Biología (plan 1997) 2013-2

Segundo Semestre, Biología Molecular de la Célula I

BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CÉLULA I

Objetivos:

Analizar la estructura y función de las macromoléculas informacionales en los sistemas biológicos.

Los alumnos deberán revisar y analizar información reciente en los temas indicados en el programa. Al

finalizar el curso deberán comprender la relación que existe entre la estructura y la función de las

macromoléculas informacionales y su relevancia en la fisiología celular. Asimismo adquirirán las bases

teóricas necesarias para asimilar nueva información en ese campo de estudio.

Evaluación del curso:

TEORIA 45%

LABORATORIO 45%

EXÁMEN DEPARTAMENTAL 10%

TEORIA.- Se llevarán a cabo de 4-6 exámenes, la evaluación incluirá la participación, presentación de seminarios, tareas, discusión de artículos

Temario:

I. INTRODUCCION AL ESTUDIO DE LA CELULA 10 h.

Se presenta el contexto general del estudio de la célula y de la organización celular de los sistemas

biológicos.

I.1. Antecedentes y generalidades

I.1.1. Teoría celular.

I.1.2. Origen y evolución celular. Arquea, eubacteria y eucaria.

I.2. Organización y estructura general de los sistemas biológicos a nivel celular.

I.2.1. Procariontes

I.2.2. Eucariontes

I.2.3. Sistemas virales

II. ANALISIS ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE MACROMOLECULAS INFORMACIONALES

EN LOS SISTEMAS BIOLOGICOS.

54 h.

El alumno aprenderá la importancia de las diversas macromoléculas presentes en los seres vivos,

así como la estructura y funciones que desempeñan los ácidos nucléicos en la vida.

II.1. El agua

II.1.1. Propiedades fisicoquímicas de la molécula de agua. Formación de puentes de

hidrógeno.

II.1.2. Interacción del agua con moléculas polares y no polares. Efecto hidrofóbico.

II.1.3. Ionización de las moléculas de agua

II.1.4. Disociación de ácidos y bases.

II.1.5. Conceptos de pH y pI. Amortiguadores.

II.2. La relevancia de los enlaces no covalentes y las interacciones reversibles en la

biología.

II.3. La relación estructurafunción

a nivel de las proteínas.

II.3.1. Propiedades fisicoquímicas y clasificación de los aminoácidos.

II.3.2. Estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

II.3.3. Métodos de purificación y análisis de proteínas.

II.3.4. Proteínas estructurales: queratinas, colágena.

II.3.5. Proteínas de transporte: mioglobina y hemoglobinas.

II.3.6. Autoensamble y polimerización de proteínas.

I.4. Enzimas

II.4.1. Equilibrio químico

II.4.2. Energía libre de activación y mecanismo de catálisis.

II.4.3. Cofactores y coenzimas

II.4.4. Concepto y estructura del sitio activo

II.4.5. Cinética enzimática. Inhibidores de la actividad enzimática. Regulación de la

actividad enzimática. Alosterismo, modificaciones covalentes y activación de zimógenos

II.5. Estructura de los ácidos nucleícos

II.5.1. Nucleótidos y polinucleótidos. DNA y RNA.

II.5.2. El modelo de la doble hélice de Watson y Crick. Conformaciones A, B y Z.

II.5.3. Interacciones de los ácidos nucléicos con proteínas

II.6. Organización y características del material genético en los sistemas biológicos.

II.6.1. Contenido de DNA en los organismos. La paradoja C.

II.6.2. DNA y RNA virales.

II.6.3. DNA bacteriano

II.6.4. Elementos genéticos móviles: transposones, plásmidos. Implicaciones evolutivas:

transferencia genética horizontal.

II.6.5. El genoma eucarionte: DNA alta y medianamente repetido, DNA de copia única.

Genes partidos: exones e intrones.

II.6.6. Estructura molecular del cromosoma eucarionte. Nucleosomas.

II.6.7. DNA en organelos.

II.7. Los flujos de información en los sistemas biológicos

II.7.1. El dogma central de la biología molecular

II.7.2. Características generales del código genético

II.7.3. Clasificación de las mutaciones: puntuales y no puntuales.

II.7.4. Clasificación de las mutaciones puntuales: deleciones, inserciones, transiciones y

transversiones.

II.7.5. Clasificación de las mutaciones con respecto al código genético: silenciosas, de

sentido equivocado, sin sentido. Teoría neutralista de la evolución.

II.7.6. Comparación de secuencias de proteínas y ácidos nucléicos a lo largo de la escala

filogenética. Homología y similitud a nivel molecular; genes ortólogos y parálogos.

II.7.7. Replicación, reparación del DNA y recombinación.

II.7.8. Transcripción. Procesamiento postranscripcional del RNA

II.7.9. Traducción

II.8. Regulación de la expresión génica

II.8.1. El paradigma del modelo del operón en bacterias.

II.8.2. Eucariontes. Sistemas unicelulares y pluricelulares, totipotencialidad, genes de

diferenciación y genes de rutina, niveles de expresión, genes de segmentación y genes

homeóticos.

II.9. Tecnología de DNA recombinante.

II.9.1. Clonación de DNA. Endonucleasas de restricción. Vectores de clonación.

II.9.2. Hibridación de secuencias específicas en ácidos nucléicos.

II.9.3. Amplificación de secuencias específicas. PCR.

II.9.4. Secuenciación de ácidos nucléicos.

II.9.5. Expresión de los productos de clonación.

Bibliografía básica:

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Rawn,J.David 1989. Biochemistry. Neil Patterson, Englewood Cliffs, N. J., Stryer, Lubert

1988. Biochemistry, 3rd ed., W. H. Freeman, New York,

Voet, Donald y Judith G. Voet 1990. Biochemistry. John Wiley, New York.

Bibliografía complementaria:

Alberts, Bruce 1994. Molecular Biology of the Cell. 3rd ed., Garland Pubs., New York.

Branden, Carl, y John Tooze 1991. Introduction to Protein Structure. Garland Pubs., New York.

Brown, T. A. 1992. Essential Molecular Biology. A Practical Approach. IRL Press.

Darnell, James, et. al. 1990. Molecular Cell Biology, 2nd. ed., Scientific American Books, New

York.

deDuve, C. 1991. Blueprint for a Cell: the Nature and Origin of Life. Neil Patterson,

Burlington NC.

Drlica, K. 1992. Understanding DNA and Gene Cloning. John Wiley, New York.

Gilbert, H. F. 1992. Basic Concepts in Biochemistry. McGrowHill,

New York.

Grierson, D. y S. N. Covey 1988.Plant Molecular Biology. 2ed. Blackie, Glasgow,

Kornberg, A. y T.A.Baker 1991. DNA Replication.2ed. W.H. Freeman New York

Lewin, Benjamin 1994. Genes V, Oxford University Press.

Selander, R. K. y A. G. Clark 1991. Evolution at the Molecular Level. Sinauer, New York.

Voet, D. y J. G. Voet 1991. Biochemistry. 1991 Supplement. John Wiley, New York, 1991.

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.

Woese, C. R. 1990. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains

Archaea, Bacteria and Eucharya. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 87: 45764579.

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