Biol 4604 - Universidad Interamericana de Puerto Rico

Universidad Interamericana de Puerto Rico
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas
Recinto de Bayamón
Prontuario del curso Biología Celular y Molecular
Dra. Ana María Lugo
[email protected]
Revisado Junio 2003
1. Información General
Título y número del curso:
Requisitos:
Duración:
Créditos:
Tipo de curso:
Biología Celular y Molecular, Biol 4604
Biol. 1102 (Biología Moderna II) y
Quim. 2222 (Química Orgánica)
1 semestre
3
Este curso es requisito para el Bachillerato en
Biología
2. Descripción del curso:
Estudio de los mecanismos físicos y químicos que regulan los procesos metabólicos de
las macromoléculas en el nivel de ultraestructura celular.
3. Objetivos del curso:
*
*
Desarrollar y fortalecer en los estudiantes la habilidad para pensar científicamente.
*
*
Identificar la ultraestructura celular y las diferentes técnicas usadas en su estudio.
*
Describir la síntesis de moléculas en la célula y los trayectos metabólicos.
Identificar los diferentes organelos celulares, su estructura y función de acuerdo a la
información científica más reciente.
Entender la interrelación entre estructura y función en cada organelo en particular, y en
la célula en general.
1
4. Contenido del Curso:
I. Introducción
A. Técnicas experimentales para el estudio de la célula
1. Microscopía (apéndice)
a. De luz
b. Electrónica
c. Difracción de rayos X
d. Técnicas citoquímicas
2. Separación de organelos celulares
a. Fraccionamiento celular
b. Centrifugación
3. Separación y purificación de macromoléculas
a. Espestrofotometría
b. Marcadores radioactivos
c. Precipitación
d. Electroforesis
e. Cromatografía
f. Secuenciación de ácidos nucléicos
II. Organización Celular
A. Composición molecular de las células
1. Polisacáridos
2. Lípidos
3. Proteínas
4. Acidos Nucléicos
B. Las membranas celulares
1. Organización molecular de membranas
a. Modelo Davson-Danielli
b. Hipótesis de unidad de la membrana
c. Modelo de mosáico fluído
d. Membrana del eritrocito
e. Relación de la membrana citoplásmica con otras membranas
C. Biogénesis de membranas
D. Funciones de la superficie de la membrana celular
1. Mecanismos de transporte de materiales a traves de la membrana
a. Difusión simple
b. Osmosis
c. Transporte mediado
(1). Difusión facilitada
(2). Transporte activo
d. Endocitosis, fagocitosis, exocitosis
e. Potencial de membrana
2. Superficie de la membrana
3. Funciones metabólicas de la superficie de la membrana
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E. Funciones de las membranas citoplásmicas
1. Retículo endoplásmico
a. Metabolismo de carbohidratos y lípidos
b. Detoxificación de drogas
c. Transporte y procesamiento de proteínas
2. Complejo de Golgi y secreción celular
a. Procesamiento de proteínas para secreción
b. Procesamiento de proteínas para uso intracelular
c. Síntesis de polisacáridos y formación de la pared celular
3. Lisosomas
a. Formación
b. Endocitosis
c. Autofagia y autolisis
d. Digestión extracelular por enzimas hidrolíticas
4. Peroxisomas, glioxisomas y otros microcuerpos
a. Funciones metabólicas de los peroxisomas
b. Ciclo de gliosomas y glioxilato
c. Biogénesis de peroxisomas
d. Otros microcuerpos
F. Citoesqueleto
1. Microtúbulos
a. Ensamblaje y desensamblaje de microtúbulos
b. Cilios y Flagelos
c. Microtúbulos citoplásmicos y componentes subcelulares
d. Microtúbulos citoplásmicos y superficie celular
e. Su función en la organización celular y motilidad
2. Microfilamentos
a. Microfilamentos citoplásmicos
b. Microfilamentos y división celular
c. Microfilamentos, forma y superficie celular
d. Interacción microfilamentos/microtúbulos
3. Interracciones citoesqueletales
III. Flujo de Información en la célula
A. Núcleo y transcripción de la información genética
1. Organización ultraestructural del núcleo
a. Membrana nuclear
b. Nucleoplasma
c. Nucleolo
d. Fibras de cromatina
2. Transcripción genética
3. Regulación de la expresión genética
a. Función de la estructura de la cromatina
b. Función de los cambios en la estructura del DNA
c. Función DNA-proteínas asociadas
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B. Identificación del DNA como material genético
1. Estructura del DNA
2. Enrrollamiento de la molécula
3. Replica
4. Teoría, gene-cadena polipéptídica
5. Síntesis del RNA mensajero
6. Clave genética
C. Adelantos técnicos en el estudio de los moléculas de información
1. Hibridización de ácidos nucléicos
2. Tecnología del DNA recombinante
3. Secuenciación de DNA
4. RNA recombinante
5. Implicaciones de los adelantos recientes en la tecnología de los ácidos
nucléicos
D. Ribosomas
1. Modelos de la estructura del ribosoma
2. Ribosomas y síntesis de proteína
a. Ingredientes para la síntesis de proteínas
b. Dirección del RNA mensajero y traducción
c. Iniciación de la síntesis de proteínas
d. Fase de elongación en la síntesis de proteínas
e. Terminación de la síntesis de proteínas
f. Polisomas
g. Inhibición de la síntesis de proteínas
3. Mecanismos de control de traducción y post-traducción
IV. Ciclo de división celular
A. Replicación del DNA y el ciclo celular
B. División celular procariota: fisión binaria
C. División celular eucariótica; ciclo celular: interfase y mitosis
1. Etapas de la interfase y mitosis
2. Estructura de cromosomas mitóticos
3. Mecanismo del movimiento de los cromosomas
4. Mecanismo de citocinésis y carioquinesis
D. División celular eucariótica: ciclo celular: interfase y meiosis
1. Etapas de meiosis
2. Bases moleculares de la recombinación genética
3. Función del complejo cinaptonérmico
E. Regulación de la división celular
1. Control del ciclo y división celular
F. Envejecimiento y cancer
V. Energía para las actividades celulares
A. Mitocóndria y la conservación de la energía
1. Anatomía de la mitocóndria
2. Metabolismo de la glucosa
a. Glucólisis
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b. Ciclo de Krebs
c. Cadena de transporte de electrones
d. Fosforilación oxidativa, y sitios de acoplamiento
B. Cloroplástos y fotosíntesis
1. Anatomía del cloroplasto
a. Ultraestructura de las membranas tilacoides
2. Reacciones de luz de las membranas tilacoides
a.Pigmentos que absorven la luz, y la unidad fotosintética
b. Teoría de fotofosforilación
c. Cadena fotosintética de transporte de electrones
3. Reacciones del estroma en la oscuridad
a. Ciclo de Calvin
b. Eficiencia fotosintética
c. Trayecto C3, C4, y CAM
d. Fotorespiración
5. Criterios de Evaluación
A. Método de evaluación
La evaluación se realizará a traves de exámenes escritos de clase, pruebas cortas y
trabajos especiales.
La distribución de puntos será de la siguiente manera:
Conferencia
Valor
4 Exámenes parciales
80 %
Asignaciones
20%
total
100%
B. Curva:
100-90% A
89-80% B
79-70% C
69-60% D
59-0% F
C. Actividades de aprendizaje:
Conferencias, búsqueda de información y lectura de fuentes adicionales al texto
como otros libros, revistas científicas, internet, etc., construcción de mapas de concepto,
aprendizaje por búsqueda de soluciones a problemas, discusiones, aprendizaje
cooperativo, informes orales y otras.
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D. Acotaciones importantes:
1. Este itinerario está sujeto a cambios.
2. Las pruebas cortas no necesariamente serán anunciadas.
3. Ausencias a exámenes, pruebas cortas, o fechas de entrega de trabajos
resultará en calificación de cero en el mismo. No se darán reposiciones.
4. La asistencia a clase es compulsoria.
5. Todo "beeper", celular, etc. deberá mantenerse APAGADO durante clases
y exámenes.
6. No se eliminarán notas de exámenes, pruebas cortas, ni se escusará a
nadie de la entrega de informes ni trabajos especiales.
7. Es requisito traer el texto a las clases.
6. Referencias
1. Texto: The World of the Cell. Wayne M. Becker,Lewis J. Kleinsmith, and Jeff
Hardin. Cuarta edición, 2003. Benjmin/Cummings Publishing Co.
2. Molecular and celular biology, Stephen L. Wolfe, Wadsworth Publishing Co.
3. Cell Biology, Gerald Karp,, McGraw Hill Co.
4. Molecular Biology of the Cell, Bruce Alberts. Garland Publishing Inc.
5. Principles of Biochemistry, Albert L. Lehninger, Worth Publishers, Inc.
6. Biochemistry, Albert L. Lehninger, Worth Publishers, Inc.
7. Experimental Cell and Molecular Biology, John S. Choinnski, Jr. 2nd ed. Wn. C.
Brown Publishers.
8. Revistas científicas: The Cell, Cell and Molecular Biology, etc.
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Itinerario de Clases
Período Fecha
Tema en la Conferencia
1
17 ago
Introducción; entrega prontuarios
2
24 ago
Macromoléculas (cap 3)
3
31 ago
Macromoléculas (cap 3)
4
7 sept
La célula y sus organelos (cap 4)
5
14 sept
EXAMEN I
6
21 sept
Estructura de la membrana y Transporte
7
28 sept
Trasducción de Senales
8
5 oct
Trasducción de Senales
9
12 oct
Asignación #1
Asignación #2
Asignación #3
Feriado
19 oct
EXAMEN II
10
26 oct
Técnicas para el estudio de las células
11
9 nov
Técnicas para el estudio de las células
12
16 nov
Técnicas para el estudio de las células
13
23 nov
EXAMEN III
14
30 nov
Del DNA a la proteína
Asignación #5
15
7 dic
Metabolismo
Asignación #6
11-12nov
Período de Estudio
13-18 dic
EXAMEN IV
Perído de
examen
Final
Asignación #4
7
8