genética microbiana - Sistema de Información de la UNRC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE RIO CUARTO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FCO.QCAS Y NAT.
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA E INMUNOLOGÍA
CARRERA: MICROBIOLOGÍA
GENÉTICA MICROBIANA (CÓDIGO 2163)
PROFESORAS RESPONSABLES: Dra. Cristina Bogni y Dra. Claudia Raspanti
COLABORADORES: Dra. Elina Reinoso
Dr. Matías Pellegrino
Mic. Silvina Alaniz
AÑO ACADÉMICO: 2013
RÉGIMEN DE LA ASIGNATURA: CUATRIMESTRAL
CUATRIMESTRE: SEGUNDO
HORAS SEMANALES: 10 HORAS
EVALUACION:
*Exámenes Parciales: Se tomarán dos exámenes parciales escritos.
*Prácticos: Se tomará un cuestionario al finalizar dichas actividades.
*Seminarios: Los alumnos deberán exponer temas relevantes del contenido de la
asignatura y dicha exposición será calificada.
*Examen Final: Escrito
REGIMEN DE REGULARIDAD
Para lograr la regularidad los alumnos deberán cumplir los siguientes requisitos mínimos:
*Cumplimentar con asistencia del 80% las actividades de clases teóricas y seminarios y
con asistencia del 100% a los trabajos prácticos.
*Alcanzar una calificación mínima de cuatro puntos en cada una de las evaluaciones:
prácticos, seminarios y parciales. En el caso de no alcanzarse dicho puntaje, cada
actividad podrá ser recuperada una vez.
REGIMEN DE PROMOCIÓN
*Cumplimentar con asistencia del 80% las actividades de clases teóricas, y con asistencia
del 100% a los trabajos prácticos y seminarios.
*Alcanzar una calificación PROMEDIO de siete puntos con nota no inferior a seis en cada
una de las siguientes instancias evaluativas: a) evaluaciones de prácticos, b) evaluaciones
de seminarios y c) evaluaciones parciales.
No habrá recuperatorios de parciales ni de las otras instancias evaluativas (trabajos
prácticos, seminarios).
Aquellos alumnos que hayan cumplimentado con los requisitos de acceder a la promoción
deberán rendir un coloquio integrador de temas teóricos y prácticos.
OBJETIVOS GENERALES:



Brindar al alumno una actualización de contenidos teóricos, sin olvidar los conceptos
clásicos de la disciplina.
Brindar capacitación en los métodos y técnicas de estudio en genética molecular e
ingeniería genética.
Permitir que los alumnos razonen y resuelvan situaciones problemáticas vinculadas
con temáticas de la asignatura.
PROGRAMA
UNIDAD 1: Mutación, mutagénesis y mutantes.
Tema 1: Mutantes: concepto. Notación genética. Clasificación: mutantes defectivos
absolutos, condicionales termosensibles, sensibles a supresor; mutantes únicos, dobles o
múltiples. Utilidad de las mutantes en estudios biológicos.
Tema 2: Mutaciones: concepto. Clasificación: mutaciones puntuales y macrolesiones,
mutaciones sin sentido, por cambio de sentido y silenciosas. Consecuencia de las
mutaciones sobre la estructura y función de las proteínas.
Tema 3: Reversión: Detección de revertantes. Revertantes de mismo sitio y de diferente
sitio. Revertantes en el sitio original. Reversión extragénica.
Tema 4: Mutagénesis: espontánea, inducida. Mecanismo de inducción de mutaciones
por agentes químicos: metil nitroso guanidina, hidroxilamina, bisulfito de sodio. Por luz
ultravioleta, Mutagénesis dirigida: por reemplazo de alelos, por PCR. Estrategias para la
selección de mutantes: Aislamiento de mutantes. Retraso fenotípico. Expresión de las
mutaciones. Enriquecimiento de mutantes: selección por penicilina. Detección de mutantes
bacterianos por métodos directos e indirectos. Conservación y caracterización de bacterias
mutantes. Complementación.
UNIDAD 2: Regulación genética.
Tema 5: Aspectos generales de la regulación bioquímica y genética. Regulación de la
actividad enzimática: inhibición por producto, inhibición alostérica por retroalimentación.
Regulación de la síntesis enzimática a nivel de transcripción o traducción.
Tema 6: Operones. Sistemas regulatorios simples. Concepto de operón. El operón
lactosa como modelo de estudio. Pasos metabólicos de la degradación de la lactosa.
Síntesis inducida y constitutiva. Represión. Efecto de la glucosa sobre la expresión del
operón. cAMP y la proteína CAP. mRNA lac. Niveles basales de actividad en condiciones
de represión. Otros operones. Regulación positiva y negativa. Regulación autógena.
Atenuación. micRNA: propiedades, modo de acción. Variación de fase en Salmonella.
Tema 7: Sistemas regulatorios complejos. Circuitos regulatorios globales. Regulón.
Estimulón. Sistemas de reparación del ADN: Mecanismos específicos de reparación del
daño en el ADN: Reparación de bases desaminadas, reparación del daño provocado por
el oxígeno reactivo, reparación del daño provocado por alquilación, reparación del daño
provocado por la luz UV. Mecanismos generales de reparación del daño en el ADN:
Modelo de reparación missmatch, Mecanismo de reparación por escisión, respuesta SOS.
Regulación en la síntesis de proteínas: respuesta estricta. Represión catabólica.
Fosforilación de proteínas y regulación de respuesta adaptativa en bacterias. Regulación
de la síntesis de ribosomas. Sistema de Heat shock. Regulación de la Expresión génica en
respuesta a la densidad celular “Quorum sensing”.
UNIDAD 3: Recombinación bacteriana
Tema 8: Recombinación general u homóloga. Modelo molecular de la recombinación
homóloga en bacterias. Enzimología de la recombinación homóloga.
Tema 9: Recombinación específica (no-homóloga). Recombinación específica legítima:
integración del genoma del fago  en un punto concreto del cromosoma de Escherichia
coli. Recombinación específica "ilegítima": integración de elementos genéticos
transponibles en el cromosoma bacteriano.
UNIDAD 4: Elementos transponibles
Tema 10: Conceptos básicos. Tipos de elementos genéticos transponibles: secuencias
de inserción, tamaño y propiedades de las IS. Transposones. Tipos de Transposones:
compuestos y no compuestos. Estructura del Tn3 y Tn10. Integrones.
Tema 11: Mecanismo de transposición: transposición replicativa: formación del
cointegrado. Transposasa. Resolvasa. Transposición no replicativa. Regulación genética
de la transposición. Fenómenos genéticos asociados con la transposición: fusión de
replicones, deleciones, inversiones, aumento de dosaje génico, integración. Mutagénesis
dirigida con transposones. Plásmidos suicidas.
UNIDAD 5: Plásmidos
Tema 12: Biología de plásmidos: Definición. Plásmidos como organismos.
Nomenclatura. Tamaño y distribución en la naturaleza. Regiones esenciales: ori, par, inc,
cop. Regiones no esenciales: tra, mob, otras. Replicación vía polimerasa I y III.
Amplificación. Partición. Otros genes que controlan la estabilidad de plásmidos. Número
de copias. Genes cop. Incompatibilidad: concepto. Demostración experimental de la
incompatibilidad. Mecanismo molecular.
Tema 13: Funciones codificadas por plásmidos: Producción de pigmentos,
degradación de nylon, producción de toxinas,etc. Plásmidos relacionados a la virulencia:
Tumores en vegetales: Plásmidos Ti. Opinas. T-DNA. Empleo de plásmidos Ti para
transferencia de genes en vegetales. Bacillus anthracis, plásmidos pXO1 y pXO2
.
Tema 14: Plásmidos de resistencia a antibióticos: Mecanismos de resistencia.
Resistencia a penicilinas: en Gram negativas y Gram positivas. Mecanismo de acción y
localización celular de las beta-lactamasas. Regulación genética. Resistencia a
cloramfenicol en Gram negativas y Gram positivas. Mecanismo de acción de CAT y
regulación genética de la expresión. Resistencia a sulfamidas y trimetoprima. Resistencia
a tetraciclinas. Mecanismo de acción e ingreso a la célula. Importancia de los plásmidos
de resistencia a antibióticos en la práctica clínica humana y animal.
UNIDAD 6: Transferencia de información genética.
Tema 15: Conjugación: Concepto. Plásmido F. Pili: estructura y función. Proceso de
conjugación a nivel celular y molecular. Procesamiento del DNA plasmídico durante la
conjugación. Inhibición de superinfección. Conjugación intra e interespecie. Genes tra.
Movilización. Integración al genoma bacteriano. Cepas Hfr. Mapeo genético por empleo de
plásmidos conjugativos.
Tema 16: Transformación: Concepto. Transformación en bacterias grampositivas y
gramnegativas. Competencia. Desarrollo natural de la competencia. Competencia artificial:
método del lavado con CaCl2. Transfección. Empleo de la transformación en la
introducción de genes extraños en bacterias.
Tema 17: Transducción: Concepto. Transducción generalizada y especializada.
Regulación de ciclo lítico y lisogénico. Preparación de lisados de fagos transductores.
Empleo de transducción para transferencia de mutaciones y de plásmidos..
Trabajos Prácticos:
1.
2.
Test de Ames.
Transformación de E. coli con DNA de plásmidos recombinantes y de referencia.
A) Preparación de células competentes por tratamiento con Cl2Ca.
B) Transformación: mezclado de células competentes con DNA.
C) Selección de bacterias transformantes por siembra en medios selectivos.
Guias de problemas: Las guías son entregadas a los alumnos para su ejercitación y para
ayudar a una mejor comprensión de los temas impartidos en las clases de teóricas. Estas
guías son discutidas en clases de consultas. Incluyen las siguientes guías:
1.
2.
3.
4.
Mutación,mutagénesis y mutantes
Plásmidos
Transferencia de material genético.
Regulación genética en procariotas
ACTIVIDADES
El curso de régimen cuatrimestral, se desarrollará mediante el dictado de:
Clases teóricas: 4 horas semanales
Clases de laboratorio y guías de problemas: 6 horas semanales
Horas semanales totales: 10 horas
Actividades: Se analizarán los fundamentos teóricos de la genética microbiana y la
ingeniería genética en clases de discusión teórica. En las actividades prácticas, los
alumnos confeccionan los protocolos de trabajo que desarrollan posteriormente en las
clases de laboratorio y realizan el análisis y discusión de los resultados obtenidos. Las
guias de problemas proporcionan un complemento de los tópicos desarrollados en las
clases teóricas.
Métodos de evaluación
-
-
-
Se realizará un seguimiento de los trabajos de laboratorio a través del desempeño y
participación individual del alumno y de tres exámenes parciales de los Trabajos
Prácticos.
Durante el cuatrimestre se realizarán tres actividades de comprensión escritas de
los temas desarrollados (Parciales).
Para obtener la regularidad los alumnos deberán cumplir con la aprobación del 80%
de las actividades programadas. La calificación deberá ser superior a cuatro en
todas las actividades. Tendrán opción a un recuperatorio en cada una de las
actividades propuestas.
Para obtener la promoción los alumnos deberán cumplir con la aprobación del
100% de las actividades programadas. La calificación deberá ser superior a siete
en todas las actividades. Tendrán opción a un recuperatorio en cada una de las
actividades propuestas cuando la nota fuera seis.
Bibliografía:
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Lewin B. 1995. Genes V. Academic Press.
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Davis. F. et al. (1984). Advanced Bacterial Genetics. CSHL Press.
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Meynell J.J. (1973). Bacterial Plasmids.
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Genética, Ursula Goodenough, Omega, 1982.
Genética Molecular, Rolf Knippers, Omega, 1978.
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Microbiología Evolutiva, Jorge Zorzópulos, 1993.
Lederberg J. Selected papers in Microbial genetics, 1953.
Select Papers on Molecular Genetics, J.E. Taylor, 1965.
Setlow. Genetic Engineering 1989.
Rothwell. Genetics 1994.
Rothwell. Experiments in Molecular Genetics.
Lactchman. Eukaryotic transcription factors. 1991.
Kreka. Nonisotopic DNA probes Techniques. 1992.
Murray. Gene transfer and expression protocols. 1991.
Klug-Cumming. Concepts of genetics. 1997.
Trabajos científicos disponibles en la Hemeroteca y en el laboratorio.
(*) En la biblioteca se están recibiendo libros nuevos en forma permanente, los que
pueden ser utilizados.
Dra. Cristina Bogni
Dra. Claudia Raspanti