Biología (plan 1997) 2022-1

Tercer Semestre, Biología Molecular de la Célula II

Biología Molecular de la Célula II

Grupo 5109 Semestre 2022-1

Teoría

Horario: Sábado 11:00 – 14:00

Profesora:María del Pilar Cabrales Romero

Contacto:pilinacr@ciencias.unam.mx

¡Bienvenidas y bienvenidos a esta presentación virtual!

Debido a las condiciones excepcionales en las que continuamos, este semestre compartiremos nuestro curso de Biología Molecular de la Célula II en la modalidad a distancia.

¡iniciamos el semestre 2022-1!

La bioquímica es la rama de la biología que estudia la composición química de los organismos vivos así como las características de las moléculas involucradas en su metabolismo, fisiología y genética.

A lo largo de este curso aprenderán los conceptos básicos de la bioquímica para poder entender de qué manera están constituidos los organismos vivos y qué reacciones químicas ocurren dentro de ellos para la obtención de energía y su autopreservación, enfocándonos en dos grandes bloques: La membrana plasmática y la generación y almacenamiento de energía en la mitocondria y los cloroplastos.

La evaluación se llevará a cabo de la siguiente manera:

Evaluación Global (10 puntos)

Para acreditar la materia es requisito indispensable aprobar tanto teoría como laboratorio.

Evaluación parte de Teoría

En nuestro curso de teoría revisaremos estructuras y mecanismos implicados en el metabolismo energético de las células, un proceso fundamental para la sobrevivencia de todos los organismos. Revisaremos cómo un organismo obtiene los diferentes nutrientes (carbohidratos, lípidos y proteínas) a partir de sus alimentos, los transporta a las células y los transforma en estructuras y energía vitales. Revisaremos las diversas rutas metabólicas (en lo individual) y las integraremos para lograr una mejor comprensión del metabolismo energético.

Comprenderemos la aplicación e importancia de los conceptos estudiados revisando información sobre la relación de estos conceptos con la nutrición (ej. glicación y envejecimiento), procesos fisiológicos (ej. transmisión del impulso nervioso) y patológicos (ej. cáncer, diabetes).

Recursos didácticos

- Asistiremos a una sesión en línea el día programado para la clase. La duración de la sesión será de una hora y media a máximo dos horas, con un receso de 15 minutos. En caso de no poder atender la sesión, la clase quedará grabada. Las reuniones síncronas se realizarán vía Google Meet.

-Enviaré la presentación y material didáctico escrito al finalizar la sesión.

-Las dudas serán resueltas a través del correo electrónico o durante las reuniones síncronas. Dadas las condiciones de este semestre, podrán enviar sus dudas en cualquier día de la semana.

- Participaremos en un foro, colocado en la plataforma de Google Classroom, para compartir opiniones sobre los temas revisados.

Para obtener la calificación del curso se tomará en cuenta:

I. La entrega de cuatro cuestionarios ………………………… 80%

Los cuestionarios serán enviados vía correo electrónico.

En la primera clase les proporcionaré un calendario con los temas para cada cuestionario, las fechas de envío y de entrega.

Les entregaré por el mismo medio, su cuestionario calificado y con la retroalimentación respectiva.

II. Participación en los foro de Classroom …………………………. 10%

Podrán participar aportando información a una pregunta abierta que propondré cada que se envíe el cuestionario de evaluación.

III. Desarrollo de un trabajo final …..……………………10%

El tema que elijan deberá corresponder a uno de los temas del programa de la materia. Pueden elegir el tema que más les interese, incluyendo aplicaciones clínicas, fisiológicas o patológicas del mecanismo o concepto que hayan elegido.

Podrán presentarlo en forma de tríptico, infografía o ensayo.

Escala de calificaciones

6.00 – 6.59 …… 6

6.60 – 7.59 ……. 7

7.60 – 8.59 ……. 8

8.60 – 9.59 ……. 9

9.60 - 10 ……. 10

Criterios de evaluación de la parte de “Laboratorio”

Debido a la pandemia del Covid-19, el Consejo Universitario acordó que este semestre se darán todos los cursos de manera remota, esto nos afecta directamente a los cursos de laboratorio porque no tendremos acceso a los equipos y materiales necesarios para realizar las prácticas de laboratorio convencionales (las que vienen en el manual de la materia); a pesar de ello, en la parte de laboratorio de esta clase los alumnos aprenderán conceptos importantes de las técnicas experimentales de la bioquímica mediante la realización de algunos experimentos con materiales caseros, la discusión de artículos científicos relacionados con el temario, modelos de simulación, videos, presentaciones pregrabadas y ejercicios de análisis de datos para poder generar conocimiento basado en el método científico.

A continuación, se indican los criterios a evaluar y el puntaje de cada uno para la calificación de laboratorio.

Especificaciones generales para la clase

Las clases de laboratorio serán sincrónicas mediante el uso de Zoom, con una duración máxima de 3 horas, todos los miércoles en el horario de 11:00 a 14:00. La clase se dividirá en dos bloques de 1:15 h, con un receso en medio de 30 minutos. Si el total del grupo está de acuerdo se grabarán las sesiones para quienes no puedan conectarse y quieran revisarlas después.

Se dará seguimiento a la clase de manera asincrónica por la plataforma de Google Classroom, correo electrónico y mensajería Discord/ telegram (sujeto a votación)

Prácticas 60 %

Al inicio del curso se entregará un calendario de prácticas de todo el semestre, las prácticas estarán basadas en el Manual de Laboratorio de Biología Molecular de la Célula II con algunas modificaciones que serán indicadas por la profesora con al menos una semana de anticipación.

Las prácticas serán realizadas por equipos de 5 personas, NO es necesario que se reúnan físicamente para trabajar en su práctica, podrán hacerlo de manera remota, dividiendo el trabajo de manera equitativa e integrándolo entre todos para entender la práctica completa y no solamente la sección que les fue asignada.

Las prácticas de laboratorio serán evaluadas mediante los reportes de práctica (50 % de la calificación) los cuales se deberán entregar por equipo una semana después de terminada cada práctica. Estos reportes consistirán en las siguientes secciones:

NOTA: Cada integrante del equipo deberá realizar al menos una vez durante el curso la parte experimental de la práctica y deberá ser integrada en la parte de resultados del reporte de práctica con material original (fotos, diagramas, gráficas, etc) que comprueben su realización, especificando el nombre de quién realizó los experimentos al inicio. Esta sección tendrá un valor del 10 % de la calificación de manera individual, el resto de las secciones del reporte de práctica tendrán un valor del 50% de la calificación, por equipo.

Tareas 20%

Los alumnos deberán revisar el material de cada sesión antes de la clase para responder los cuestionarios rápidos, los cuales consistirán en 3 o 4 preguntas sobre el tema a revisar, estos cuestionarios rápidos valen 10% de la calificación

Adicionalmente se dejarán otras tareas y algunos artículos científicos como lectura de tarea con un cuestionario adjunto para comprobar la lectura por parte del alumno, los cuales tienen un valor del 10% de la calificación.

Participación 20%

Los artículos leídos de tarea serán discutidos en clase, la participación de cada alumno será evaluada con los comentarios que realice durante la sesión de discusión en la plataforma que se lleve a cabo (0.2 décimas por comentario), además,por equipo deberán preparar la exposición de un artículo de los leídos (1 punto).

Temario

I. LA MEMBRANA PLASMATICA.

OBJETIVO: Que el alumno conozca la estructura y composición de las membranas biológicas así como los mecanismos básicos de transporte a través de membranas.

I.1. Bicapas de lípidos.

I.1.1. Estructura de los lípidos polares y composición de las membranas biológicas

I.2. Proteinas y carbohidratos membranales.

I.3. La membrana del eritrocito.

I.3.1. La membrana del eritrocito como sistema modelo.

I.3.2. Anclaje al citoesqueleto.

I.4. Mecanismos de transporte a través de las membranas celulares.

I.4.1. Transporte pasivo de solutos.

I.4.2. Transporte activo de iones. Canales iónicos.

I.4.3. Cotransporte: symport y antiport

I.4.4. Osmosis. Movimiento del agua y regulación del volumen celular

I.4.5. Transporte de macromoléculas y partículas: endo y exocitosis.

I.4.6. Fusión de membranas, entrada de virus a la célula.

II. MITOCONDRIAS Y CLOROPLASTOS. GENERACION Y ALMACENAMIENTO DE ENERGIA METABOLICA.

OBJETIVO: Que el alumno aprenda los diferentes tipos de metabolismo celular, las relaciones evolutivas entre las distintas vías metabólicas, así como la estructura y funciones que se realizan en los principales organelos celulares.

II.1. Conceptos básicos y diseño del metabolismo.

II.1.1. Transferencia de energía de autótrofos a heterótrofos.

II.1.2. Conceptos de anabolismo y catabolismo y su interrelación.

II.2. El papel del ATP como moneda energética de la célula.

II.2.1. Conceptos termodinámicos básicos.

II.2.2. El ciclo del ATP y la bioenergética de la célula.

II.2.3. Reacciones de óxido­reducción.

II.2.4. El poder reductor y el control del metabolismo energético en la célula.

II.3. Estructura química y función de los carbohidratos.

II.3.1. Monosacáridos, disacáridos, polisacáridos.

II.4. Glicólisis y fermentación.

II.4.1. La glicólisis.

II.4.2. Metabolismo fermentativo en bacterias.

II.4.3. La importancia de distintos tipos de fermentación en los procesos biotecnológicos.

II.5 Ciclo de Krebs.

II.5.1. La descarboxilación del piruvato.

II.5.2. El ciclo de los ácidos tricarboxílicos.

II.6. Estructura mitocondrial y bioenergética.

II.6.1. Estructura y compartamentalización de las mitocondrias.

II.6.2. Estructura y composición de la membrana interna.

II.6.3. La hipótesis del acoplamiento quimiosmótico.

II.6.4. Transporte de electrones.

II.6.5. Fosforilación oxidativa.

II.7. Vía colateral de las pentosas.

II.7.1. La generación de poder reductor para reacciones biosintéticas.

II.8. Gluconeogénesis y metabolismo del glucógeno.

II.8.1. Gluconeogénesis.

II.8.2. Síntesis y degradación del glucógeno. Regulación hormonal.

II.9. Metabolismo de los ácidos grasos.

II.9.1. Estructura de los ácidos grasos. Triglicéridos, almacenamiento de energía.

II.9.2. Beta oxidación.

II.9.3. Biosíntesis de los ácidos grasos.

II.10. Estructura de los cloroplastos y fotosíntesis.

II.10.1. Estructura y compartamentalización de los cloroplastos.

II.10.2. Las clorofilas y los pigmentos accesorios. Interacción con la luz.

II.10.3. Las fases luminosa y oscura de la fotosíntesis.

II.10.4. El flujo de electrones y la fosforilación del ADP.

II.10.5. La fijación del CO2. Ciclo de Calvin.

II.10.6. Fotorrespiración. Plantas C3 y C4.

II.11. El transporte de proteinas a las mitocondrias y cloroplastos.

II.12. Metabolismo del nitrógeno.

II.12.1. Ciclo del nitrógeno en la biósfera

II.12.2. Fijación biológica del nitrógeno

II.12.3. Ciclo de la urea. Transaminación y desaminación.

II.13. Perspectiva evolutiva del metabolismo.

II.13.1. Las posibles relaciones evolutivas entre distintas vías metabólicas.

II.14. Integración del metabolismo energético en animales.

Bibliografía básica:

• Horton, Robert H., et. al. 1993. Principles of Biochemistry. Neil Patterson, Englewood Cliffs, N. J.
• Lehninger, Albert L., et. al. 1993. Principles of Biochemistry, 2nd ed., Worth Pubs. New York.
• Mathews, Christopher K. y K. E. van Holde 1990. Biochemistry. Benjamin/Cummings, Redwood City, California.
• 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.
• Zubay, Geoffrey 1989. Biochemistry, 2nd ed. Macmillan, New York.

Bibliografía complementaria:

• Alberts, Bruce, et. al. 1994. Molecular Biology of the Cell, 3rd ed., Garland Pubs., New York.
• Avers, Ch.J. 1991. Biología Celular. Grupo Editorial Iberoamérica, México,
• Darnell, James, et.al. 1990. Molecular Cell Biology, 2nd. ed., Scientific American Books,New York.
• Gregory, P. F.1989. Photosynthesis. Blackie, Glasgow.
• Halliwell, B. 1989. Chloroplast Metabolism: the Structure and Function of Chloroplasts in Green Leaf Cells. Clarendon Press, Oxford.
• Harold, F. M. 1986. The Vital Force. A Study of Bioenergetics. Freeman, New York.
• Krebs, H. A. 1970. The History of the Tricarboxylic Acid Cycle. Perspect. Biol. Med. 14: 154­170.
• Martin, B. R. 1987. Metabolic Regulation. Blackwell Scientific, Oxford.
• Mitchell, P. 1961. Coupling of Phosphorylation to Electron and Hydrogen Transfer by a Chemi­osmotic Type of Mechanism. Nature 191: 144­148.
• Nicholls, D. G. 1982. Bioenergetics: an Introduction to the Chemiosmotic Theory. Academic Press, New York.
• Saier, M. H. 1987. Enzymes in Metabolic Pathways. Harper­Row, New York.
• Stein, W. D. 1986. Transport and Diffusion Across Cell Membranes. Academic Press, New York.
• Voet,D.y J.G. Voet 1991. Biochemistry. 1991 Supplement. Wiley, New York.
• Wolfe, Stephen L. 1993. Molecular and Cellular Biology. Wadsworth Pubs. Co., Belmont, CA.