Biología (plan 1997) 2024-2

Cuarto Semestre, Biología Molecular de la Célula III

Materia: Biología Molecular de la Célula III

Teoría

Profesoras:

Sara Frias Vázquez sarafrias@iibiomédicas.unam.mx

Bertha Molina Alvarez bertha_molina@yahoo.com.mx

Objetivo.

Los alumnos revisarán analizarán y comprenderán la información reciente en los temas indicados en el programa. Al finalizar el curso serán capaces de comprender la organización interna de la célula eucarionte y el funcionamiento de los distintos organelos subcelulares, así como la relación de las células con su entorno; además podrán integrar estos conocimientos en relación al funcionamiento global de la célula y organismos multicelulares. Así mismo adquirirán las bases teóricas necesarias para asimilar nueva información en este campo de estudio.

Teoría

La dinámica del curso será por presentaciones de la profesora de teoría de manera mayoritaria, 20-30% de las clases se dedicarán a presentación y discusión de artículos por parte de los alumnos. Si es posible (por restricciones de tiempo), se invitará a uno o dos profesores externos para tratar algunos temas de interés general, que se seleccionarán en conjunto con los alumnos.

La evaluación se llevará a cabo fundamentalmente a través de la aplicación de exámenes de conocimiento (preferencialmente orales); se realizarán tres exámenes parciales, si no se acredita alguno, se podrá reponer en la primera o segunda semana del primer período oficial de exámenes finales; en caso de no acreditar dos o mas exámenes parciales, el alumno presentará un examen final y acumulativo de todo el curso, en la segunda semana del período oficial de exámenes finales.

Para la calificación de teoría, se considerarán adicionalmente: a) la coordinación de la discusión del grupo sobre artículos selectos, b) la participación en clase durante la discusión de artículos, los cuales se les darán a los alumnos en el transcurso del curso.

La calificación final de teoría contará para el 50% de la calificación de la materia, el otro 50% será el que el alumno obtenga en la clase práctica. La aprobación de la materia implica obtener calificación aprobatoria en teoría y en laboratorio.

La asistencia en la parte teórica sólo se considerará los días de discusión de artículos.

Bibliografía:

Libro base:

Karp's Cell and Molecular Biology, 9th Edition, Hoboken:Wiley 2020.

Gerald Karp, Janet Iwasa, Wallace Marshall

ISBN: 978-1-119-59816-9

Diversos artículos para cubrir temas específicos.

Videos auxiliares.

TEMARIO

Bloque I. Compartamentalización intracelular.

Se introduce al alumno al conocimiento de los compartimientos celulares y a las funciones que en cada uno de ellos se lleva a cabo.

I.1. Sistemas membranales internos.

I.1.1. Relaciones topológicas entre los organelos en función de su origen evolutivo.

I.1.2. Generalidades del tráfico intracelular de macromoléculas. (Karp 8.1)

El compartimiento citosólico.

I.3. Retículo endoplásmico

I.3.2. Retículo endoplásmico rugoso (RER). Estructura de RER; (Karp 8.4, 8.5)

biosíntesis de proteínas lisosomales, de exportación y de membrana.

I.3.3. Glicosilación y Control de calidad del plegamiento de proteínas dentro de RER (Karp 8.6)

I.3.4. Desestresamiento de RER ante acumulación de proteínas mal plegadas (Karp 8.7)

I.3.5. Retículo endoplásmico liso (REL). Estructura de REL; Funciones generales (8.3)

I.3.6. Biosíntesis de fosfolípidos en REL.

I.3.7. Participación de RER y REL en el ensamble de membranas y conservación de la asimetría de la bicapa

I.4. Aparato de Golgi (AG).

I.4.1. Estructura del AG; estructura del dictiosoma (Golgi stacks), polaridad de las cisternas del AG. (Karp 8.8, 8.9)

I.4.2. Experimento para demostrar la compartamentalización del AG. (Artículo Rothman)

I.4.3. Glicosilación de proteínas de lisosoma, de exportación y de membrana. (Artículo Rothman)

I.4.4. Formación y dinámica de las cisternas y vesículas del AG. Modelos de maduración de cisternas y transporte por vesículas, experimentos (Artículo Rothman)

I.5. Lisosoma (Karp 8.15)

I.5.1. Biosíntesis y estructura del lisosoma

I.5.2. Contenido enzimático del lisosoma

I.5.3. Digestión intracelular: Heterofagia y Autofagia

I.5.4. Funciones de los lisosomas en diferentes organismos (alimentación, defensa, etc)

II. Transporte de vesículas

II.1 En organelos

II.1.1. RER a Golgi y de Golgi a RER (Karp 8.10)

II.1.2. Salida de la Red trans-Golgi de proteinas lisosomales y no lisosomales (Karp 8.11)

II.1.3. Fusión dirigida de vesículas (Karp 8.13)

II.2 Movimientos por citosis

II.2.1. Exocitosis

II.2.2. Endocitosis (Karp 8.17)

II.2.3. Endocitosis mediada por receptor (Karp 8.17)

II.2.4. Vía Endocítica (Karp 8.19)

II.2.5. Fagocitosis (Karp 8.20)

III. Citoesqueleto y movimiento celular

III.1. Microtúbulos

III.1.1. Estructura y función de los microtúbulos (Karp 9.1, 9.2, 9.6) )

III.1.2. Microtúbulos y proteínas motoras. Kinesinas y dineínas (Karp 9.3)

III.1.3. Centros organizadores de microtúbulos (centrosomas, cuerpos basales) (Karp 9.5)

III.1.4. Estructura y función de cilios y flagelos (Karp 9.7)

III.2. Microfilamentos

III.2.1. Filamentos intermedios (Karp 9.9)

III.2.2. Actina y miosina (Karp 9.10, 9.11)

III.2.3. Sarcómero y movimiento muscular (9.12)

III.2.4. Deslizamiento celular (Artículo Stossel)

IV. Interacción entre células y su ambiente

IV.1. Matriz extracelular (Karp 7.2 y 7.3)

IV.1.1. Polisacáridos; glicosaminoglicanos

IV.1.2. Proteínas: colágena, fibronectina, elastina, laminina.

IV..2. Interacciones célula-matriz extracelular

IV.2.1. Integrinas (Artículo Integrinas y Salud)

IV.2.2. Adhesiones focales (Karp 7.6)

IV.2.3. Hemidesmosomas (Karp 7.6)

IV.3. Uniones intercelulares.

IV.3.1. Uniones estrechas (Tight junctions) (Karp 7.11)

IV.3.2. Cinturones adherentes y desmosomas (Karp 7.9)

IV.3.3. Uniones tipo Gap (de comunicación) (Karp 7.12)

V. Comunicación intercelular (Capítulo 15, Karp)

V.1. Elementos básicos de la comunicación celular (Karp 15.1, 15.2 y 15.6)

V.1.1. Mensajeros primarios

V.1.2. Receptores

V.1.3. Efectores

V.1.4. Mensajeros secundarios (Karp 15.6)

V.1.4.1. AMPc

V.1.4.2. Fosfatidil Inositoles

V.1.4.3. Fosfolipasa C; diacilglicerol, IP3.

V.2. Comunicación mediada por proteínas G (Artículo de Proteínas G )

V.2.1. Experimento con que se descubrieron las proteínas G.

V.2.2. Papel del GTP y GDP en la comunicación por proteínas G.

V.2.3. Vía estimuladora

V.2.4. Vía Inhibidora

V.2.5. Redes de comunicación; vías divergentes y convergentes entre receptores y proteínas G.

V.3. Fosforilación de Tirosinas de proteína como mecanismo de transducción de señales

(Karp 15.10)

V.3.1. Receptores tipo tirosin-cinasa

V.3.2. Activación de Proteín cinasas

V.3.3. Interacciones protéicas dependientes de fosfotirosina

V.3.4. Activación de vías de señalización

V.3.5. Terminación de la respuesta por internalización de receptores

VI. Núcleo en interfase

VI.1. Envoltura nuclear y transporte núcleo-citoplasma (Karp 12.2)

VI.1.1. Estructura de la envoltura nuclear

VI.1.2. Poro nuclear

VI.1.3. Transporte núcleo-citoplasma

VI.2. Niveles de compactación de la cromatina (Karp 12.3)

VI.2.1. Nucleosoma

VI.2.2. Solenoide o fibra de 30nm

VI.2.3. Dominios de asa, condensinas y cohesinas

VI.3. Heterocromatina (Karp 12.4)

VI.3.1. Heterocromatina constitutiva

VI.3.2. Heterocromatina facultativa, hipótesis de Lyon

VI.3.4. Código de histonas y formación de heterocromatina

VI.4. Cromosomas mitóticos (Karp 12.5)

VI.4.1. Telómeros

VI.4.2. Centrómeros

VI.4.3. Cariotipo humano

VII. Ciclo celular (Karp 14)

VII.1. Fases del ciclo celular ( Karp 14.1, 14.2, 14.5)

VII.2. Regulación del ciclo celular; ciclinas, cinasas MPF

VII.3. Fosforilación-desfosforilación de cdc2 (o CDK1 en humano)

VII.4. Checkpoints, ATM, ATR

VIII. División celular

VIII.1. Mitosis (Karp 14.6 a 14.11)

VIII.1.1. Profase

VIII.1.2. Prometafase

VIII.1.3. Metafase

VIII.1.4. Anafase

VIII.1.5. Telofase

VIII.1.6. Citocinesis

VIII.2. Meiosis (Karp 14.12, 14.13, 14.15)

VIII.2.1. Generalidades de la Meiosis

VIII.2.2. Estadios de la Meiosis

VIII.2.3. Profase 1 Meiótica (leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis)

VIII.2.4. Recombinación

IX. Apoptosis (Karp 15.17)

IX.1. Diferencias entre necrosis y apoptosis

IX.2. Apoptosis extrínseca

IX.3. Apoptosis intrínseca

X. Diferenciación celular

X.1. Generalidades de la diferenciación celular

Opcional: Clonación de individuos/ Diferenciación sexual en humanos

Laboratorio.

Objetivo.

Los alumnos aprenderán los fundamentos y la aplicación de las diversas metodologías de laboratorio para estudiar la estructura y función de las células. Al terminar el curso tendrán las herramientas metodológicas necesarias para establecer una estrategia que les permita estudiar los diferentes componentes celulares o tipos celulares.

Dinámica del curso.

El curso se basará en presentaciones teóricas de la profesora de laboratorio sobre los métodos de estudio de la célula y el planteamiento de las prácticas que serán ejecutadas por los alumnos. Además, los alumnos presentarán un seminario por equipo sobre algún tema de interés relacionado con el programa del curso.

Evaluación.

La evaluación se llevará a cabo a través de la aplicación de dos exámenes teórico-práctico, los reportes de las prácticas, presentación del seminario, participación en clase y asistencia. En caso de no acreditar alguno de los exámenes, se podrá reponer en la primera semana de exámenes finales.

La calificación del laboratorio representa el 50% de la calificación final de la materia.

Temario de Laboratorio.

I. Microscopía.

1. Descripción del microscopio.

2. Tipos de Iluminación.

3. Formación de la Imagen.

4. Clasificación de los microscopios.

5. Aplicación de la microscopía

II. Calibración

1.Descripción y aplicación

2. Ejercicios

III. Tamaño, forma y función celular

1.Elaboración de preparaciones temporales y fijas

2. Tinción de células

3. Evaluación en campo claro, contraste de fases y campo oscuro

4. Medición del tamaño celular

5. Correlación de tamaño, forma y función celular

III. Análisis celular

1. Determinación de Viabilidad y densidad celular.

2. Sobrevida celular

IV. Aislamiento celular

1. Métodos de separación celular

2. Separación de componentes celulares

3. Centrifugación

4. Magnetismo

5. Citometría de flujo

V. Identificación celular

1. Células

2. Proteínas

3. Ácidos nucleicos

VI. Cultivo celular

1.Generalidades de los cultivos celulares

2. Cultivos de tejidos líquidos y sólidos

3. Cultivos de bidimensionales y tridimensionales

4. Aplicaciones

Bibliografía.

G. Karp, Cell and Molecular Biology. John Wiley 7^th-9^th ed.

Alberts et al, Molecular Biology of the cell.Omega, 6^th ed.

Genoveva González. Técnicas de biología celular y molecular. 2006. Ed. AGT

Se utilizarán diversos videos de JoVE y otros medios electrónicos para ilustrar las estrategias de estudio de las células.