Ingeniería Genética - Facultad de Ciencias Biológicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, Decana de América)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA
SYLLABUS
Semestre Académico: 2015-I
I. DATOS GENERALES
1.1. Nombre del Curso
: Ingeniería Genética
1.2. Código del Curso
: B03162
1.3. Número de créditos
: 03
1.4. Duración del Curso
: 17 semanas
1.5. Año de Estudios
: electivo
1.6. Número de Horas
1.6.1. Teoría
: 03
1.6.2. Práctica
:0
1.7. Pre Requisito
: Genética Microbiana
1.8. Profesor Responsable
: Dr. Pablo Ramírez Roca
1.8.1. Profesores de Teoría :
 Dr. Pablo Ramírez Roca. Prof. Principal D.E. FCB-UNMSM
 M.Sc. Ruth García de la Guarda. Prof. Principal D.E. FCB-UNMSM
1.8.2. Profesores Invitados
:
 Mg. Claudia Barletta Carrillo. Laboratorios ROE
 Blga. Betty Flores Gonzáles. Centro Internacional de la Papa (CIP)
 Blga. María Lupe Román. Centro Internacional de la Papa (CIP)
 Bach. Ray W. Izquierdo Lara. FARVET SAC
 Bach. Ana Luz Chumbe Mendoza. FARVET SAC
 Bach. Gregory Guerra Bieberach. FCB - UNMSM
1.9. Horarios y ambientes
1.9.1. Teoría
1.9.2. Seminarios
: Aula 409
: Miércoles 18-20 horas
: Miércoles 20-21 horas
II. SUMILLA
El curso incluye información básica sobre métodos, técnicas y procedimientos para el
aislamiento, caracterización, modificación, clonación y expresión de los ácidos nucleicos.
III. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS
Objetivo General.
Comprender la utilidad de las técnicas que se emplean rutinariamente en ingeniería genética de
microorganismos y sus aplicaciones en otros organismos.
Objetivos específicos.
1. Conocer las enzimas esenciales utilizadas en Ingeniería Genética
2. Conocer los diversos vectores de clonación y comprender las razones de su uso.
3. Estudiar las estrategias de construcción de los distintos tipos de genotecas y comprender los
fundamentos de su diseño y uso.
4. Comprender una serie de estrategias empleadas en la clonación de genes.
5. Estudiar de diversas aplicaciones de la Ingeniería Genética.
IV. EVALUACIÓN
El promedio final se obtendrá aplicando la siguiente ponderación:
• Promedio de exámenes teóricos:
75 %
• Promedio de las notas de seminarios:
25 %
El sistema de evaluación será permanente teniendo en cuenta las siguientes pautas:
1. Los exámenes teóricos parciales se tomarán en las semanas indicadas en el syllabus y no
tendrán carácter cancelatorio.
2. La asistencia a seminarios es obligatorio ya que será evaluado permanentemente.
3. El alumno que alcance el 30% de inasistencias a clases estará imposibilitado de ser
evaluado.
4. Optativamente en las clases prácticas que se presenten estás serán evaluadas como parte
de la teoría.
V. METODOLOGÍA
Para el desarrollo del curso se emplearán exposiciones teóricas y análisis y debate grupal de
seminarios que impliquen la presentación de reportes técnicos. Los seminarios consistirán en una
revisión bibliográfica y análisis ordenado del tema elegido por los estudiantes, los cuales harán una
defensa oral frente a sus compañeros. Esta actividad ejercitará a los alumnos en la aplicación de
conocimientos de ingeniería genética en su campo de acción.
VI. PROGRAMACIÓN (considerar 14 semanas de clases y evaluaciones en la semana 8, 16 y
17)
Semana 1.- Introducción a la Ingeniería Genética. Estructura y propiedades de las
Pablo
moléculas portadoras de información genética. Desnaturalización y
Ramírez
renaturalización del DNA. Tm y Ta.
Semana 2.- Herramientas en Ingeniería Genética: Enzimología I. Endonucleasas
Pablo
de restricción. Concepto y tipos de endonucleasas de restricción. Ramírez
Endonucleasas de restricción de tipo II. Conceptos generales. Mapa de
restricción. DNA Ligasas.
Herramientas en Ingeniería Genética: Enzimología II. Desoxinucleotidil
transferasa Terminal. Polimerización en ausencia de molde. Síntesis de
extremos cohesivos. Polinucleótido quinasa. Polimerasas de RNA dependientes
de DNA. Polimerasas de DNA dependientes de RNA (transcriptasas inversas o
retrotranscriptasas). Polimerasas de DNA dependientes de DNA. DNA
polimerasa I: Características. nick translation y rellenado de extremos (filling in).
Polimerasas termoestables.
Semana 3.- Construcción de genotecas. Genotecas genómicas. Genotecas de Ruth García
cDNA. Genotecas de expresión.
Semana 4.- Clonación. Concepto y tipos de inserto. Insertos de DNA genómico.
Pablo
Digestión con endonucleasas de restricción. Fragmentación aleatoria de DNA Ramírez
genómico. Insertos de cDNA. Amplificación de insertos mediante PCR.
Vectores: Vectores plasmídicos. Estructura modular de los plásmidos. Diseño
de vectores seleccionables. Ejemplos de vectores plasmídicos. Vectores con
sólo un marcador seleccionable. Vectores con dos marcadores seleccionables.
Vectores derivados del fago lambda. Vectores de inserción. Vectores de
sustitución. Vectores combinados de plásmidos y fagos. Cósmidos. Fásmidos o
fagómidos. Cromosomas artificiales de bacterias (BAC y PAC). Sistemas
eucarióticos de hospedador-vector basados en levaduras. Vectores de
integración. Vectores autónomos. Cromosomas artificiales de levadura (YAC).
Semana 5.- Técnicas y estrategias de clonación. Hibridación in situ. Marcado
Pablo
radiactivo y no radiactivo. Clases de sondas. Análisis de genotecas con sondas. Ramírez
Estrategias de clonación. Complementación de mutaciones. Clonación de un
gen cuya proteína ya ha sido identificada. Utilización de anticuerpos contra la
proteína.
Semana 6.- Análisis de las secuencias clonadas I: Secuenciación del DNA.
Pablo
Secuenciación enzimática (método de Sanger). Secuenciación automatizada. Ramírez
Análisis de secuencias nucleotídicas. Método de Southern. Caracterización de
los sitios de inicio y de finalización de la transcripción.
Semana 7.- Sistemas de expresion eucarioticos basados en células de insectos.
Ana
Vectores de expresion en Mamiferos. Vectores para múltiples sistemas de Chumbe/
expresión: Bacterias, insectos y mamíferos.
Ray
Genómica. Proyectos genoma. Mapas cromosómicos de alta resolución. Izquierdo
Introducción a la secuenciación de alto rendimiento y ensamblaje de genomas.
Búsqueda de marcadores moleculares en microorganismos a nivel genómico.
Anotación de genomas. Genómica estructural. Genómica funcional. Análisis
comparativo de genomas.
Pablo
Semana 8. PRIMER EXAMEN PARCIAL
Ramírez
Semana 9.- Análisis de las secuencias clonadas II: Expresión. Detección directa
Pablo
de los productos génicos. Detección de RNA. Hibridación northern. RT-PCR. Ramírez
Hibridación in situ. Detección de proteínas: Detección Western. Detección in situ
de proteínas. Estudio de la expresión génica mediante transformación de
células eucariotas. Métodos de transformación. Función. Mutagénesis dirigida
de los genes. Mutagénesis dirigida in vitro: Métodos basados en la extensión del
primer. Métodos basados en la PCR.
Semana 10.- Aplicaciones biotecnológicas de la Ingeniería Genética.
Pablo
Procariotas transgénicos. Producción de antibióticos. Producción de insulina Ramírez/
humana en bacterias. Producción del factor VIII de coagulación. Reactores Ruth García
biológicos eucariotas. Biorremediación.
Producción de vacunas recombinantes.
Semana 11.- Ingeniería genética en plantas. Vectores Ti y transformación con el
Betty
T-DNA de Agrobacterium. El RNA de interferencia (RNAi). Caracterización de
Flores
regiones reguladoras. Introducción de genes foráneos en células animales.
Transformación y transfección. Clones y quimeras. Inclusión de genes en
células de mamífero por inyección nuclear.
Semana 12.- Aplicaciones biotecnológicas de la Ingeniería Genética en María Lupe
plantas. Resistencia a herbicidas. Resistencia a plagas. Aplicaciones Román
agroalimentarias.
Semana 13.- Aplicaciones biotecnológicas de la Ingeniería Genética. Terapia Gregory
génica. Estrategias. Estrategias generales de la terapia génica. Terapia de Guerra
aumento génico. Supresión dirigida de células específicas. Corrección dirigida Bieberach
de mutaciones. Inhibición dirigida de la función génica. Principios básicos de la
transferencia génica. Sistemas de transferencia génica: Sistemas víricos y no
víricos (liposomas). Terapéutica basada en la triple hélice. Terapia antisentido.
El uso de ribozimas. Algunos casos de terapia génica.
Pablo
Semana 14. Visita a Empresa Biotecnológica
Ramírez
Semana 15.- Aplicaciones forenses de la Ingeniería Genética. El estudio de la Claudia
variación humana. DNA fingerprinting (huellas del DNA) usando sondas Barletta
minisatélites. Utilización de marcadores minisatélites de loci individuales.
Tipificación del DNA con marcadores microsatélites (STRs) mediante PCR.
Perfil de DNA. Aplicaciones forenses de la tipificación del DNA. Estudios del
DNA en poblaciones e individuos. La incorporación de la PCR múltiple, el uso
de fluorocromos y secuenciadores automáticos. Otros marcadores genéticos de
importancia forense: marcadores microsatélites de los cromosomas sexuales,
DNA mitocondrial, y polimorfismos de nucleótidos simples (SNPs). Evaluación
de DNA no humano y microbiología forense.
Semana 16.- SEGUNDO EXAMEN PARCIAL
Semana 17.- EXAMEN SUSTITUTORIO
SEMINARIOS
1. Genes reporteros: Tipos
2. Real Time - PCR: Tipos de tecnologías
3. Sistemas de purificación de proteínas recombinantes
4. Ingeniería genética con RNA
5. Secuenciamiento de proteínas: tipos de tecnologías
6. Secuenciamiento de DNA de última generación (NGS): tipos de tecnologías
7. Secuenciamiento de RNA: RNAseq
8. Generación de vida sintética
9. Bioseguridad en biotecnología molecular
10. Métodos para detección de transgénicos
11. Metagenómica; Construcción de librerías, análisis bioinformático
12. Ribozimas
13. Enzimas extremófilas
Pablo
Ramírez
Pablo
Ramírez
Pablo
Ramírez
VII. BIBLIOGRAFÍA
Textos:
 Perera, J., Tormo, A., García, J.L. 2002. Ingeniería genética vol. I y II. Madrid. Ed. Síntesis.
 Primrose, S.B. 2001. Principles of gene manipulation, Oxford Blackwell Science.
Watson, James D. 1928-, Biología molecular del gen. Médica Panamericana cop. 2006.
Textos de libre acceso a través de Internet:
 Strachan y Read (1999). Human Molecular Genetics 2. 2nd edition. BIOS Scientific Publishing
Ltd. Oxford (UK).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View.ShowTOC&rid=hmg.TOC&depth=1
 Brown, T.A. (2002) Genomes. 2nd edition. BIOS Scientific Publishing Ltd. Oxford (UK).
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=genomes.TOC&dept
h=2
 Primer on Molecular Genetics (1992). U.S. Department of Energy. Texto gratis, accesible en
la dirección.
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/publicat/primer2001/index.shtml.
 Genomics and Its Impact on Medicine and Society: A 2001 Primer. U.S. Department of
Energy. Texto gratis, accesible en la dirección
http://www.ornl.gov/hgmis/publicat/primer/intro.html.
 Genetic Engineering of Viruses and Viral Vectors. Proc. Nat. Acad. Sci. USA (1996). Texto
gratis, accesible en la dirección http://www.nap.edu/catalog/5708.html.
 Committee on DNA Forensic Science: An Update (1996). The Evaluation of Forensic DNA
Evidence. Accesible en la dirección http://www.nap.edu/catalog/5141.html.
 DNA Technology in Forensic Science. (1992). Committee on DNA Technology in Forensic
Science, National Research Council. Accesible en la dirección
http://www.nap.edu/catalog/1866.html.
 Grace, E. S. (1997). Biotechnology Unzipped: Promises & Realities. Accesible en la dirección
http://www.nap.edu/catalog/5738.html.