Biología (plan 1997) 2022-2

Segundo Semestre, Biología Molecular de la Célula I

GRUPO 5043 (semestre 2022-2). Horario: miércoles (laboratorio) y sábado (teoría) de 7:30 – 10:30 am.

Profesora Brenda Sánchez Salazar y Profesor Jesús Ramírez Santos.

Hola estimadas alumnas y estimados alumnos.

En esta ocasión el curso se llevará a cabo de manera híbrida, en línea durante las primeras cuatros semanas y presencial el tiempo restante. En esta modalidad, los alumnos requieren de herramientas básicas como son una computadora y el acceso a internet. Además, se necesita que el alumn@ sea autodidacta, comprometido y responsable.

OBJETIVOS DEL CURSO:

1. Analizar la estructura y función de las macromoléculas informacionales (RNA, DNA y proteínas) en los sistemas biológicos (Procariontes, Eucariontes y Virus).

2. Revisar y analizar información reciente en los temas indicados en el temario.

3. Al finalizar el curso, los alumnos deberán comprender la relación que existe entre la estructura y la función de las macromoléculas informacionales y su relevancia en la fisiología celular.

4. Adquirir las bases teóricas necesarias para asimilar nueva información en este campo de estudio.

5. Aplicar la información teórica sobre estructura y función de las macromoléculas, para poder identificarlas y caracterizarlas mediante técnicas de biología molecular.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA:

1. Se llevará a cabo por exposiciones de los profesores, apoyado en material audiovisual a través de plataformas para enseñanza en línea Meet, Zoom y Google Classroom.

2. Se leerán y discutirán artículos para promover la participación de los alumnos.

3. Se resolverán tareas para reforzar los conceptos.

4. Se realizarán seminarios por parte de los alumnos.

5. En el laboratorio se llevarán a cabo sesiones donde se comprenda el uso de material, equipo y técnicas utilizadas en Biología Molecular para el análisis cualitativo y cuantitativo de las macromoléculas biológicamente importantes.

EVALUACIÓN DEL CURSO:

La evaluación se llevará a cabo fundamentalmente a través de la aplicación de exámenes en línea, entrega de tareas, trabajo en equipo y su aportación en las sesiones sincrónicas y presenciales.

Las actividades del curso tendrán el siguiente valor en la evaluación final:

Profesora Brenda Sánchez Salazar (Laboratorio)

a) Exámenes: 30%

b) Informes de las prácticas: 50%

c) Participación y exposición: 20%

Profesor Jesús Ramírez Santos (Teoría)

a) Exámenes: 70%

b) Tareas: 10%

c) Exposición en equipo: 10%

d) Participación individual: 10%

Para acreditar el curso de Biología Molecular de la Célula I es obligatorio obtener calificación aprobatoria con ambos profesores ya que se valora el 50% Teoría y 50% Laboratorio.

TEMARIO PARTE TEÓRICA:

I. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA CÉLULA.

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

I.1. Antecedente 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.I Procariontes

I.2.2 Eucariontes

I.2.3 Sistemas virales

II. ANÁLISIS ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS MACROMOLÉCULAS INFORMACIONALES EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS.

El alumno aprenderá la importancia de las diversas macromoléculas presentes en los seres vivos, así como la estructura y funciones que desempeñan los ácidos nucleicos 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 estructura función a nivel de las proteínas.

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

II.3.2. Estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas.

II.3.3. Proteínas de transporte: mioglobina y hemoglobina.

II.3.4. Proteínas estructurales: queratinas, colágena.

II.3.5. Autoensamble y polimerización de proteínas.

II.3.6. Métodos de análisis y purificación de proteínas.

II.4. Enzimas

II.4.1. Equilibrio químico

II.4.2. Energía libre de activación y mecanismos 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 nucleicos

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 nucleicos 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 y vectores de clonación.

II.9.2. Expresión de los productos de clonación.

II.9.3. Hibridación de secuencias específicas en ácidos nucléicos.

II.9.4. Amplificación de secuencias específicas. PCR.

II.9.5. Secuenciación de ácidos nucleicos.

Bibliografía básica:

• Voet D., Voet J. G. y C. W. Pratt. 2013. Fundamentals of Biochemistry. 4^th ed. John Wiley, New York.
• Nelson D. L. y M. M. Cox. 2017. Lehninger. Principles of Biochemistry. 7^th ed. W. H. Freeman, New York.
• Mathews, C. K. et al. 2012. Biochemistry. 4^th Pearson Education.
• Krebs J. E., et al. 2017. Lewin´s Genes XII. 12^th ed. Jones and Bartlett Press. London.
• Watson, J. D., et. al. 2013. Molecular Biology of the Gene, 7^th ed. Benjamin/ Cummings.