Download Programa teórico - Departamento de Biología Molecular

ASIGNATURA: Biología Molecular
5º Curso, LICENCIATURA DE BIOLOGÍA
(A extinguir)
Profesores tutores
Se encargarán de la atención a los estudiantes matriculados durante el curso académico.
Se indica la dirección de correo electrónico de cada uno. Además, serán los
responsables de la redacción consensuada del examen y de la corrección de las
preguntas.
El profesor responsable de las Actas será Juan Antonio Aguilera Mochón.
* Aguilera Mochón, Juan Antonio (bloque I del temario: Control de la expresión
génica). ([email protected]).
* Hilario Ramírez Rodrigo (bloque II del temario: Técnicas básicas de manipulación de
ADN recombinante). ([email protected]).
Los horarios de tutoría se pueden consultar en el Tablón de Anuncios del Departamento.
Programa teórico
I. CONTROL DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
I.A. CONTROL GÉNICO EN EUBACTERIAS
1.- Actualización de conceptos generales. Control de la iniciación de la transcripción.
Cinética. Eficiencia de los promotores. Regulación positiva y negativa; inducción y
represión.
2.- Mecanismos de represión. Especificidad de la unión represor-operador. Mecanismos de
activación. Potenciadores bacterianos. Otros controles positivos. Unión de las proteínas
reguladoras al DNA: análisis de los motivos HTH y ßa a . ¿Un código de reconocimiento
(a)?
3.- Integración de mecanismos de control en operones concretos. El operón lactosa.
Control múltiple de varios operones por la CRP. Operones gal, mal y ara. Otros circuitos
reguladores globales: genes SOS, respuesta al choque térmico, esporulación en B. subtilis.
Otras formas de control sobre la RNA polimerasa.
4.- El control de las proteínas reguladoras. Sistemas no lineales y complejidad.
Modelización de sistemas reguladores.
5.- Otros mecanismos de control de la transcripción. Uso de "promotores vecinos"
(alternativos, divergentes) en el control génico. Proteínas histone-like. Topoisomería del
DNA. Metilación del DNA. Cambios en la secuencia del DNA. RNAi.
6.- Control del avance de la transcripción. Control de la terminación.
7.- Control de la traducción. Controles positivos y negativos de la iniciación por
proteínas y por RNAs. Control de la terminación. Control mediante cambio de fase de
lectura: intrones traduccionales. Control de la degradación de los mRNAs. Control de la
degradación proteica. Corte y empalme proteico. Integración de los procesos
reguladores.
I.B. CONTROL GÉNICO EN EUCARIOTAS
8.- Estrategias del control génico eucariótico: jerarquía, combinatoria, redes. Control del
inicio de la transcripción. Factores de transcripción: motivos estructurales. ¿Un código
de reconocimiento (b)?
9.- Visión "clásica" de las RNAP. Características de los promotores. Factores generales
de transcripción: ensamblaje in vitro. La holoenzima RNAP. Otros factores.
Potenciadores. Mecanismos de represión y de activación. Control mediante RNA. Los
complejos mediadores.
10.- Nucleosomas y actividad génica. Modificaciones químicas de las histonas.
Complejos con actividad HAT y HADT. Complejos remodeladores de la cromatina.
Locus control regions. Elementos boundary.
11.- Control mediante reordenación génica: tipo de emparejamiento en levaduras.
Mecanismos silenciadores. Otros mecanismos de generación de estados celulares
estables. Control mediante amplificación génica.
12.- Control mediante metilación del DNA. Control del avance y la terminación de la
transcripción.
13.- Control del procesamiento de los mRNAs: corte y empalme, poliadenilación,
edición. Transporte del RNA al citoplasma. Controles negativos y positivos de la
traducción. Estabilidad de los mRNAs. Destino de las proteínas recién sintetizadas.
Control de la degradación proteica.
II. TECNICAS BÁSICAS DE MANIPULACIÓN DE ADN RECOMBINANTE
II.A. TEMAS OBLIGATORIOS
14.- Revisión de las técnicas básicas de manipulación de ADN recombinante in vitro.
Aislamiento, purificación, caracterización y secuenciación de Ácidos Nucleicos.
15.- Transferencia e hibridación de Ácidos Nucleicos. Sondas: diseño, síntesis y
utilización en el reconocimiento de secuencias específicas. Marcado radiactivo y no
radiactivo de sondas. Síntesis y degradación “in vitro” de Ácidos Nucleicos.
16.- Corte y unión específica de moléculas de ADN. Endonucleasas de restricción.
Ligasas. Adapación de moléculas de ADN: conectores y adaptadores.
17.- Amplificación “in vitro” de ADN: reacción en cadena de la polimerasa (PCR). PCR
adaptada. RT-PCR. PCR inversa. Otras técnicas basadas en PCR. PCR cuantitativa.
18.- Plásmidos. Vectores de origen plasmídico. Transformación y clonación basada en
el empleo de plásmidos. Experimento de Itakura.
19.- Vectores de origen virásico. Vectores derivados de lambda. Transfección y
clonación basada en empleo de vectores de origen virásico.
16.- Obtención de genotecas en E. coli. Genotecas genómicas y genotecas de cDNA.
Estrategias de rastreo y utilización de genotecas. Manipulación y análisis de librerías de
cDNA. Librerías substractivas de cDNA.
17.- Mutagénesis dirigida: concepto, estrategias y vectores específicos. Métodos de
selección "in vivo" e "in vitro". Mutagénesis dirigida mediante PCR. Vectores específicos
de mutagénesis y secuenciación.
II.B. TEMAS OPCIONALES PARA LA PREPARACIÓN DE TRABAJOS.
18.-Transformación y clonación en Saccharomyces. Vectores de levadura. Obtención de
plásmidos mediante recombinación homóloga. Promotores de levadura. Expresión y
secreción de proteínas recombinantes en levadura.
19.- Sistemas de transformación en plantas. Cultivos de tejidos y células. Preparación de
protoplastos. Transformación mediada por Agrobacterium. Plásmidos Ti. Otros Sistemas
de transformación. Vectores de origen virásico : CaMV y TMV. Expresión regulada de
genes recombinantes en plantas.
20.- Transformación de células animales. Co-transfección. Marcadores genéticos y genes
"chivatos". Vectores de origen plasmídico : pSV y pRSV. Vectores animales de origen
viral. Recombinación genética y reemplazamiento alélico. Silenciamiento de genes.
21.- Transformación de células germinales animales : conceptos básicos. Transformación,
clonación y expresión de DNA heterólogo en oocitos de Xenopus. Elementos P de
Drosophila. Mamíferos transgénicos. "Targeting" específico de tejidos animales.
22.- Alcance y aplicaciones de las técnicas de manipulación génica.
Bibliografía
Bloque I
* Alberts, B., et al. Molecular Biology of the Cell, 5th ed., Garland Pub., 2007. [Biología
molecular de la célula (5ª ed.). Omega, 2010 (2007)].
* Krebs, J.E., Kilpatrick, S.T., Goldstein. E.S. Lewin's GENES XI, Jones and Bartlett
Publishers, 2013.
* Lodish, H., et al. Molecular Cell Biology, 7th ed., W. H. Freeman, 2012. [Biología
celular y molecular (5ª ed.). Editorial médica panamericana, 2005 (2004)].
* Luque, J., y Herráez, Á. Texto ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética.
Ed. Harcourt, 2001.
* Watson, J.D., et al. Molecular Biology of the Gene, 6th ed., Benjamin Cummings and
Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2008. [Biología molecular del gen (5ª ed.) Edit.
Médica Panamericana, 2005 (2004)].
Bloque II
* Marta Izquierdo Rojo. “Ingeniería Genética y Transferencia Génica”. Pirámide, 2001
* Terry A. Brown. "Gen Cloning and DNA Analysis: An introduction.". John Wiley and
Sons, 2010
* Sandy B. Primrose, Richard Twyman, R. W. Old "Principles of Gen Manipulation" John
Wiley and Sons, 2013
Evaluación
La evaluación se realizará mediante un examen escrito donde el estudiante tendrá que
demostrar sus conocimientos y competencias en torno a los dos bloques que constituyen
la asignatura. Podrá disponer de apuntes, libros, y ordenador. Los alumnos deberán
contactar con los profesores al comienzo del curso para obtener las colecciones de
problemas y casos y el material de clase sobre los que tendrá que orientar la preparación
de la asignatura.