Curso de Biología Molecular para estudiantes de pregrado en la

Curso de Biología Molecular para estudiantes de pregrado en la Facultad
de Medicina
Código: 2017981
Coordinadora: Luz Helena Aranzález R.
Profesor Asociada, Departamento de Ciencias Fisiológicas
(2 Créditos)
La biología molecular es una asignatura básica que da fundamento a la
actividad profesional médica y en general a todas las profesiones del área de la
salud. Por medio de ellas el alumno adquirirá las bases moleculares
relacionadas con la salud y la enfermedad, las cuales darán fortaleza científica
a las habilidades y destrezas profesionales.
Justificación:
Los más recientes descubrimientos y desarrollos científicos que involucran a la
biología molecular, han transformado de manera rápida el área médica en todo
el mundo. Los nuevos avances han permitido conocer las bases moleculares,
no solo de la salud si no de muchas enfermedades, aportado herramientas
básicas a los profesionales de la medicina y de la salud humana y animal en
general. Estas herramientas han contribuido al avance de los procesos de
diagnóstico, tratamiento, pronóstico y prevención de muchas enfermedades. Es
posible que los conocimientos derivados de la biología molecular, además de
permitir una mayor comprensión de la fisiopatología, sean útiles para la
prevención y el manejo de diferentes procesos patológicos como los
infecciosos, los crónicos, los degenerativos, el cáncer y el envejecimiento.
El continuo progreso en el entendimiento de los eventos celulares y sus
aplicaciones en la medicina hacen indispensable que el médico esté
familiarizado con los fundamento de la biología molecular. Es necesario, desde
los primeros semestres de la carrera de medicina, facilitar la adquisición de
conocimientos que permitan la comprensión de los mecanismos involucrados
en los diferentes procesos celulares. Estos conocimientos serán ampliados en
el transcurso de la carrera y permitirán al profesional de la salud, en su ejercicio
profesional, comprender la literatura médica reciente en la que la investigación
básica cada vez más, es un componente obligado. En este sentido la formación
básica, posibilita el autoaprendizaje y la actualización a través de la
comprensión de la literatura clínica y científica necesarias para el ejercicio
médico general y especializado. Asimismo, los componentes básicos de la
formación médica, brindan una oportunidad para que algunos estudiantes
puedan escoger en forma temprana la senda de la investigación básica médica
en estudios posteriores de maestría y/o doctorado.
A continuación se presenta el programa de un curso de biología molecular
dirigido a estudiantes de pregrado de los primeros semestres de las carrera de
la salud humana y animal, con una perspectiva práctica.
En el contenido y organización de este curso se enfatizará la estrecha relación
entre los aspectos básicos presentados y discutidos en el aula de clase y los
componentes prácticos desarrollados en la sesiones de laboratorio. Este curso
resaltará el fundamento, los métodos y procedimientos involucrados en
pruebas diagnósticas seleccionadas.
OBJETIVO GENERAL:
Lograr que los estudiantes de pregrado tengan un panorama actualizado de los
diferentes fundamentos teóricos y prácticos, relacionados con el uso y la
interpretación de procedimientos y técnicas diagnósticas bioquímicas y
moleculares de más frecuente uso en el ejercicio médico profesional.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Lograr que el estudiante desarrolle una visión integral que le permita
correlacionar las nociones moleculares con aquellas propias de la
fisiología celular, tisular y del organismo como un todo.
2. Fomentar en el estudiante el entendimiento de las bases moleculares
que dan soporte a la salud y a las alteraciones que permiten entender
los mecanismos propios de la enfermedad.
3. Incentivar en el estudiante la aplicación sistemática del método científico
en la identificación, el análisis y la solución de los problemas de la salud
humana y animal.
4. Lograr que los estudiantes hagan uso sistemático de la terminología y
del lenguaje relacionado con las diferentes técnicas utilizadas en el
laboratorio de biología molecular.
5. Desarrollar en los estudiantes las habilidades que le permitan
comprender los fundamentos, aplicar los criterios de selección y
entender el alcance y las limitaciones de las diferentes técnicas de
biología molecular.
6. Desarrollar en el estudiante la capacidad de interpretar acertadamente
los resultados obtenidos con las técnicas más frecuentemente utilizadas
en biología molecular.
7. Ejemplificar con los eventos de reparación del material genético, la
regulación de la expresión genética y la clonación molecular de genes,
los aspectos conceptuales y prácticos del diagnóstico molecular.
8. Fomentar actitudes y valores éticos relacionados con la utilización de las
técnicas moleculares.
ACTIVIDADES PROPUESTAS
METODOLOGIA:
Esta es una asignatura de métodos y técnicas basada en clases magistrales,
seminarios y laboratorio. Se utilizarán programas de aprendizaje de la biología
molecular asistida por computador. El laboratorio se realizaran con la
correlación biología molecular – práctica clínica y solución de problemas.
Se pondrá a disposición del estudiante una guía introductoria de la actividad a
realizar que contiene los objetivos, principios teóricos, metodología y
bibliografía.
El estudiante al finalizar el curso estará en capacidad de elaborar un informe
crítico sobre las actividades realizadas y logros obtenidos, el cual tendrá una
asignación cuantitativa como componente integral del curso teórico práctico en
el que participan otros profesores.
Intensidad horaria semestral de 96 horas de las cuales 60 serán presenciales y
36 para la revisión de la literatura.
Este curso se realizará durante dos días a la semana en el horario de la
mañana y tarde. Se conformarán grupos de estudiantes no mayor a 30
estudiantes por grupo. A su vez el grupo de los (30 estudiantes) formarán
subgrupos de trabajo de 5 personas para desarrollar la parte de laboratorios y
seminarios.
EL CONTENIDO EDUCATIVO DEL CURSO:
Reestructuración de la información
Estructura ácidos nucleicos – Acción de las enzimas de restricción
Clase Magistral (6 hrs): Revisión de la estructura de los ácidos nucleicos, DNA
y RNA.
Actividad enzimática sobre el DNA y el RNA (polimerasas, ligasas,
topoisomerasas y RNAsas).
Laboratorio: (3 hr): Obtención de muestras, extracción y purificación de DNA y
RNA de células eucariotas.
Extracción de DNA de linfocitos a partir de sangre total. Toma de muestras de
sangre, separación de linfocitos de las otras células mediante centrifugación,
extracción, purificación y almacenamiento del DNA.
Transcripción de la información, Síntesis de cDNA, Traducción de la
información y Síntesis de proteínas
Clase Magistral (9 hrs): Bancos de cDNA, Purificación del mRNA, síntesis de
cDNA, degradación del mRNA y síntesis de DNA de doble hebra (dsDNA).
Estructura, función y replicación de las macromoléculas de información:
Clase Magistra (9 hrs): Bioquímica de la comunicación extracelular,
membranas celulares, glicoproteínas, transporte celular y matriz extracelular
Enzimas de restricción y mapas de restricción
Clase magistral (6 hrs): Clasificación de enzimas de restricción, nomeclatura,
especificidad de sitios de restricción y mecanismos de las enzimas de
restricción. Utilización en estudio de polimorfismo asociado a patologías o
variantes genéticas.
Mapas de restricción, visualización e interpretación de los patrones de
fragmentación en el estudio de diferentes tipos de enfermedades humanas.
Mutación
5.A. Clase Magistral (3hrs): Hibridación de una sonda (ASO = Allele Specific
Oligonucleotide)
Anemia falciforme, ejemplo de una patología molecular que consiste en la
sustitución de A por T en el codón 6 (6-Glu) en uno de los genes de la globina.
Seminario (3 hrs): Reconocimiento del portador sintomático y asintomático a
partir del DNA de un sujeto que es revelado con sondas y su respectivo análisis
de resultados; (homocigoto normal), (homocigoto mutado) y (heterocigoto).
Electroforesis de DNA y PCR
Clase Magistral: (3 hrs): Digestión de fragmentos de DNA utilizando enzimas
de restricción. Principio de la electroforesis. Marcadores de peso molecular.
Tinción y visualización en cámara de luz UV.
Interpretación de electroforesis de DNA en casos clínicos específicos:
publicados en artículos científicos
Clase Magistral (3hrs): La PCR (polymerase chain reaction), es una técnica
que nos permite amplificar secuencias específicas de DNA. Fundamento de
cada una de las etapas del ciclo de amplificación (desnaturalización,
hibridación de primers y elongación). Detección del fragmento amplificado
Seminario de PCR (3 hrs): Realización de una técnica utilizando un Kit con
diagnóstico preciso de un trastorno hereditario o adquirido relacionado con una
patología representativa en medicina.
Clonación Molecular:
Clase Magistral (6 hrs): Clonación molecular a partir de fragmentos de DNA en
el seno de un vector (plásmido, cósmido, bacteriófago o -YAC- yeast artificial
chromosome) y su posterior amplificación en el interior de E.coli o levadura.
Selección de los clones por resistencia a antibióticos.
Discusión sobre la batería de enzimas utilizadas en la tecnología de la
clonación molecular. Analizar la genoteca (library) de un genoma estudiado.
Secuenciamiento de DNA
Clase Magistral (3 hrs): Métodos de secuenciamiento de DNA.
Secuenciamiento mediante análogos dideoxi (dideoxirribonucleosido trifosfato).
Separación de fragmentos de DNA sintetizados e interpretación de la
secuencia. Secuenciamiento automático de DNA.
Ética y técnicas de biología molecular, Genética molecular, Terapia
oncológica y prevención del cáncer e investigación básica
Clase Magistral (3 hrs): Aspectos éticos de la práctica en biología molecular.
Aspectos éticos, sociales y legales asociados al proyecto de secuenciamiento
del genoma humano, que involucran a los profesionales de la medicina y de la
salud.
Carácter, tipo y ponderación de las pruebas
Evaluaciones
%
1. Parcial (Preguntas de escogencia múltiple)
35
2. Seminario
15
3. Laboratorio
15
4. Final (Preguntas de escogencia múltiple y abiertas)
35
Total
100
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Textos:
GENES: Benjamin Lewin (última edición VIII)
Marbán
BIOLOGIA MOLECULAR EN MEDICINA: Timothy M. Cox, Jhon Sinclair
Panamericana
LA CELULA: Cooper y Hausman (4ta edición)
Marbán
CONCEPTOS DE GENETICA: William S Klug, Michael R. Cummings, Charlotle
A. Spencer (última edición)
Pearson
GENETICA HUMANA: Tom Strachan, Andrew P. Read (3era edición)
Mc Graw Hill
BIOLOGIA MOLECULAR E INGENIERIA GENETICA: Conceptos, técnicas y
aplicación en ciencias de la salud.
José Luque, Angel Herraez
Harcourt
BIOQUIMICA MEDICA: John W Baynes, Marek H Dominiczak (segunda
edición)
Elsevier Mosby