Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Biología (plan 1997) 2018-2

Optativas, Epigenética

Grupo 5362, 30 lugares. 30 alumnos.
Profesor Rodrigo González Barrios de la Parra ma 11 a 14 302 (Nuevo Edificio)
Laboratorio Ernesto Soto Reyes Solís vi 11 a 14 302 (Nuevo Edificio)

 

EPIGENÉTICA

CLAVE: 5345 MODALIDAD: Asignatura Optativa.

QUINTO SEMESTRE AREA: Biología Celular y Genética.

CRÉDITOS: 10 REQUISITOS: Ninguno.

HORAS POR CLASE 3

HORAS POR SEMANA 6

HORAS POR SEMESTRE 96

OBJETIVOS:

Describir los mecanismos epigenéticos que regulan la estructura y función de la cromatina. Los alumnos revisarán y discutirán trabajos novedosos y relevantes en el estudio de la regulación de la expresión génica y la estructura del núcleo celular. Al finalizar el curso, los alumnos tendrán un panorama general de cómo actúan los mecanismos epigenéticos y que impacto tienen en la regulación de la función de la cromatina así como su aplicación en diferentes áreas de investigación.

METODOLOGÍA:

Curso Teórico.

EVALUACIÓN:

Se realizará mediante exámenes escritos (30%), participación en las discusiones de la clase (30%) y presentación oral de un trabajo final (40%) en el que se proponga un proyecto de investigación relacionado con los temas revisados. La persona que presente el primer examen NO podrá solicitar posteriormente un NP. NO tendrá calificación aprobatoria el alumno que NO presente el proyecto final, aunque la sumatoria de los exámenes y la discusión en clases sea postiva.

TEMARIO:

I INTRODUCCIÓN A LA EPIGENÉTICA 9 h.

Se describe el marco conceptual en el que surge la epigenética.

I.1 Concepto de epigenética.

I.1.1 Definiciones generales. Relación entre genética y epigenética.

I.2 Desarrollo del estudio de la epigenética.

I.2.1 Epigenética y desarrollo embrionario.

I.2.2 Epigenética y expresión génica.

I.3 Estructura de la cromatina.

I.3.1 Comparación y estructura de la cromatina

I.3.2 Diferencias entre eucromatina y heterocromatina.

Bibliografía sugerida:

1. Guerrero V. Epigenética la esencia de la vida. 2009. Como Ves. Diciembre 10-14.

2. Felsenfeld G, Groudine M. 2003. Controlling the double helix. Nature. 421(6921):448-53.

3. Jiang, C. & Pugh, F. Nucleosome positioning and gene regulation: advances through genomics. Nature reviews Genetics. 2009, Mar; 10 (3): 161-72.

4. Zacharias H. Emil Heitz (1982-1965): chloroplast, heterochromatin, and polytene chrmosomes. Genetics. 1995 Sep;141(1):7-14.

5. Lachner M, Jenuwein T. 2002. The many faces of histone lysine methylation. Curr Opin Cell Biol. 14(3):286-98.

6. Dillon, N. Heterochromatin structure and function. Biol. of the Cell. 2004, 96, 631-637.

II MODIFICACIONES EPIGENÉTICAS 12h

En esta etapa del curso nos concentraremos dar a conocer a los principales componentes epigenéticos como son las modificaciones post-traduccionales de las histonas y la metilación del DNA, así como las técnicas empleadas para su estudio.

II.1 Modificaciones post-traduccionales de las histonas y su relación con la expresión génica.

II.1.2 Metilación de las histonas

II.1.3 Acetilación de las histonas.

II.1.4 Técnicas para el abordaje de componentes epigenéticos.

II.2Metilación del DNA.

II.2.1 Modelos de silenciamiento epigenético mediado por la metilación del ADN.

II.2.2 Técnicas para el estudio de componentes epigenéticos.

Bibliografía sugerida:

- Maston, G.A., Evans, S.K. & Green, M.R. Transcriptional regulatory elements in the human genome. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2006, 7, 29-59.

- Bannister, A.J. & Kouzarides, T. Regulation of chromatin by histone modifications. Cell Res. 2011 Epub. Feb: 1-15.

- Shahbazian, M.D. & Grunstein, M. Functions of site especific histone acetylation and deacetylation. Annu. Rev. Biochem. 2007, 27, 75-100.

- Lee TF, Zhai J, Meyers BC. 2010. Conservation and divergence in eukaryotic DNA methylation. Proc Natl Acad Sci U S A. 107(20):9027-8. Epub 2010 May 10.

III LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CROMATINA 24h

Se discutirá la regulación de la transcripción medidad por la estrutura de la cromatina.

III.1Mecanismo de transcripción génica (Generalidades).

III.1.1Concepto de Isla CpG y sus implicaciones en la modulación de la expresión génica.

III.1.2Modificaciones covalentes de las histonas y su asociación con la estructura de la cromatina.

III.1.3Los complejos Polycomb y Tritorax.

III.2 Regulación de la estructura de la cromatina.

III.2.1 Generalidades de promotores génicos, potenciadores (enhancers), Regiones de control locus (LCRs) y delimitadores (insulators).

III.2.2 Variegación por efecto de posición.

III.2.3 Mecanismos de propagación y proteínas asociadas a dicho mecanismo (HP1).

Bibliografía sugerida:

- Antequera F. 2003. Structure, function and evolution of CpG island promoters. Cell Mol Life Sci. 60(8):1647-58. Review.

- Weber, M. & Schübeler, D. Genomic patterns of DNA methylation: targets and fuction of a epigenetic mark. Curr. Opin. Cell Biol. 2007, 19, 273-289.

- Steven Henikoff. 2007. Nucleosomes at Active Promoters: Unforgettable Loss. Cancer Cell. 12(5):407-9.

- Peter J. Horn & Craig L. Peterson. Heterochromatin assembly: A new twist on an old model. Chromosome research. 2006, 14: 83-94.

- Ringrose L, Paro R. 2007. Polycomb/Trithorax response elements and epigenetic memory of cell identity. Development. 134(2):223-32.

- Zaina S, Pérez-Luque EL, Lund G. 2010. Genetics talks to epigenetics? The interplay between sequence variants and chromatin structure. Curr Genomics. 11(5):359-67.

IV LOS RNAs NO CODIFICANTES 12h

Se describirán y analizarán las funciones de RNAs no codificantes y su importancia en la regulación y estructuración de la cromatina.

IV.1 Clasificación funcional de los RNAs no codificantes.

IV.1.1 Los RNAi

IV.1.2 Los microRNAs y su regulación en genes blancos.

IV.1.3 Los RNAs no codificantes largos y su implicación en la estructura de la cromatina.

Bibliografía sugerida:

- Bernstein, E. & Allis, D. RNA meets chromatin. Genes & Development. 2005, 19: 1635-1655.

- Prasanth, K.V. & Spector, D.L. Eukaryotic regulatory RNAs: an answer to the genome complexity conundrum. Genes Dev 2007, 21: 11-42

V LA EPIGENÉTICA ASOCIADA A FENÓMENOS BIOLÓGICOS 15h

Se revisarán algunos ejemplos de fenómenos biológicos controlados por componentes epigenéticos.

V.1 Inactivación del cromosoma X.

V1.1 Xist y Tsix.

V.2 Impronta génica (IGF2/H19).

V.3 Diferenciación de células totipotenciales mediados por procesos epigenéticos.

Bibliografía sugerida:

- Heard, E. & Disteche, C.M. Dosage compensation in mammals: a fine tuning expression of the X chromosome. Genes Dev. 2006, 20: 1848-1867.

- Zhao, J., Sun, B.K., Erwin, J.A., Song. J., Lee, J.T. Polycomb proteins targeted by a short repeat RNA of the mouse X chromosome. Science. 2008, 322, 750.

- Robson, J., Peters, J. Imprinted noncoding RNAs. 2008. 19: 493-502.

- Papp B, Plath K. 2011. Reprogramming to pluripotency: stepwise resetting of the epigenetic landscape. Cell Res. Feb 15. [Epub ahead of print].

- Fraga MF, Ballestar E, Paz MF, Ropero S, Setien F, Ballestar ML, Heine-Suñer D, Cigudosa JC, Urioste M, Benitez J, Boix-Chornet M, Sanchez-Aguilera A, Ling C, Carlsson E, Poulsen P, Vaag A, Stephan Z, Spector TD, Wu YZ, Plass C, Esteller M. 2005. Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Jul 26;102(30):10604-9.

VI ESTRUCTURA NUCLEAR 9h

Se analizarán las funciones de la envoltura nuclear en la formación de territorios y en la expresión de genes.

VI.1 Definición de territorios cromosómicos.

VI.2 Envoltura y poros nucleares en la regulación de la expresión génica.

Bibliografía sugerida:

1. Cremer, T., & Cremer, C. Chromosome territories nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells. Nat Rev genet. 2001, April 2: 292-301.

VI PATOLOGÍAS ASOCIADAS LA DESREGULACIÓN DE COMPONENTES EPIGÉNETICOS 18h

Se discutirá la importancia de la epigénesis asociada a múltiples patologías.

VI.1 Enfermedades.

VI.2 Síndromes.

VI.3 Cáncer.

Bibliografía sugerida:

1. Hanahan D, Weinberg, R. 2000. The Hallmarks of cancer. Cell 100. 57-70.

2. Tsai HC, Baylin SB. 2011. Cancer epigenetics: linking basic biology to clinical medicine. Cell Res.Feb 15. Kriaucionis S, Bird A. 2003. DNA methylation and Rett syndrome. Hum Mol Genet. 12 Spec No 2:R221-7. Epub 2003 Aug 19.

3. Chi P, Allis CD, Wang GG. 2010. Covalent histone modifications--miswritten, misinterpreted and mis-erased in human cancers. Nat Rev Cancer. 10(7):457-69.

4. Wang GG, Allis CD, Chi P. 2007. Chromatin remodeling and cancer, Part I: Covalent histone modifications. Trends Mol Med. 13(9):363-72.

5. Berdasco M, Esteller M. 2010. Dev Cell. 19(5):698-711. Aberrant epigenetic landscape in cancer: how cellular identity goes awry.

6. Robertson KD. 2005. DNA methylation and human disease. Nat Rev Genet. 6(8):597-610. Review.

7. Doi A, Park IH, Wen B, Murakami P, Aryee MJ, Irizarry R, Herb B, Ladd-Acosta C, Rho J, Loewer S, Miller J, Schlaeger T, Daley GQ, Feinberg AP. 2009. Differential methylation of tissue- and cancer-specific CpG island shores distinguishes human induced pluripotent stem cells, embryonic stem cells and fibroblasts. Nat Genet. 2009. 41(12):1350-3.

Bibliografía básica:

1. Alberts, B. Et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Science. 2007.

2. Allis, C.D., Jenuwein, T., Reinberg, D. & Caparros, M. Epigenetics. Cold Spring Harbor Laboratory Press: 2007.

3. Esteller, M. DNA Methylation, Epigenetics and Metastasis. Springer Netherlands: 2010.

4. Jeanteur, P. Epigenetics and Chromatin. Springer: 2008.

5. Lewin, B. Genes IX. Jones & Bartlett Publisher: 2007.

 


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