Biología (plan 1997) 2023-2

Optativas, Epigenética

OBJETIVOS:

METODOLOGÍA:

EVALUACIÓN:

I. INTRODUCCIÓN A LA EPIGENÉTICA (9 horas)

En este primer módulo del curso se describe el marco conceptual en el que surge la epigenética y los conceptos “ómicos” necesarios para tener una mejor compresión y aprovechamiento del curso.

I.1. Introducción y desarrollo del estudio de la epigenética

I.2. Concepto de epigenética y descripción general de los principios en los que se fundamenta

I.3. Introducción a las técnicas de secuenciación y análisis de datos masivos

II. MODIFICACIONES AL DNA (27 horas)

En esta etapa del curso nos concentraremos dar a conocer la metilación del DNA, sus características y función en la regulación génica en diferentes organismos; así como las técnicas empleadas para su estudio.

II.1. Metilación del DNA

II.2. Química de la metilación del DNA

II.3. Desmetilación del DNA

II.4. Insulators y dominios de eucromatina y heterocromatina

II.5. Impronta génica y su relación con la metilación del DNA

II.6. Mecanismos de metilación del DNA en plantas.

III. MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES DE LAS HISTONAS (39 horas)

En este siguiente módulo daremos a conocer los principales componentes epigenéticos como son el nucleosoma, sus variantes, las modificaciones post-traduccionales de las histonas, así como las técnicas empleadas para su estudio. Además, se profundizará en el impacto que tienen en el código epigenético, así como su función en la regulación génica, la estructuración de la cromatina en diferentes modelos biológicos, enfermedades y la biología del desarrollo.

III.1. Nucleosoma: la unidad básica de la cromatina

III.2. Acetilación de histonas, acetilasas y desacetilasas de histonas

III.3. Heterocromatina constitutiva: metilación de la K9 y HP1

III.4. Elementos reguladores en el genoma y su relación con la epigenética

III.5. Heterocromatina facultativa y dominios bivalentes: metilación de la K27 y K4

III.6. Remodelación y variantes del nucleosoma

III.7. Mecanismos epigenéticos que regulan el cuerpo del gen y procesos celulares.

III.8. Desmetilasas de histonas

III.9. Mecanismos de regulación de las histonas en plantas

IV. ESTRUCTURACIÓN TRIDIMENSIONAL DEL GENOMA (15 horas)

Por ultimo, se describirán y analizarán las funciones de RNAs no codificantes y su importancia en la regulación y estructuración de la cromatina. Se detallará el concepto de territorios cromosómicos y el impacto de la epigenetica en la generación de estos, así como su importancia en el correcto funcionamiento de las células.

IV.1. RNAs no codificantes

IV.2. Territorios cromosómicos

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.

6. Nelson DL, Cox MM Lehninger Principles of biochemistry: 2008.

Bibliografía complementaria

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.