Presentación del grupo 5041 - 2007-2.

BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CÉLULA I

Prof.David Garciadiego Cázares

Profa.Rebeca Gutiérrez Ordoñez

Escala de Calificaciones:

9.5 - 10 = 10

8.51 - 9.49 = 9

7.51 - 8.50 = 8

6.51 - 7.50 = 7

6.00 - 6.50 = 6

0.00 - 5.99 = NA

La calificación resulta de la suma de:

Teoría: 45 %

Laboratorio: 45 %

Examen Departamental: 10%

Todas las calificaciones tendrán que ser aprobatorias, de no ser así la calificación final será NA. (El curso se ajusta a los contenidos del examen departamental) y se impartira una sesión de modelaje-virtual en la Sala "Ixtli" de la UNAM.

La Parte de Teoría se evalúa con:

1)Cuatro exámenes parciales (sólo se podrá reponer un examen) 90%.

2)Tareas y Participaciones, si cumplen con el 90% y son de buena calidad se aumentará 0.5 puntos de la calificación final de teoría

3)Seminario al final del Semestre 10%.

Evaluación del Laboratorio:

40% = 13 PRACTICAS DE LABORATORIO " MANUAL DE PRACTICAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CÉLULA I"

tareas, ejercicios, seminarios

60% = 3 examenes parciales

Temario:Biología Molecular de la Célula I

I. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CELULA

Antecedentes y generalidadesTeoría celular.Origen y evolución celular. Membrana celular.Arquea, Eubacteria y Eucaria.

Organización y estructura general de los sistemas biológicos a nivel celular.Las moléculas de la vida.Moléculas estructurales, informacionales y energéticas.La arquitectura celular.Sistemas de membranas en:Procariontes.Eucariontes.Sistemas virales.

Fundamentos Químicos.El aguaPropiedades fisicoquímicas de la molécula de agua. Formación de puentes de hidrógeno.Interacción del agua con moléculas polares y no polares. Efecto hidrofóbico.Ionización de las moléculas de aguaDisociación de ácidos y bases.Conceptos de pH y pI. Sistemas de amortiguación de pH.Relevancia de los enlaces químicos y las interacciones reversibles en la biología.Enlaces covalentes.Enlaces no covalentes.Equilibrio químico.Energética Bioquímica.Energía de activación y tasas de reacción.

II. ANALISIS ESTRUCTURAL Y FUNCIÓNAL DE MACROMOLECULAS INFORMACIÓNALES EN LOS SISTEMAS BIOLOGICOS.

LA RELACIÓN ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS.Estructura jerárquica de las proteínas.Propiedades fisicoquímicas y clasificación de los aminoácidos.Cuatro niveles de Estructura determinan la forma de las proteínas.Dominios estructurales y funcionales de las proteínas.La homología de las secuencias y las relaciones estructurales y funcionales de las proteínas.

Plegamiento, modificación y degradación de proteínas.La secuencia codifica el plegamiento de las proteínas.El plegamiento asistido por chaperonas.Procesamiento y modificación de la actividad de proteínas.Vías celulares de degradación de las proteínas.Alteraciones del plegamiento de las proteínas.

Diseño funcional de las proteínas.Proteínas estructurales: queratinas, colágena.Proteínas de transporte: mioglobina y hemoglobinas.Las Enzimas: proteínas con actividad catalítica.Equilibrio químico.Energía libre de activación y mecanismo de catálisis.Cofactores y coenzimasConcepto y estructura del sitio activoCinética enzimática. Inhibidores de la actividad enzimática. Regulación de la actividad enzimática. Alosterismo.Modificaciones covalentes y activación de zimógenos.Proteínas y comunicación celular:Factores de crecimiento, hormonas y citocinas.Proteínas de la membrana celular:Receptores. Canales y bombas iónicas.

Métodos de purificación y análisis de proteínas.Purificación de proteínas:Remoción de la membrana:con detergentes y altas concentraciones de sal.Separación de proteínas por centrifugación.Caracterización de proteínas.Electroforésis: masa y carga molecular.Diferentes tipos de Cromatografía;resuelven diversas características de las proteínas.Herramientas para determinar la estructura y función de las proteínas.Detección de proteínas.Western blot.Inmunohistoquímica.

ÁCIDOS NUCLEICOS, EL CÓDIGO GENÉTICO Y LA SÍNTESIS DE MACROMOLÉCULAS.Los genes son de DNA y/o RNAHistoria del principio transformante.Nucleótidos y polinucleótidos. Estructura de los ácidos nucleicos. DNA y RNA.El modelo de la doble hélice de Watson y Crick. Conformaciones A, B y Z, del DNA.Duplicación del semiconservativa del DNA.Flujos de información genética en los sistemas biológicos.La información genética también puede provenir de RNA.El “dogma” central de la biología molecular.Características generales del código genético.

Mutaciones y Evolución del Material genético.Clasificación de las mutaciones:Mutaciones puntuales: Deleciones, inserciones, transiciones y transversiones.Mutaciones con respecto al código genético:Silenciosas, de sentido equivocado, sin sentido.Evolución del material genético. Teoría neutralista de la evolución.Comparación de secuencias de proteínas y ácidos nucleicos:Escalas filogenéticas. Homología y similitud a nivel molecular.Genes ortólogos y parálogos.

Genes y Genomas.Organización y características del material genético.Contenido de DNA en los organismos. La paradoja C.DNA y RNA virales.DNA bacterianoElementos genéticos móviles: transposones, plásmidos. Implicaciones evolutivas: transferencia genética horizontal.El genoma eucarionte: DNA alta y medianamente repetido, DNA de copia única. Genes partidos: exones e intrones.Estructura molecular del cromosoma eucarionte. Nucleosomas.DNA en organelos.

PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA.Replicación, reparación del DNA y recombinación.El replicón.Replicación del DNA:DNA polimerasas.Síntesis de DNA semidiscontinua y cebada por RNA.Las orquillas de replicación y metilación de DNA.Recombinación y reparación.

Transcripción. Procesamiento postranscripcional del RNAInteracciones de los ácidos nucleicos con proteínas.La RNA polimerasa, factor sigma, secuencias promotoras y consenso.Procesamiento del mRNA, rRNA y tRNA.

Traducción.El papel del RNA y los ribosomas en la síntesis de proteínas.Fases de lasíntesis de proteínas.La utilización del código genético.Localización de las proteínas en la célula.

Regulación de la expresión génicaEl paradigma del modelo del operón en bacterias.Regulación genética en sistemas unicelulares y pluricelulares:Anatomía del Gen.Totipotencialidad.Genes de diferenciación y genes de rutina.Niveles de expresión.Genes de segmentación y genes homeóticos.

Tecnología de DNA recombinante.Clonación de DNA. Endonucleasas de restricción. Vectores de clonación.Hibridación de secuencias específicas en ácidos nucleicos.Amplificación de secuencias específicas. PCR.Secuenciación de ácidos nucleicos.Expresión de los productos de clonación.

Bibliografía básica:Lewin B. Genes VII, Oxford University Press and Cell Press, Oxford., 2000.Stryer, Lubert. Biochemistry, 5th ed., W. H. Freeman, New York, 2000.Darnell, James, et. al. Molecular Cell Biology, 4th. ed., Scientific American Books, New York, 2000.Alberts, Bruce, et. al. Molecular Biology of the Cell. 3rd ed., Garland Pubs., New York, 2001.Lehninger, Albert L., et. al. Principles of Biochemistry. 2nd ed., Worth Pubs. New York, 1993.Horton, Robert H., et. al. Principles of Biochemistry. Neil Patterson, Englewood Cliffs, N. J., 1993.Mathews, Christopher K. y K. E. van Holde. Biochemistry. Benjamin/Cummings, Redwood City, California, 1990.Rawn, J. David. Biochemistry. Neil Patterson, Englewood Cliffs, N. J., 1989.Voet, Donald y Judith G. Voet. Biochemistry. John Wiley, New York, 1990.Branden, Carl, y John Tooze. Introduction to Protein Structure. Garland Pubs., New York, 1991.Brown, T. A. Essential Molecular Biology. A Practical Approach. IRL Press, 1992.deDuve, C. 1991. Blueprint for a Cell: the Nature and Origin of Life. Neil Patterson, Burlington NC.Drlica, K. Understanding DNA and Gene Cloning. John Wiley, New York, 1992.Watson, James D., et.al. 1992. Recombinant DNA, 2nd ed. Scientific American Books, New York.Watson, James D., et. al. 1987. Molecular Biology of the Gene, 4th ed. Benjamin/ Cummings, Menlo Park, California.

ATTE: Prof. DAvid Garciadiego y Rebeca Gutiérrez