Biología (plan 1997) 2023-1

Optativas, Biología Molecular

Biología Molecular Grupo 5467

Martes y viernes 7:30 a 10:30

Prof. Edna Ayerim Mandujano Tinoco eamanti@ciencias.unam.mx

Prof. César Pastor García Cruz pastor@ifc.unam.mx

El objetivo fundamental del curso optativo de Biología Molecular es que los alumnos estudien desde conceptos básicos de biología molecular hasta temas actuales y complejos donde se buscara que conozcan las herramientas en el laboratorio y digitales que existen a su alcance en el área de biología molecular. Lo anterior con el objetivo de que el alumno adquiera la habilidad de proporcionar y encontrar respuestas a las siguientes preguntas;

¿Qué información contiene nuestro genoma?, ¿Cómo fluye la información génica?, ¿El dogma central de la biología molecular en realidad es un dogma?, ¿Para qué estudiar biología molecular?¿Cómo podemos usar las herramientas de biología molecular para entender y resolver preguntas en el área biológica?

Finalmente, además de los fundamentos teóricos, como profesores buscamos que los alumnos desarrollen pensamiento crítico y analítico sobre el impacto que tiene la biología molecular en la Investigación científica. Para ello, organizaremos mesas de discusión, invitaremos a científicos expertos en temas específicos, y realizaremos prácticas sencillas que se pueden hacer con una computadora básica con acceso a internet. Por lo tanto, es deseable que los estudiantes posean una computadora básica (Laptop o PC) con conexión a internet para la realización de ejercicios prácticos.

Ponderación de calificación:

Exámenes: 40%, tareas y actividades 30% y discusión de artículos 30%

UNIDAD I INTRODUCCIÓN: Biología Molecular, Genómica y Bioinformática.

1. Antecedentes históricos de la biología molecular

2. Componentes de los ácidos nucleicos

3. Estructura primaria y secundaria de los ácidos nucleicos

3.1 La estructura del DNA está determinada por enlaces débiles y fuertes

4. Estructuras de orden superior del DNA y RNA

5. El DNA como la molécula que almacena la información genética

6. Organización del genoma (genes y genomas)

6.1 El tamaño del genoma, el número y la distribución de los genes en el genoma

7. El proyecto del Genoma Humano: Tamaño, Número, Distribución de los genes

8. Semejanzas y diferencias entre los genomas de distintos organismos

9. Uso de herramientas computacionales en el manejo de secuencias de ácidos nucleicos (Genbank, BLAST, EMBOSS, CLUSTAL OMEGA)

UNIDAD II TRANSMISION DE LA INFORMACION GENÉTICA

10. El dogma central de la biología molecular

11. Replicación del DNA (etapas; iniciación, elongación, terminación)

11.1 Componentes de la maquinaria de replicación del DNA

11.2 Etapas de la replicación

12. El comportamiento dinámico del DNA

12.1 El DNA puede ser modificado por agentes físicos, químicos y biológicos

12.2 Reparación del DNA

12.3 Recombinación del DNA

12.4 La alteración del DNA puede dar lugar a variación, perdida (pseudogenes) o ganancia

13. Manejo de ácidos nucleicos (Teoría)

13.1 Preparación de muestras biológicas y extracción de ácidos nucleicos

13.2 PCR in silico

13.3 Electroforesis de ácidos nucleicos in silico

14. Clonación, vectores de expresión, Mutagénesis sitio dirigida, producción de Knock-outs, edición genética mediante CRISPR/Cas9 (Teoría)

UNIDAD III Expresión genética

15. Cromosoma único procariota

15.1 Organización

15.2 Reguladores en cis y trans

15.3 Regulación de la transcripción en bacterias

16. La cromatina eucariota

16.1 Promotores, enhancer, silencers, insulator y factores de transcripción

16.2 Regulación epigenética de la transcripción (metilación del DNA, complejos remodeladores ATP dependientes y modificaciones de histona)

17. ¿Cómo estudiar la expresión de los genes?: Generación de librerías y bases teóricas de la secuenciación

18. Transcripción

18.1 Componentes de la maquinaria de transcripción

18.2 Tipos de RNA polimerasa

18.3 Iniciación, elongación, terminación de la transcripción

19. Generación de librerías y bases teóricas de la secuenciación. Un acercamiento a la SECUENCIACIÓN DE SIGUIENTE GENERACIÓN (NGS): WGS, RNA-seq, scRNA-seq, Methyl-DNAseq, ChIp-Seq

20. El procesamiento del mRNA (splicing)

20.1 La modificación del mRNA

20.2 Técnicas para analizar la expresión genética (microarreglos y RNAseq)

20.3 Análisis global de la expresión diferencial (entre 2 muestras)

21. Traducción

21.1 Componentes de la maquinaria de traducción y RNAs

21.2 El código genético

21.3 El uso preferencial de codones

21.4 Iniciación, elongación, terminación de la traducción

21.5 Regulación de la traducción

21.6 Modificación postraduccional de las proteína

22. Los RNAs no codificantes: Cambios en la visión clásica del Dogma Central de la Biología Molecular.

23. Estructura, función e interacción de las proteína

23.1 Estructura secundaria y terciaria de la proteínas (plegamiento)

23.2 Funciones de las proteínas (estructural y enzimática)

23.3. Análisis proteómico (una estrategia para encontrar blancos terapéuticos)

UNIDAD IV APLICACIÓN Y PRÁCTICA DE LOS CONCEPTOS DE BIOLOGÍA MOLECULAR

24. ¿Cómo buscar bases de datos de secuenciación masiva? (PRACTICA)

24. Manejo de ácidos nucleicos (PRACTICA)

24.1 Preparación de muestras biológicas y extracción de ácidos nucleicos

24.2 PCR in silico

24.3 Electroforesis de ácidos nucleicos in silico

25. Análisis bioinformático de datos provenientes de secuenciación masiva (PRACTICA)

26. Generación de hipótesis moleculares a partir de análisis bioinformático in silico

26.1 Análisis de enriquecimiento de vías con bases de datos (PRACTICA)

27. Clonación (Practico)

27.1 Vectores de expresión (Practico)

Bibliografía básica

• Chaffey, N. (2003). Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. and Walter, P. Molecular biology of the cell. 4th edn.
• Lewin, B.: Genes X (2009)
• Luque. Texto ilustrado de Biología Molecular e Ingenieria Genética. España, Harcourt.

Bibliografía complementaria

• Mukherje S., (2017). El gen, una historia personal. México. Debate.
• Watson J., (1981). La doble hélice, México. Ciencia y desarrollo, Conacyt Edit.