos básicos de la estructura y organización de los genomas en distintos
organismos y su dinamismo. Los procesos relacionados con el mantenimiento de la
información genética y variabilidad, y con la expresión génica. Los conceptos básicos de
biología molecular del desarrollo.
- Aprenda los fundamentos teóricos y aplicaciones de técnicas de Ingeniería genética.
- Lectura, discusión y presentación oral de trabajos publicados.
CONTENIDOS MÍNIMOS
Organización estructural de los genomas procariotas y eucariotas. Genomas de organelas
eucarióticas. Estructura del ADN en eucariotas. Replicación, mantenimiento y modificación
del genoma. Expresión de los genes. Transcripción. Procesado del ARN en procariotas y
eucariotas. Traducción en procariotas y eucariotas. Regulación de la expresión. La tecnología
del ADN recombinante. Transformación, conjugación y transducción en bacterias. El clonado
de ADN. Las enzimas esenciales en ingeniería genética. Los sistemas huésped-vector.
Bibliotecas. Proyectos genoma: mapa genético y físico. El futuro: mapas bioquímicos y
fisiológicos. Etapas del desarrollo embrionario en vertebrados. Organogénesis. Memoria
celular. Determinación celular. Herencia cromosomal y citoplasmática. Morfógenos.
Gradientes de proteínas y RNAs. Interacción célula -célula. Valor posicional. Plan de
desarrollo corporal. Morfogénesis y diferenciación. Generación de la diversidad celular. La
genética del plan de desarrollo corporal. Drosophila como modelo. Biología molecular del
desarrollo en vertebrados y plantas florales. Identificación de genes. Genes homeóticos.
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Biología molecular del desarrollo del sistema nervioso. Control epigenético de la expresión de
genes.
FUNDAMENTACIÓN
Este espacio procura poner al alumno en contacto con los fundamentos teóricos y aplicaciones
de técnicas de Ingeniería genética.
METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN
La regularización de la materia requiere la Aprobación de dos parciales teóricos con un único
recuperatorio al final de la cursada y la aprobación de los Trabajos Prácticos: 80% de
asistencia a Trabajos Prácticos y Seminarios, Aprobación del Informe Final de Laboratorio y
Aprobación de un Parcial Práctico con un único recuperatorio.
METODOLOGÍA DIDÁCTICA
Los contenidos del espacio se organizan en clases teóricas, prácticas y seminarios.
PROGRAMA ANALÍTICO
Unidad I: Estructura y propiedades del ADN y ARN ribosomales, de transferencia y
mensajero en procariontes y eucariontes. Organización general del material genético en
diferentes organismos (virus, bacterias, eucariontes). Complejidad de los genomas, valor C.
Cinética de reasociación, curvas Cot. Secuencias repetitivas y secuencias únicas. Estructura de
genes y regiones intergénicas en procariontes y eucariontes. Intrones y exones. Organización
del ADN nuclear en células eucariotas. Empaquetamiento del ADN cromosomal:
nucleosomas. Organización de los cromosomas. ADN extracromosomal. Genomas de
organelas eucariotas: el ADN de mitocondrias y cloroplastos.
Unidad II: Replicación, mantenimiento y modificación del genoma. Mecanismo de
replicación, ADN polimerasas. Orígenes de replicación. Regulación de la replicación.
Replicación de los cromosomas, telómeros. Replicación del ADN extracromosomal.
Unidad III: Reparación de ADN. Tipo de daños que sufre el ADN. Mecanismos de
reparación. Mecanismos de tolerancia. Recombinación genética, recombinación homóloga,
recombinación sitio específica. Virus, plásmidos y elementos de transposición. Conjugación,
transducción y transformación.
Unidad IV: El código genético. La maquinaria de traducción de ARN mensajero a proteína.
Traducción en procariotas y eucariotas.
Unidad V Expresión de los genes. Transcripción. Mecanismo de transcripción: iniciación,
elongación y terminación. Promotores. ARN polimerasas. Aparato basal de transcripción en
eucariotas. Procesamiento del ARN en procariotas y eucariotas.
Unidad VI Expresión de los genes. Regulación de la expresión génica en procariotas. Operón.
Regulación negativa y positiva de la transcripción. Regulación de la expresión génica en
eucariotas. Control genómico: empaquetamiento del DNA, amplificación génica. Control de la
transcripción: Modificación de la cromatina, Factores de transcripción, Secuencias promotoras
y secuencias “enhancers”. Proteínas reguladoras de la transcripción: dominios de unión al
DNA y dominios de transactivación. Control postranscripcional: Procesamiento y transporte
del ARNm, Estabilidad y localización del ARNm. Control de la traducción.
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Unidad VII: Introducción a la tecnología del ADN recombinante. El clonado de ADN. Las
enzimas esenciales en ingeniería genética. Purificación de ADN nuclear, plasmídico y viral.
Purificación de ARN y fraccionamiento. Electroforesis de ADN y ARN. Hibridización.
Southern, Northern y Western.
Unidad VIII: Los sistemas huésped-vector. Escherichia coli y vectores plásmidos,
bacteriófagos y otros. Otros sistemas procarióticos. Sistemas-huésped vector eucarióticos:
levaduras, células animales y vegetales. Construcción, clonado y selección del ADN
recombinante. Concepto de bibliotecas. Bibliotecas genómicas y de ADN copia. Bibliotecas de
expresión. Búsqueda e identificación de genes y proteínas. Diferentes alternativas. PCR.
Secuenciación. Trancripción y traducción “in vitro”. Vectores de expresión. Clonado y
expresión en células eucarióticas animales y vegetales. Protozoarios, animales y plantas
transgénicas.
Unidad IX: Etapas del desarrollo embrionario en vertebrados. Meiosis. Variación genética.
Determinación celular. Herencia cromosomal y citoplasmática. Morfógenos. Gradientes de
proteínas y RNAs. Interacción célula-célula. Valor posicional. Plan de desarrollo corporal.
Morfogénesis y diferenciación. Generación de la diversidad celular. La genética del plan de
desarrollo corporal. Drosophila como modelo. Genes homeóticos. Genes efectores. Moléculas
de adhesión. Biología molecular del desarrollo en plantas florales. Identificación de genes.
Genes homeóticos en plantas. Interferencia de ARN.
TRABAJOS DE LABORATORIO
Módulo I: Identificación y aislamiento de genes
Introducción a la tecnología del ADN recombinante. Bibliotecas génicas: genómicas, ADN
copia y de expresión. Las enzimas esenciales en ingeniería genética. Enzimas de Restricción.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Secuenciación.
-
Búsqueda por similitud de secuencia en bases datos.
Diseño de oligonucleótidos para PCR: utilización de herramientas bioinformáticas.
Puesta a punto de una PCR: evaluación de parámetros que afectan la reacción.
Amplificación de un gen por PCR a partir de un clon aislado de una biblioteca de ADN
genómico.
Módulo II: Subclonado de un gen en un vector de expresión
Concepto de clonado de ADN. Estrategias de subclonado. Vectores de clonado y vectores de
expresión.
Transformación en bacterias.
-
Digestión y desfosforilación de fragmentos de ADN.
Purificación de fragmentos de ADN a partir de gel de agarosa.
Ligaciones de fragmentos de ADN.
Transformación de bacterias.
Purificación de ADN plasmídico (minipreparación).
Módulo III: Expresión y purificación de proteínas recombinantes
Estrategias para la purificación de proteínas recombinantes. Geles de proteínas. Técnica de
Western Blot.
-
Inducción de la expresión de proteína recombinante en cultivos de bacterias
transformadas.
Procesado de cultivos inducidos y purificación de la proteína recombinante.
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-
Separación de proteínas por electroforesis en geles de acrilamida. Geles nativos y geles
desnaturalizantes.
Problemas
Seminarios
Seminarios individuales preparados y presentados por los alumnos, sobre trabajos científicos
de investigación (publicaciones) que abordan diferentes temas relacionados con los conceptos
teóricos desarrollados en las clases o en los que se emplean diferentes técnicas de Biología
Molecular.
BIBLIOGRAFÍA
Libros
Genes VII B. Lewin. (2001) Editorial Marbán
Genes VIII by Benjamin Lewin 2003 Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall
ISBN: 0131439812
Molecular Biology of the Cell. 4ª Edition. (2002) Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis,
Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. New York and London: Garland Science;
c2002
ISBN: 0815332181
BIOLOGÍA Molecular del Gen James D. Watson et al. 5ª ed. - Buenos Aires, Editorial
Médica Panamericana, [2005]. Traducción de Molecular biology of the gene, 5th ed.
ISBN: 84-7903-505-6
Analysis of Biological Development, Klaus Kalthoff. Mc Graw-Hill, Inc., USA, 2 edition
2000
Molecular cloning: a laboratory manual. Manniatis, T., Fritsch, E., and Sambrook, J. (ed.)
Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor
Catálogos: -New England Biolabs
-Promega
Publicaciones Periódicas
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