Ingeniería genética molecular

Ingeniería genética molecular - Curso 3º - Grado de Biotecnología (2012/13)
Guía de la asignatura
Créditos: 6 ECTS (150 horas - Teóricas: 30 - Prácticas: 20 - Trabajo personal: 100)
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVO
...is a new scientific revolution that could change the lives and futures of citizens as
dramatically as did the Industrial Revolution two centuries ago and the computer revolution
today. The ability to manipulate genetic material to achieve specified outcomes in living
organism... promises major changes in many aspects of modern life.. (U.S. Office of
Technology Assessment, 1987; véase Capítulo 1º del texto de Glick y Pasternak)
La Ingeniería genética molecular hace referencia al conjunto de estrategias, métodos y
herramientas que permiten manipular directamente el material genético (y el RNA) con objetivos
precisos, bien sean relacionados con una investigación básica destinada a comprender las bases
moleculares de un fenómeno biológico, o aplicada, destinada a obtener un servicio o producto útil
(incluido un ser vivo) y, por tanto, de interés comercial. Esta nueva forma de ingeniería biológica,
iniciada hace pocas décadas y de desarrollo explosivo, tiene su base en los crecientes avances
conceptuales y técnicos en distintos campos de investigación, en particular de la Genética, la
Bioquímica, la Microbiología, la Biología celular y la Inmunología.
La habilidad más sobresaliente y reconocida que brinda la Ingeniería genética molecular es la de
combinar en una sola molécula unidades genéticas específicas de distinto origen y transferirlas al
organismo deseado, casi sin limitación, salvando así las barreras naturales de intercambio genético
(transgénesis). Tal habilidad ofrece innumerables aplicaciones que van desde la producción masiva
y rentable de proteínas de interés (insulina, factores de coagulación, hormona del crecimiento,
etc.), mediante la transferencia efectiva de los genes correspondientes a organismos de crecimiento
fácil y barato, hasta la “creación” de variedades vegetales o razas animales con nuevas capacidades
genéticas útiles (mayor producción y/o superior calidad, resistencia a condiciones desfavorables o
plagas, etc.). Pero no es ésta, ni mucho menos, la única habilidad destacable que proporciona la
Ingeniería genética molecular. A modo de ejemplo, puede citarse la alteración específica in vitro
de una secuencia de nucleótidos (mutagénesis dirigida) para la posterior modificación in vivo de la
estructura o modo de expresión de unidades genéticas concretas, la amplificación a voluntad de un
tramo predeterminado de DNA (reacción en cadena de la polimerasa o PCR), o la
activación/desactivación in vivo de la expresión de genes concretos sin modificar su secuencia
(RNAs de interferencia), habilidades todas ellas con innumerables aplicaciones en investigación
básica o aplicada, incluidos el diagnóstico clínico o la terapia génica.
El objetivo de esta asignatura es ofrecer al alumno una panorámica general del numeroso conjunto
de estrategias, métodos y herramientas de la Ingeniería genética molecular. Se hará énfasis, por
tanto, en aspectos metodológicos, con independencia de posibles finalidades concretas, aunque se
aprovechará la presentación de tales aspectos para ofrecer ejemplos significativos de sus
aplicaciones.
RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
Los resultados de aprendizaje esperados están recogidos en la “Memoria del Grado de
Biotecnología” que puede consultarse en la siguiente página web:
http://www.um.es/web/biologia/contenido/estudios/grados/biotecnologia/documentacion
DESARROLLO DEL CURSO
Clases de teoría:
Exposición por el profesor de los temas del programa que se incluye más adelante. El alumno recibirá
una hoja resumen de cada tema, con referencias a los textos que se citan en esta guía, direcciones de
interés en “Internet”, etc. Las ilustraciones empleadas por el profesor estarán disponibles para el
alumno a través del sistema informático que ofrece la Universidad de Murcia.
Prácticas de laboratorio
El trabajo práctico consistirá en la ejecución, por parejas de alumnos, de todos los pasos posibles de
un experimento de clonación de un gen en un vector bacteriano, su introducción en la bacteria
hospedadora y el análisis del resultado obtenido. Se establecerán dos grupos de prácticas, cada uno
de los cuales trabajará durante media jornada de cinco días consecutivos.
Nota: esta actividad es obligatoria para aprobar la asignatura.
Seminarios
Impartidos por grupos de un máximo de tres alumnos (cuatro sólo si es necesario para completar la
lista). Consistirá en la exposición durante un máximo de 25 minutos de una publicación científica
original relacionada con algún tema del curso. Serán publicaciones que hoy consideramos históricas
o pioneras en el campo de la Ingeniería genética molecular, o publicaciones recientes
especialmente novedosas. En principio, el profesor ofrecerá una lista de publicaciones a distribuir al
azar entre los distintos grupos. No obstante, los grupos que estuvieran interesados en alguna
publicación no incluida en la lista pueden utilizarla para su seminario, previa consulta con el
profesor.
Nota: Esta actividad no es obligatoria pero la asistencia a los seminarios sí lo es.
Tutorías
Para cualquier consulta individual, los profesores del curso estarán a disposición de los alumnos en el
horario que se indica más adelante. También pueden realizarse consultas mediante la vía electrónica
que ofrece la Universidad de Murcia.
EVALUACIÓN Y CALIFICACIONES
1. Examen de teoría: Habrá un examen final escrito, con una calificación máxima de 35 puntos.
2. Prácticas: Se valorará la asistencia, interés y dedicación al trabajo y la respuesta individual a un
breve cuestionario al final del trabajo práctico.
Calificación máxima en este apartado: 10 puntos.
3.- Seminarios: Se valorará el grado de comprensión del tema, así como el orden y claridad de la
exposición.
Calificación máxima en este apartado: 5 puntos.
Para aprobar la asignatura es preciso haber obtenido un mínimo de 15 puntos en el examen de teoría y
un mínimo de 22 puntos en el conjunto de las actividades evaluadas.
PROFESORADO
Francisco J. Murillo Araujo ([email protected]).
- Responsable general del curso y de las clases de teoría.
- Horario de tutorías: martes y miércoles, de 12:00 a 14:00 (salvo horas de clase).
Mª Carmen Polanco de la Puente ([email protected]).
- Responsable de las prácticas.
- Horario de tutorías: martes y miércoles, de 12:00 a 14:00.
BIBLIOGRAFÍA
No existen textos que cubran bien todo el contenido de la asignatura. Se hará referencia a los
siguientes:
Glick, Pasternak y Patten: MOLECULAR BIOTECHNOLOGY: Principles and Aplications of
Recombinant DNA, 4ª edición. ASM Press (2010).
Brown: Genomas 3, Ed. Panamericana (2008).
Watson, Myers, Caudy y Witkowski: Recombinat DNA: genes and genomes, a short course, 3ª
edición. Freeman and Company (2007).
Strachan y Read, Human Molecular Genetics, 4ª edición Garland Science (2011).
En determinados temas se incluirán referencias a otros textos o artículos originales.
WEB
Introduciendo en un buscador términos como genetic engineering o similares aparecen centenares
de páginas webs con información, publicaciones, videos, etc. relacionados con la Ingeniería
genética molecular.
Tres páginas de interés profesional:
- Genoma España: http://www.gen-es.org/
Fundación del sector público estatal que impulsa el desarrollo tecnológico, la transferencia de
conocimiento y la innovación, principalmente en el sector biotecnológico. La página incluye noticias,
publicaciones, divulgación, etc. En la pestaña “El sector” aparece una bolsa de empleo.
- Asociación española de bioempresas (ASEBIO): http://www.asebio.com/
Novedades sobre actividades de las empresas biotecnológicas españolas y de la propia asociación.
En la pestaña de “Servicios” aparece una bolsa de empleo.
- Genetic engineering & biotechnology news (GEN): http://www.genengnews.com/
Revista gratuita “on line” de gran prestigio que incluye novedades científicas y empresariales, al
nivel internacional, relacionadas con la Biotecnología en general, pero con abundantes referencias a
aspectos de la Ingeniería genética molecular.
PROGRAMA
1.- Introducción a la Ingeniería genética molecular.
2.- Herramientas básicas en ingeniería genética molecular (I): enzimas de restricción y otras enzimas
de acción específica sobre ácidos nucleicos.
3.- Herramientas básicas en ingeniería genética molecular (II): Vectores procarióticos y eucarióticos
(de clonación, de expresión, sonda de promotores y otros).
4.- La técnica de la PCR en ingeniería genética molecular.
5.- Estrategias y métodos para la identificación y clonación de genes específicos.
6.- Estrategias y métodos de mutagénesis in vitro de genes.
7.- Estrategias para la inactivación in vivo de genes. RNAs de interferencia.
8.- Transferencia de genes a células de mamíferos. Animales transgénicos. El ratón como modelo en
terapia génica.
9. - Aplicaciones de la ingeniería genética a la mejora animal.
10.- Ingeniería genética en plantas: transformación mediada por Agrobacterium y otros sistemas de
transformación.
11.- Ética e Ingeniería genética.