PUA Genetica Acuicola - Facultad de Ciencias Marinas

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA
COORDINACIÓN DE FORMACIÓN BÁSICA
COORDINACIÓN DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y VINCULACIÓN UNIVERSITARIA
PROGRAMA DE UNIDAD DE APRENDIZAJE
I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN
1. Unidad Académica (s): Facultad de Ciencias Marinas
2. Programa (s) de estudio: Licenciatura (s): Biotecnología en Acuacultura
3. Vigencia del plan: 2007-1
4. Nombre de la Unidad de Aprendizaje: Genética Acuícola
5. Clave 9090
6. HC 3 HL 4 HT 0 HPC 0 HCL 0 HE 3 CR 10
7. Ciclo Escolar: 2012-1
8. Etapa de formación a la que pertenece: _Disciplinaria_
9. Carácter de la Unidad de Aprendizaje:
Obligatoria XXXX
Optativa __________
10. Requisitos para cursar la Unidad de Aprendizaje: Ninguno
Formuló: Dra. Ivone Giffard Mena, Dr. Luis Manuel Enriquez Paredes
Fecha: 31 de Enero del 2012
Cargo: Subdirector
Vo. Bo. Dr. Juan Guillermo Vaca Rodríguez
II. PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO
Genética Acuícola es una asignatura obligatoria para el estudiante del 5to semestre de la licenciatura de Biotecnología en Acuicultura. Su propósito
es que el alumno adquiera los conocimientos básicos de Biología Molecular y Genética, mediante una metodología científica, para estudiar
poblaciones animales y familiarizarlo con las estrategias de manejo de los recursos genéticos de los programas de crianza y selección. Para ello se
utilizarán métodos de análisis de parámetros fenotípicos y genotípicos, así cómo ejemplos que logren aportar las bases para un buen desempeño
profesional en esta disciplina.
III. COMPETENCIA (S) DEL CURSO
Desarrollar un programa de selección hipotético considerando aspectos fundamentales que permitan la mejora fenotípica de especies acuícolas.
Utilizará técnicas básicas de Biología Molecular y Genética (como extracción de material genético; ADN, ARN y Proteínas, y lo amplificará por
PCR). Aplicará métodos de análisis de parámetros fenotípicos y genotípicos, manejará algunos de los programas de cómputo más comunes para el
análisis de secuencias (búsqueda de recursos y uso de herramientas en la base de datos electrónica GenBank, alineamientos, diseño de cebadores y
construcción de árboles filogenéticos). Con estas herramientas el estudiante podrá generar estrategias de manejo de los recursos genéticos de los
programas de crianza y selección para estimar los niveles de variabilidad evaluar el grado de salud genética de los organismos en cultivo acuícola a
partir de los marcadores moleculares más comunes, con una actitud responsable basada en la ética y el respeto por el medio ambiente.
IV. EVIDENCIA (S) DE DESEMPEÑO
>Trabajo de investigación sobre el origen de la vida basado en la hipótesis del mundo del RNA y principales teorías evolutivas.
>Ejercicios para descifrar el código genético y llevar a cabo reacciones de PCR.
>Diseño y presentación oral ante el grupo sobre un proyecto de un programa de selección desarrollado en el Estado de Baja California.
>Reportes del laboratorio.
UNIDAD 1
PANORAMA
HISTÓRICO
Contenido
V. DESARROLLO POR UNIDADES
Competencia:
Reconocer los elementos clave del progreso biotecnológico mediante la inspección de acontecimientos históricos y
visita a laboratorios de Genética para comprender las preocupaciones actuales sobre la conservación de stocks
naturales y la importancia de aplicar técnicas de ingeniería genética sobre organismos acuáticos con ética y
responsabilidad.
Duración: 3 hrs de teoría y 4 hrs laboratorio.
1. Desarrollo del concepto de gen y crianza de animales acuáticos.
1.1 Cronología de descubrimientos en el campo de la genética.
1.2 Progreso acuícola.
1.3 Perspectivas biotecnológicas en la acuacultura.
UNIDAD 2
EL MATERIAL
GENÉTICO
Contenido
V. DESARROLLO POR UNIDADES
Competencia:
Detallar las formas de organización y diferenciación celular a nivel molecular, mediante la descripción de las
estructuras del ADN, del ARN y de las proteínas para establecer la función de los ácidos nucleicos con disciplina y
voluntad.
Duración: 7 hrs de teoría y 16 hrs laboratorio.
2. La naturaleza del material genético y el código genético.
2.1 Organización celular.
2.2 División celular.
2.3 Diferenciación celular.
2.4 Acido deoxiribonucleico: ADN
2.5 Acido ribonucleico: ARN
2.6 El código genético.
2.7 Estructura proteica.
UNIDAD 3
REPLICACIÓN,
TRASCRIPCIÓN, Y
TRADUCCIÓN
Contenido
V. DESARROLLO POR UNIDADES
Competencia
Entender cómo una célula duplica y repara su material genético a partir del ADN, mediante la lectura y
decodificación de código genético, para comprender como la célula utiliza la información contenida en su genoma,
con emoción y una actitud positiva.
Duración: 3 hrs de teoría y 8 hrs laboratorio.
3. Replicación, trascripción, y traducción del material genético.
3.1 Replicación y reparación del ADN.
3.2 Mecanismos de trascripción.
3.3 Síntesis de proteínas.
UNIDAD 4
REGULACIÓN DE LA
EXPRESIÓN
Contenido
V. DESARROLLO POR UNIDADES
Competencia:
Señalar los principios y mecanismos que permiten la expresión selectiva de genes, mediante la comparación del
procesado de la información genética en diferentes tipos de células (eucariotas y procariotas), para poder controlar
los niveles de expresión, con ética y proposición.
Duración: 2 hrs de teoría.
4. Regulación de la expresión genética
4.1 Control trasncripcional: Operon.
4.2 Proteínas reguladoras: Riboswitch.
4.3 Control post-transcripcional: ARN de interferencia.
4.4 Epigenética.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 5
GENÉTICA
MENDELIANA.
Contenido
Competencia:
Precisar cómo se heredan las características biológicas, mediante deducción mendeliana, para poder obtener rasgos
deseados en las líneas seleccionadas con rigor, disciplina y organización.
Duración: 6 hrs de teoría.
5. Genética mendeliana.
5.1 Dominancia y recesividad.
5.2 Segregación.
5.3 Cromosomas, genes y alelos.
5.4 Genotipo y fenotipo.
5.5 Bases cromosómicas de la herencia y heredabilidad.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 6
GENÉTICA
POBLACIONAL
Contenido
Competencia:
Constatar las leyes que gobiernan la transmisión de la información genética hereditaria de una generación a la
siguiente en una población, mediante la comprensión de las técnicas base de Biología Molecular, para poder evaluar
los cambios de variabilidad genética con certeza y precisión.
Duración: 6 hrs de teoría y 8 hrs de laboratorio.
6. Genética poblacional.
6.1 Genética de poblaciones.
6.2 Técnicas para medir la variación genética (RFLP, VNTR, RAPD, AFLP, Clonación, Secuenciación, SNP, QTL).
6.3 Polimorfismo y heterocigosidad.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 7
CAMBIO
EVOLUTIVO
Contenido
Competencia:
Especificar cómo ha ocurrido la evolución, mediante el entendimiento de los procesos de mutación, deriva génica,
selección natural y migración, para descifrar las formas de recombinación del material genético y poder obtener
organismos transgénicos con ética, sabiduría e integridad.
Duración: 3 hrs de teoría.
7. Procesos del cambio evolutivo
7.1 Teorías evolutivas de las poblaciones: Selección natural y deriva génica.
7.2 Evolución del material genético y organismos genéticamente modificados.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 8
VARIABILIDAD
GENÉTICA EN
POBLACIONES
NATURALES
Contenido
Competencia:
Explicar los efectos de la localización geográfica, de las condiciones medioambientales y de las fuerzas selectivas
sobre la variación genética y la estructura de una población, mediante el análisis de los resultados del confinamiento
de las especies domesticadas sobre poblaciones silvestres, para valorar el impacto potencial de un programa de
selección genética con seriedad y respeto.
Duración: 3 hrs de teoría y 8 de laboratorio.
8. Variabilidad genética en poblaciones naturales.
8.1 Consanguinidad.
8.2 Coadaptación, especiación y filogenia.
8.3 Variabilidad y estructura genética en las poblaciones naturales.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 9
CARACTERES
CUANTITATIVOS
Contenido
Competencia:
Referir los factores clave que determinan el desarrollo de los organismos y que son deseables en un programa de
selección, mediante observaciones en campo, para dar propuestas de manejo con convicción y confianza.
Duración: 5 hrs de teoría y 8 hrs laboratorio.
9. Caracteres cuantitativos en organismos acuáticos
9.1 Tasa de crecimiento.
9.2 Eficiencia de conversión alimenticia.
9.3 Sobrevivencia.
9.4 Reproductivos.
9.5 Resistencia a enfermedades.
V. DESARROLLO POR UNIDADES
UNIDAD 10
MODELOS
NUMERICOS
Contenido
Competencia:
Aplicar métodos matemáticos, mediante el uso de programas computacionales específicos, para estimar
componentes de similitud o varianza genética entre individuos de una población con compromiso y cooperación.
Duración: 7 hrs de teoría y 8 hrs laboratorio.
10. Métodos para estimar parámetros fenotípicos y genéticos de la descendencia
10.1 Genética cuantitativa.
10.2 Diversidad genética.
10.3 Programas de análisis de datos genéticos.
UNIDAD 11
PROGRAMA DE
SELECCIÓN
Contenido
V. DESARROLLO POR UNIDADES
Competencia:
Establecer procedimientos para obtener rasgos deseables en una población (heredados de una generación a la
siguiente), mediante la predicción numérica de la eficacia de los métodos elegidos con base en base en la respuesta
genética esperada para un determinado set de parámetros. Esto con la finalidad de diseñar programas que
salvaguarden los recursos genéticos en producción con optimismo, valoración y seguridad.
Duración: 3 hrs de teoría y 4 hrs laboratorio.
11. Aplicabilidad de la genética en la granja acuícola.
11.1 Estrategias de crianza.
11.2 Métodos de selección.
11.3 Diseño de programas de crianza.
11.4 Evaluación del cambio genético.
VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS
No. de
Práctica
Competencia
Descripción
Material de
Apoyo
Duración
1
Percibir el funcionamiento de los laboratorios de
Ecología Molecular y Genética, mediante una
visita guiada, para que el estudiante conozca el
equipo y se familiarice con los proyectos y
cuidados básicos con respeto y atención.
FUNCIONAMIENTO DE LOS
LABORATORIOS DE
ECOLOGÍA MOLECULAR Y
GENÉTICA
Redactar informe de laboratorio.
Reglas de los Laboratorios
del cuérpo Académico de
Ecología Molecular
(CAEM).
1 sesión
(4 horas)
2
Planificar propuesta de programa de selección,
mediante la visita a una granja de cultivo
acuícola en el Estado de BC, para proponer un
programa de mejora genética con entusiasmo,
dedicación y cooperación.
VISITA A UNA GRANJA DE
CULTIVO ACUÍCOLA
Anotar observaciones realizadas
en campo y sobre las
necesidades de los productores.
Libreta del laboratorio.
2 sesiones
(8 horas)
3
Extraer acido deoxiribonucleico (ADN) en el
laboratorio para evaluar su cantidad por
espectrofotometría y su calidad con gel de
agarosa con higiene y orden.
ACIDO
DEOXIRIBONUCLEICO
(ADN)
Redactar reporte de laboratorio
con método científico.
Manual del laboratorio con 2 sesiones
procedimiento de
(8 horas)
extracción, libreta de
laboratorio, pipeteadores
automáticos, puntas, tubos
eppendorf, soluciones de
extracción,
espectrofotómetro, cámara
de electroforesis horizontal,
lámpara uv.
4
Extraer acido ribonucleico total (ARNt) en el
laboratorio para evaluar su cantidad por
espectrofotometría y su calidad con gel de
agarosa con higiene y orden.
ACIDO RIBONUCLEICO
(ARN)
Redactar reporte de laboratorio
con método científico.
Manual del laboratorio con 2 sesiones
procedimiento de
(8 horas)
extracción, libreta de
laboratorio, pipeteadores
automáticos, puntas, tubos
eppendorf, soluciones de
extracción,
espectrofotómetro, cámara
de electroforesis horizontal,
lámpara uv.
5
Extraer Proteínas en el laboratorio para evaluar
su calidad y cantidad con gel de acrilamida con
higiene y orden.
PROTEÍNAS
Redactar reporte de laboratorio
con método científico.
Manual del laboratorio con
procedimiento de
extracción, libreta de
laboratorio, pipeteadores
automáticos, puntas, tubos
eppendorf, soluciones de
extracción, cámara de
electroforesis vertical.
2 sesiones
(8 horas)
6
Realizar un PCR en el laboratorio, verificar la
amplificación en gel e interpretar resultados,
esto a partir de las extracciones del ADN, para
evaluar la presencia/ausencia de cierto gen en
una muestra biológica, con cooperación y
organización.
REACCIÓN EN CADENA DE
LA POLIMERASA (PCR)
Redactar reporte de laboratorio
con método científico.
Manual del laboratorio con
procedimiento para
preparar la reacción, libreta
del laboratorio,
pipeteadores automáticos,
puntas, tubos eppendorf,
mix de reacción,
2 sesiones
(8 horas)
termociclador, cámara de
electroforesis, lámpara uv.
7
Obtener secuencias de ácidos nucleicos y
proteínas, mediante acceso a bancos de
información genética disponibles en Internet
para alinear secuencias, construir de árboles
filogenéticos y diseñar cebadores/primers para
PCR con atención y curiosidad.
ANÁLISIS DE SECUENCIAS
DE ÁCIDOS NUCLEICOS Y
DISEÑO DE PRIMERS.
Entregar archivo con
procedimiento realizado en el
taller.
Manual del laboratorio con
guía para el uso de los
programas, computadora,
Internet.
2 sesiones
(8 horas)
8
Obtener valores de H, FST y Ne mediante el uso
de programas de análisis de datos disponibles en
Internet para estimar los niveles de variabilidad
y salud genética de una población con atención y
curiosidad.
ANÁLISIS NUMÉRICO DE
DATOS
Entregar archivo con
procedimiento realizado en el
taller.
Manual del laboratorio con
guía para el uso de los
programas, computadora,
Internet.
2 sesiones
(8 horas)
9
Diseñar un programa de manejo para una
especie acuícola de interés local a partir de
información obtenida en campo y en bibliografía
para poner en práctica los conceptos vistos en
clase con compromiso para la solución de una
problemática real.
PROPUESTA DE PROYECTO
DE DISEÑO DE UN
PROGRAMA DE MANEJO
GENÉTICO EN GRANJA
ACUÍCOLA.
Presentar por equipos, mediante
exposición oral ante el grupo e
invitados, los resultados de su
investigación. Entregar reporte
escrito con todos los
procedimientos vistos en clase.
Computadora, proyector.
1 sesión
(4 horas)
VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO
Técnica Didáctica:
En clases teóricas el maestro empleará una presentación oral con apoyo de diapositivas u otros materiales audiovisuales y pizarrón, para explicar al
alumno los conceptos de manera clara y breve. Demostrará al estudiante la importancia de los conocimientos mediante la ejemplificación de
diversas situaciones.
En laboratorio el maestro proporcionará al estudiante los materiales necesarios para realizar la práctica correspondiente a la sesión iniciando la
clase con una explicación de las actividades a realizar.
Actividades Didácticas:
Se sugiere poner énfasis en el empleo de las siguientes herramientas metodológicas:
Motivar a los alumnos que desarrollen investigación mediante la búsqueda de conceptos propios del área y cuestionarlos sobre lo estudiado.
Estimular su capacidad de síntesis e investigación mediante elaboración de ensayos sobre temas vistos en clase.
Proporcionar a los alumnos orientación sobre la toma correcta de muestras de organismos acuáticos para obtener tejidos específicos (disección y
procesado) de manera higiénica y sin contaminación y resaltar los cuidados en el laboratorio durante la extracción del material genético (ADN,
ARN) y proteínas.
Vigilar la aplicación del método científico durante la entrega de cada reporte de laboratorio, proporcionar revisiones.
Alentar su capacidad de investigación y de comunicación oral mediante exposición pública.
Incentivar el uso de herramientas computacionales en línea mediante el acceso a bancos de genes y programas de genética gratuitos.
ASPECTO TEORICO: 55%
ASPECTO PRÁCTICO: 45%
VIII. CRITERIOS DE EVALUACIÓN
3 Exámenes parciales
40 %
Tareas y exposiciones en clase
10 %
Participación en clase
5 %
Reportes de Prácticas de Laboratorio
25 %
Trabajo final
Participación en laboratorio
15 %
5%
IX. BIBLIOGRAFÍA
Básica
Alberts, B. 2008. Molecular biology of the cell. 5ta Ed. Garland
Science. New York, USA. 1268 pp.
Ayala, F.J. y J.A. Kiger. 1984. Genética Moderna. Fondo
Complementaria
Conner, J.K. 2004. A primer of Ecological Genetics. Sinauer
Associates 304 pp.
Falconer, D.S. y T.F.C. Mackay. 1996. Introduction to quantitative
Educativo Interamericano. México. 836 pp
Beaumont, A.R. y K. Hoare. 2003. Biotechnology and Genetics in
Fisheries and Aquaculture. Blackwell Publishing. Oxford, USA.
158 pp.
Bert, T.M. 2007. Ecological and genetic implications of
aquaculture activities. Springer, 545 pp.
Dunham, R.A. 2004. Aquaculture and fisheries biotechnology:
genetic approaches. CABI Publishing. Cambridge, USA. 372 pp.
Gjedrem, T. 2005.Selection and breeding programs in
aquaculture. Springer. New York, USA. 364 pp.
Griffiths, A.J.F. 2008. Introduction to genetic analysis. W.H.
Freeman and Co., 838 pp.
Lutz, Ch.G. 2001. Practical genetics for aquaculture. Fishing
News Books. Oxford, USA. 235 pp.
Robinson, T. R. 2010. Genetics For Dummies. Wiley publishing.
364 pp.
genetics. 4th edition. Longman. London and New York. USA. 562 pp
National Center for Biotechnology Information:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
Sambrook, J. 2001. Molecular cloning : a laboratory manual
Cold Spring Laboratory, 3 volumenes.
Paniagua-Michel, J.J. 2009. Biotecnología Marina. AGT editor. 431
pp.
Lewin, B. Genes IX. Jones and Bartlett Publishers. Sudbury, MA. 892
pp.
 Hartwell L., Hood L., Goldberg M. y Reynolds A. 2010. Genetics:
From Genes to Genomes. McGraw-Hill.
 Hedrick PW. 2009. Genetics of Populations. Jones & Bartlett Learning.
 Futuyma, D. 2009. Evolution. Sinauer Associates. 633 pp.
 Coyne J.A. 2004. Speciation. Sinauer Associates. 545 pp.