Ingeniería Genética - Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla

AREA DE GENETICA
FACULTAD DE CIENCIAS EXPERIMENTALES
Universidad Pablo de Olavide
INGENIERIA GENETICA
CURSO 2008-2009
PROFESORES QUE LA IMPARTEN:
SILVIA SALAS PINO
MANUEL MUÑOZ RUIZ
Profesores de prácticas:
Silvia Salas Pino
Alfonso Fernández Álvarez
ORGANIZACION DEL CURSO
TEORIA Y PROBLEMAS
El curso de Ingeniería Genética estará dividido en cuatro partes:
I.-Herramientas y técnicas básicas de Ingeniería Genética
II.- Organismos modelo
III.- Genómica
IV.- Aplicaciones de la Ingeniería Genética
Cada parte constará de las correspondientes clases teóricas, clases de problemas, exámenes y la
realización de prácticas. Además existen otras actividades de carácter voluntario, como la ayuda en la
realización de estas prácticas, y la realización de un trabajo escrito.
El curso consta de dos parciales. Cada parcial se califica sobre 10 puntos: 8 del examen parcial, 1 de los
exámenes cortos y 1 de la serie de problemas. En cada cuatrimestre se realizaran varios exámenes cortos
que consistirán en un problema acerca del contenido impartido en las clases correspondientes. Cada
examen corto tendrá una duración de 45 minutos y se corregirá en los 15 minutos siguientes mediante la
elección de un alumno cuya respuesta sea correcta. La suma de las calificaciones obtenidas en los
exámenes cortos de un parcial contribuirá en 1 punto a la nota de dicho parcial. Si el alumno que ha
presentado una solución correcta al problema es incapaz de razonar la respuesta y los contenidos
necesarios para llegar a ella, perderá todos los puntos de problemas del parcial. Los problemas de las
series se entregan al alumno durante las clases de la sección correspondiente y se entregarán las
respuestas el día que se acuerde. La puntuación máxima a conseguir con la serie de problemas en cada
parcial es de 1 punto. Los problemas se resolverán por un alumno escogido al azar entre los que
entregaron las soluciones en horario acordado por profesores y alumnos. Si el alumno elegido no está
presente o es incapaz de razonar la respuesta y los contenidos necesarios para llegar a ella, perderá el
punto de problemas del parcial. El examen de cada parcial constará de problemas y una preguntas tipo
test de teoría, puntuado sobre un máximo de 8 puntos.
La nota del parcial es la suma de la puntuación obtenida en exámenes y la obtenida en problemas. La nota
final será el resultado de la media de la nota de los 2 parciales, siendo imprescindible haber aprobado
cada uno por separado. El examen final de Julio se hará para los alumnos que tengan suspenso algún
parcial, o alumnos que habiendo aprobado quieran subir la nota. En este caso el alumno renunciará a la
nota del parcial en cuestión. El examen final constará de dos partes independientes correspondientes a los
dos parciales y no se tendrán en cuenta las notas de exámenes ni de problemas por lo que se evaluará
sobre 10 puntos. En el examen de Septiembre no se tendrán en cuenta las notas de Junio de exámenes ni
de problemas, de modo que el alumno deberá examinarse de toda la asignatura.
PRACTICAS
A lo largo del curso se organizarán cuatro prácticas obligatorias, con dos sesiones cada una relacionada
con el temario del curso. Los títulos de estas prácticas son
1. Ligación y selección de fragmento de DNA
2. Mutación por PCR
3. Detección de interacción de proteínas mediante el sistema de doble híbrido.
Al final de cada sesión práctica se entregará un pequeño cuestionario acerca de su contenido, y su
corrección determinará el aprobado o no de la práctica. La no superación de tres de las cuatro prácticas
conllevará la no superación de la asignatura.
TRABAJOS ESCRITOS
Cada alumno podrá presentar a lo largo del curso un único trabajo escrito para subir nota (que no será
devuelto) sobre algún tema relacionado con la Ingeniería Genética; para ello podrá usar las revistas
científicas originales, preferentemente las siguientes: Cell, Nature, Nature Biotechnology, Science,
Bioessays, Trends in Genetics, Trends in Biochemistry, PNAS y EMBO Journal. Estas revistas se
encuentran on line accesibles a través de la página web de la Universidad (sólo desde ordenadores de la
Universidad), localizadas en la sección de revistas electrónicas de la biblioteca
(http://www.upo.es/serv/bib/revelec.html). También se puede realizar una búsqueda en muchas
revistas
a
la
vez
usando
la
base
de
datos
conocida
como
medline
(http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez/index.html). Para algunos artículos este buscador permite
el acceso completo a todo el texto.
Una vez que el estudiante ha elegido el tema del trabajo y ha seleccionado la bibliografía, se recomienda
que el estudiante consulte con los profesores sobre la adecuación del tema a tratar. La bibliografía
empleada deben ser citadas al final del trabajo.
La extensión recomendada para el trabajo es de cinco a diez páginas mecanografiadas a doble espacio
(referencias aparte). No se considerarán los trabajos que no cumplan estas características.
El trabajo podrá recibir un máximo de 0.5 puntos. La puntuación se añadirá a la nota final y sólo tendrá
validez para aquellos alumnos que aprueben la asignatura en junio.
Se podrán entregar trabajos en otros formatos de tipo "powerpoint" o archivos multimedia
Los trabajos escritos se entregarán a los profesores de Genética; la fecha límite de entrega será antes de la
fecha de examen del segundo parcial
La utilización de trabajos entregados en cursos anteriores o en otras asignaturas, así como la copia de
trabajos de internet contará de forma negativa en la calificación final
AYUDA EN LA PREPARACION DE PRACTICAS
Los alumnos con particular interés por la Genética pueden colaborar en la preparación de las prácticas
(hasta un máximo de 2 alumnos/grupo de práctica, elegidos por el profesor de prácticas según el
expediente y el interés por la genética de los candidatos). Estos alumnos tienen la posibilidad de contactar
más estrechamente con el laboratorio de investigación.
SESIONES DE VIDEOS CIENTIFICOS
Se dispone, como material didáctico complementario, de varios vídeos describiendo los principales
organismos que se utilizan como modelo en estudios genéticos. Estas sesiones se realizarán en las horas
habituales de clase siempre que sea posible y el desarrollo del temario lo permita.
CONSULTAS
Consulta sobre teoría y problemas (series): Se realizarán los lunes y martes de 10,30-13,30 previa cita,
en el despacho nº 17, 2ª planta del Edif 24B. Los profesores se pueden localizar en los teléfonos 954349382 (Fernando) y 954-349387 (Manolo) o por email en las direcciones [email protected] (Fernando) y
[email protected] (Manolo)
Consulta sobre exámenes: Una vez realizado cada examen y se publiquen las notas, se convocará en el
tablón de anuncios de la licenciatura una cita para su corrección. Los alumnos que no estén de acuerdo
con su nota, deben acudir a la sesión de corrección para cualquier rectificación. No se admitirán
reclamaciones sobre las notas después del día de corrección.
AYUDA “ON LINE”
Durante el presente curso se empleará una página web accesible para todos los estudiantes matriculados
en la asignatura con material suplementario de consulta y vínculos a otras páginas web con información
sobre Genética. La dirección de esta página es :
http://camelot.upo.es:8900/webct/ticket/ticketLogin?action=print_login&request_uri=/webct/homearea/h
omearea%3F
y cada estudiante tendrá un nombre de usuario y una palabra clave para el acceso. Estos datos serán
facilitados por el CIC.
BIBLIOGRAFIA
No existe un único texto recomendable que cubra todo el programa con la extensión y detalle que
requieren algunos temas. Los textos citados a continuación pueden servir de guía orientativa. :
Manuales
Principles of Gene Manipulation and Genomics. Sandy Primrose, Richard
Twyman, Bob Old, Giuseppe Bertola
Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Terry Brown
Samnbrook and Russell. “Molecular cloning a laboratory manual”, CSHL press
2001
Resto de textos recomendados
An Introduction to Genetic Engineering. Desmond S. T. Nicholl
The Hope, Hype, and Reality of Genetic Engineering: Remarkable Stories from
Agriculture, Industry, Medicine, and the Environment. John C. Avise
Introduction to Biotechnology and Genetic Engineering. A.J. Nair
Gene Cloning and Manipulation. Christopher Howe
Brown T.A. “Genomes 2”. Bios scientific publishers 2002.
Lewin B. Genes VII. Marbán, cop. 2003.
Jiménez y Jiménez. “Genética Microbiana”. Síntesis 1998.
Marí-Beffa y Jennifer Knight. “Key experiments in practical developmental biology”
Todas las actividades del curso, convocatorias de exámenes, calificaciones, prácticas, relación de
ayudantes de prácticas, etc, se realizan por escrito en el Tablón de anuncios y en la página web de la
asignatura.
PROGRAMA DE CLASES TEORICAS
Tema 1. La modificación genética en Biotecnología. Introducción a la ingeniería
genética. La modificación genética como recurso en la biotecnología para la mejora de
procesos.
BLOQUE 1. HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS BÁSICAS DE INGENIERÍA
GENÉTICA.
Tema 2. Conceptos básicos e históricos de ingeniería genética. Definición de
ingeniería genética. Origen, finalidad, herramientas y técnicas básicas.
Tema 3. Purificación y análisis de ácidos nucleicos. Métodos de purificación de DNA
y RNA. Cuantificación de ácidos nucleicos. Electroforesis. Electroforesis de campos
pulsante. Marcaje de DNA. Hibridación y técnicas de Southern y Northern.
Secuenciación.
Tema 4. Enzimas para manipular el DNA. Nucleasas. Enzimas de restricción. Tipos
y características. Ligasas. Polimerasas. Enzimas modificadoras de DNA.
Topoisomerasas.
Tema 5. Vectores de Bacterias. Estrategias de clonación e identificación de
recombinantes. Características y aplicaciones de los principales vectores utilizados en
bacterias. Plásmidos, bacteriofago λ, bacteriofago M13, cósmidos, fosmids y BACs.
Detección de transformantes. Selección de recombinantes. Uso de substratos
cromogénicos, inactivación por inserción. Complementación. Hibridación. Análisis de
restricción..
Tema 6. Vectores de clonación y expresión en Eucariotas. Vectores de hongos: YEp,
YIp, YRp, YAC, vectores de expresión. La integración de una molécula de DNA como
alternativa al vector en eucariotas. Detección de transformantes. Vectores de plantas:
plásmido Ti, virus. Métodos de transformación en plantas. Vectores
animales:plásmidos, virus transposones.
Tema 7. Genotecas. Genotecas genómicas y de DNA codificante; características y
limitaciones de cada tipo. Aplicaciones de un genoteca. Construcción de una genoteca.
Identificación de un clon de una genoteca: complementación, hibridación en colonia,
paseo cromosómico, hibridación con anticuerpos.
Tema 8. PCR y sus variantes. Reacción en cadena de la polimerasa. Tipos de
polimerasas para PCR. Purificación de productos de PCR. Clonación de fragmentos de
PCR; adición de dianas de restricción a los extremos de los fragmentos de PCR. Nested
PCR. Clonación en vectores tipo T. Variantes de la PCR: RT-PCR, RACE, MOPAC,
PCR largas, PCR cuantitativa, DD-PCR.
Tema 9. Ingeniería de proteínas. Expresión y producción de proteínas. Sistemas de
expresión en bacterias y en células eucariotas. Sistemas de purificación. Mutagénesis
dirigida. Fusión de dominios.
Tema 10. Análisis de interacción: Interacción de proteínas: Sistema de doble híbrido.
phage display. Sistema de un híbrido. Sistema de triple híbrido. Interacción DNAproteína.
BLOQUE 2. ORGANISMOS MODELO
Tema 11. Organismos modelo (I): eucariotas unicelulares. Levaduras: Introducción al
modelo. Promotores. Marcadores. Genética reversa. Organismos modelo: pluricelulares
invertebrados: C. elegans: Introducción al modelo. Promotores. Marcadores. Knockout.
Knockdown. Drosophila: Introducción al modelo. Expresión en diferentes tejidos.
RNAi.
Tema 12: Organismos modelo (II): vertebrados. Introducción a Xenopus: sistemas de
transgénesis, morfolinos. Introducción a pez Zebra: expresión y genética reversa.
Roedores: Knockout, sistemas de expresión. Organismos modelo vegetales:
Arabidopsis.
BLOQUE 3. GENÓMICA
Tema 13: Estructura de los genomas. Estrategias de secuenciación del genoma.
Secuenciación del transcriptoma.
Tema 14: Análisis de expresión e interacción. Inactivación sistemática de genes.
Inserción, RNAi, delecion, tilling. Estudios de expresión. Chips de DNA. SAGE.
Estudios de expresión “in vivo”. Estudios de interacción.
BLOQUE 4. APLICACIONES
Tema 15: Aplicaciones de la ingeniería genética: generación de fármacos, el caso de
la insulina. Mejora de producción en agricultura, plantas resistentes a herbicidas.
Aplicaciones a la biorremedación, detoxificación de vertidos contaminantes. La
ingeniería genética en la era postgenoma.