Biotecnología Microbiana

PROGRAMA DE BIOTECNOLOGÍA MICROBINA
Curso 2008-2009
BLOQUE 1: FUNDAMENTOS DE BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
INTRODUCCIÓN. Concepto y desarrollo histórico de la Biotecnología Microbiana. Breve revisión
de los procesos microbiológicos de interés industrial. Perspectivas futuras.
MICROORGANISMOS DE INTERÉS INDUSTRIAL. Características de los microorganismos
de interés industrial. Búsqueda de microorganismos y actividades de interés industrial. Metabolitos
primarios y secundarios. Trofofase e idiofase. Sustratos para la fermentación industrial.
Conservación y mantenimiento de las cepas industriales.
MEJORA DE CEPAS INDUSTRIALES. Motivo y tipos. ESTRATEGIAS PARA LA
GENERACIÓN DE VARIANTES GENÉTICAS. Mutación. Recombinación. Fusión de
protoplastos. Tecnología del ADN recombinante.
REGULACIÓN DEL METABOLISMO Y SUPERPRODUCCIÓN DE METABOLITOS
MICROBIANOS: BÚSQUEDA DE MUTANTES CON DEFECTOS EN LA REGULACIÓN.
Regulación del metabolismo: control de la actividad y de la síntesis enzimática. Regulación y
Superproducción de metabolitos primarios y secundarios.
SISTEMAS DE EXPRESIÓN PARA LA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE PROTEÍNAS
RECOMBINANTES. Manipulación de la expresión génica en procariotas. Sistemas de expresión
eucarióticos. Sistemas de expresión para gran escala.
GENÓMICA Y GENÓMICA INVERSA EN LA DETECCIÓN DE DIANAS Y
PRODUCCIÓN DE ANTIMICROBIANOS. Los proyectos genoma: Humano, Bacterianos,
Fúngicos y Víricos. Metagemomas bacterianos. El genoma de la comunidad. Transferencia génica
horizontal (TGH) en la comunidad bacteriana. Los Biofilms como modelo de transferencia
comunitaria de la información. Mecanismos de bloqueo de la TGH. Nuevos métodos de
interferencia: ARNs interferentes.
INGENIERÍA METABÓLICA DE LAS VÍAS DE BIOSÍNTESIS DE METABOLITOS
SECUNDARIOS. Detección y caracterización de genes de rutas biosintéticas. Clonación de genes
de interés para la mejora de la producción. Diseño de metabolitos contra mecanismos de resistencia.
BLOQUE 2: TECNOLOGÍA DE LAS FERMENTACIONES
SISTEMAS DE FERMENTACIÓN. Concepto de fermentación en la industria. Fermentación en estado
sólido y en cultivos sumergidos. Fermentación discontinua, alimentada y continua. Diseño de fermentadores.
Fermentadores de tanque agitado, suspendidos y dispersados por aire. Sistemas inmovilizados.
Biorreactores para la producción de proteínas recombinantes.
EL SALTO DE ESCALA. Significado del salto de escala. Pasos en el escalado de un proceso.
Agitación y mezclado. Viscosidad del cultivo. Transferencia de oxígeno. Transferencia de calor.
Esterilización del fermentador, disoluciones y gases. Escalado del inóculo.
RECUPERACIÓN DEL PRODUCTO. Filtración, centrifugación y floculación. Desintegración
de microorganismos. Aislamiento y purificación del producto.
BLOQUE 3. INDUSTRIAS MICROBIANAS
PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS ORGÁNICOS. Introducción. Producción de ácido cítrico. Producción de
ácido acético. Producción de ácido láctico PRODUCCIÓN DE VITAMINAS. Producción de
vitamina C (ácido ascórbico), vitamina B12 y Riboflavina.
PRODUCCIÓN DE AMINOÁCIDOS. Usos comerciales de los aminoácidos. Métodos de
producción. Cepas para la producción de aminoácidos por fermentación directa: producción de Lprolina, L-lisina y L-glutámico. Producción enzimática de aminoácidos: L-Aspártico.
PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS. Introducción. Producción de antibióticos β-lactámicos.
Aminoglucósidos. Antibióticos peptídicos. Tetraciclinas. Macrólidos. Otros.
ENZIMAS MICROBIANAS CON APLICACIÓN INDUSTRIAL. Introducción. Amilasas.
Glucosa isomerasa. Proteasas. Penicilina acilasa. Otras enzimas. Estabilización de enzimas.
Mutagénesis dirigida y mejora de enzimas.
PROCESOS DE BIOCONVERSIÓN. Características de las bioconversiones. Tipos de reacciones
de bioconversión. Procesos industriales de bioconversión. Aplicaciones. Transformación de esteroides.
Otras biotransformaciones.
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE PROTEÍNAS HETERÓLOGAS DE INTERÉS
TERAPÉUTICO. Producción de proteínas terapéuticas. Insulina, Hormona del crecimiento
humano, Interferones. Otras proteínas.
PRODUCCIÓN DE VACUNAS. Vacunas tradicionales: tipos y problemas. Producción de
vacunas recombinantes. Vacuna de subunidades. Vacunas con vectores. Producción de vacunas
vivas atenuadas por ingeniería genética. Otras vacunas (vacunas de péptidos, vacunas de ADN).
BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA Y DIAGNOSTICO MOLECULAR. Introducción:
Sistemas de diagnósticos basados en anticuerpos y Sistemas de Diagnóstico de ADN. Producción de
anticuerpos para diagnóstico: Anticuerpos monoclonales. Biosensores.
PRODUCCIÓN MICROBIANA DE POLISACÁRIDOS Y POLIÉSTERES. Aplicaciones de
los polisacáridos. Tipos de polisacáridos microbianos. Producción de Xantano.
Polihidroxialcanoatos microbianos. Bioplásticos.
PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLES DE ORIGEN MICROBIANO. Introducción.
Producción de bioetanol. Biosíntesis de etanol. Microorganismos y Materias primas para la producción
industrial. Características del proceso de producción.
BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA APLICADA A LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS.
Aplicaciones alimentarias de la Biotecnología moderna: principales productos. Proteínas
unicelulares.
BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA APLICADA A LA INDUSTRIA AGRARIA. Fijación
biológica del nitrógeno atmosférico. Biotecnología de inoculantes: Biofertilizantes. Bacterias
promotoras del crecimiento vegetal. Biocontrol. Insecticidas microbianos.
BIOTECNOLOGÍA
MICROBIANA
APLICADA
AL
MEDIO
AMBIENTE
Biorremediación. Tratamiento de aguas residuales. Tratamiento de residuos. Recuperación de
metales.
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
Libros:
MICROBIAL BIOTECHNOLOGY. GLAZER, A. y H. Nikaido. Freeman & Company. NY.2ª Ed.,
2007.
MANUAL OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY. DEMAIN, A.L. y J.E.
Davies (eds.). ASM. Washington D.C. Segunda edición. 1999.
BIOTECNOLOGIA: MANUAL DE MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL. CRUEGER, W. y A.
Crueger. Editorial Acribia S.A. Zaragoza. 1993.
MOLECULAR BIOTECHNOLOGY: Principles and applications of recombinant DNA. B. R. GLICK
& J.J. Pasternak. 2ª Ed. ASM press, Washington, D.C. 1998.
BIOTECNOLOGÍA DE LA FERMENTACIÓN. O.P. WARD. Ed.ACRIBIA. SA. Zaragoza. 1991.
BIOLOGÍA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA. WALKER, J.M. y E.B. Gingold:. 2ª ed. Ed.
Acribia, S.A. 1997.
Revisiones y Artículos originales relacionados con la disciplina
Advances in Applied Microbiology. Departamento de Microbiología, Facultad de Farmacia.
Journal of Applied Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. A partir de 2007 disponible sólo
como acceso electrónico.
Journal of Microbiology and Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia. A partir de 2007
disponible sólo como acceso electrónico.
Applied and Environmental Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia.
Nature Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia.
Journal of Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta el 2005.
Letters in Applied Microbiology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta el 2006.
Reviews in Molecular Biotechnology. Biblioteca de la Facultad de Farmacia, hasta 2002.