Estudia

• Capacitat de treball en equip
• Capacitat d'organitació i planificació
• Capacitat d'anàlisi i síntesi
• Capacitat de resolució de problemes
• Raonament crític
• Aprenentatge autònom
• Comunicació oral i escrita en llengua materna
• Capacitat de gestionar eficientment la informació
• Tipus i nivells d’organització dels sistemes vius i/o els seus components
• Manipular material genètic

• Aprofundiment en el coneixement de l'estructura dels àcids nucleics
• Conèixer la complexitat dels genomes eucariotes i els mètodes pel seu estudi.
• Coneixement de la tecnologia del ADN recombinant i les seves aplicacions.
• Coneixement dels conceptes de genòmica, proteòmica, transcriptòmica i operòmica i dels mètodes d'estudi de genomes, transcriptomes i proteomes.
• Introducció en la manipulació d'àcids nucleics al laboratori i en el clonatge i expressió de gens.

1. Programa de classes teòriques

          1.1. Àcids nucleics I: ADN i ARN. Estructura primaria dels àcids nucleics. Estructura secundaria. La doble hèlix de Watson i Crick. Altres conformacions del DNA. Autocomplementarietat. Nivells superiors d'estructuració del DNA procariota i eucariota. Topologia del DNA circular. Topoisomerases. Estructura de la cromatina.

          1.2. Àcids nucleics II: Tipus de RNA i funcions. siRNAs, microRNAs, ribocommutadors. Diferencies entre els mRNAs procariotes i eucariotes. Modificació i maduració del mRNA eucariota.

          1.3. Organització interna d'un genoma i expressió gènica. Contingut de DNA en organismes procariotes i eucariotes. La paradoxa del valor C. DNA repetitiu i únic. Reordenació i intercanvi del material genètic: recombinació homòloga i no-homòloga, transposons i amplificació gènica. Complexitat de les poblacionos de mRNA eucariota. Estimació del nombre de gens i del nombre de gens comuns entre diferents cèl·lules i teixits.

          1.4. Mètodes d'aïllament, purificació i seqüenciació d'àcids nucleics. Mètodes d'aïllament de DNA i RNA. Mètodes en dissolució. Mètodes cromatogràfics. Ultracentrifugació. Mètodes electroforètics. Tècniques de transferència. Marcatge d'àcids nucleics. Seqüenciació de DNA i RNA. Enzims de restricció. Mapes de restricció i aplicacions. Fonament dels mètodes de seqüenciació de Maxam i Gilbert i de Sanger. Automatització.

          1.5. La tecnologia del DNA recombinant. Introducció. Operacions bàsiques de les tècniques del DNAr. Enzims emprants en la manipulació d'àcids nucleics. Reacció de lligament. Obtenció d'una molècula recombinant. Obtenció del producte d'expressió d'un gen.

          1.6. Obtenció de gens o de fragments de DNA (RNA) per clonar. Estratègies de creació i rastreig de genoteques. Genoteques genòmiques. Genoteques de cDNA. Localització i identificació de gens en casos d'alt nivell de dificultat.Recorregut comosòmic.Síntesi química d'oligonucleòtids. Aplicacions. Reacció en cadena de la polimerasa (PCR).

          1.7. Vectors i estratègies de clonatge. Característiques generals d'un vector de clonatge i d'un vector d'expressió Vectors i estratègies de clonatge en procariotes. Vectors i estratègies de clonatge en organismes eucariotes. Vectors llançadora. Mètodes de transformació. Detecció i selecció de recombinants.

          1.8. Obtenció del producte d'expressió d'un gen recombinant. Estratègies per a l'optimització de l'expressió de gens recmbinants. Localització cel.lular del producte d'expressió. Proteïnes de fusió. Solubilització, purificació i caracterització de proteïnes recombinants.

          1.9. Mutagènesi dirigida i enginyeria de proteïnes. Tipus de mutagènesis. Mutagènesi dirigida per oligonucleòtid. Mutagènesi en cassette. Mètodes per augmentar l'eficiència de la mutagènesi. Evolució dirigida. Enginyeria de proteïnes. Aplicació a l’anàlisi de la relació estructura/plegament/funció de proteïnes i a la biotecnologia.Disseny de noves proteïnes.

          1.10. Aplicacions de les tècniques del DNA recombinant. Aplicacions a l'anàlisi del control de l'expressió gènica: RNA contrasentit. Organismes transgènics. Substitució dirigida de gens. Altres aplicacions biotecnològiques del DNA recombinant: clìnica humana i animal, agricultura, agroquímica,...etc.

          1.11. Genòmica i Proteòmica. Genoma, proteoma i trascriptoma. Bancs de dades. Combinació de mètodes de bioinformàtica, de tècniques de seqüènciació de DNA i tècniques de DNA recombinant. Projecte genoma humà i altres projectes genoma. Microxips. Genòmica estructural o Proteòmica. Impacte d'aquestes tecnologies.

2. Programa de classes pràctiques

          2.1. Clonatge i expressió d’un gen eucariota en cèl.lules procariotes. L’objectiu d’aquesta pràctica és introduir l’alumne en les tècniques d’ADN recombinanat. La pràctica suposa introduir un gen eucariota en un vector de clonatge, obtenció de cèl·lules competents i transformació amb la barreja de lligament, selecció de cèl·lules transformades i expressió del gen eucariota. Es treballarà amb gens que codifiquen per proteïnes que emeten fluorescència i amb programes bioinformatics útils en tècniques de biologia molecular. La práctica té una durada de 25 hores (2,5 crèdits) les quals es distribueixen en cinc sessions de 5 hores. No es tracta d’experiments aïllats sinó d’un sol experiment que continua els cinc dies de pràctiques amb la finalitat d’acostar a l’alumne a la tasca real en un laboratori de recerca.

• Voet, Donald, Voet, Judith G., Pratt, Charlotte W. (cop. 2002). Fundamentals of biochemistry (Upgrade ed.). New York [etc.]: Wiley.
• Mathews, Christopher K., Van Holde, K. E., Ahern, Kevin G. (cop. 2002). Bioquímica. Madrid [etc.]: Pearson Educación: Addison Wesley.
• Berg, Jeremy M., Tymoczko, John L., Stryer, Lubert, Clarke, Neil D. (cop. 2003). Bioquímica (5ª ed.). Barcelona [etc.]: Reverté.
• Nelson, David L., Cox, Michael M., Lehninger, Albert L. (2005). Lehninger principios de bioquímica (4ª ed.). Barcelona: Omega.
• Watson, James D. (1988). Molecular biology of the gene (4th ed.). Menlo Park [etc.]: The Benjamin/Cummings.
• Watson, James D. (cop. 2004). Molecular biology of the gene (5th ed.). California [etc.]: Benjamin-Cummings.
• Lewin, Benjamin (cop. 2001). Genes VII. Madrid: Marbán.
• Brown, T. A. (1991). Essential molecular biology : a practical approach. Oxford [etc.]: Oxford University Press.
• Emery, Alan E. H., Malcolm, Sue (cop. 1995). An Introduction to recombinant DNA in medicine (2nd ed). Chichester [etc.]: Wiley.
• Grierson, Donald, Covey, Simon N. (1988). Plant molecular biology (2nd ed.). Glasgow [etc.]: Blackie [etc.].
• Primrose, Sandy, Twyman, Richard, Old, Bob (cop. 2001). Principles of gene manipulation (6th ed). Oxford [etc.]: Blackwell Science.
• Protein engineering : a practical approach (1992). Oxford [etc.]: Oxford University Press.
• Watson, James D. (1992). Recombinant DNA (2nd ed.). New York: Scientific American Books.
• Luque Cabrera, José, Herráez Sánchez, Ángel (cop. 2001). Texto ilustrado de biología molecular e ingeniería genética : conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud. Madrid [etc.]: Harcourt.
• Primrose, S. B., Twyman, Richard M. (2006). Principles of gene manipulation and genomics (7th ed.). Malden: Blackwell.
• Watson, James D. (cop. 2007). Recombinant DNA : genes and genomes, a short course (3th ed.). New York: W. H. Freema and Co.
• Herráez, A. (2012). Biología Molecular e Ingenierís Genética (2ona). Madrid (etc.): Elsevier.

Activitats d'avaluació:

Mètodes docents:
Exposicions orals del professor (classe expositiva) combinades amb la realització de classes de problemes numèrics o qüestions relacionades amb la teoria exposada) amb la participació dels alumnes (treball en equip i resolució conjunta e interactiva dels problemes o qüestions relacionades amb la teoria exposada). Es valorarà l'assistència i participació a les sessions de treball en equip així com el treball que es faci fora d'aquestes sessions, especialment si s'ha realitzat un treball d'equip.

Qualificació de l’assignatura:
Teoria: A mesura que l'assignatura progressi es farà un control escrits que consistiran en preguntes curtes raonades, preguntes de resposta múltiple, preguntes de correlació de conceptes o resolució de problemes tractats a classe. Aquest control tindrà un valor del 40% de la nota final. Es mantindràn les dues convocatòries finals. El contingut versarà sobre tot el programa i el seu valor serà d'un 40% de la nota final. Consistirà en preguntes curtes raonades, preguntes de resposta múltiple o preguntes de correlació de conceptes així com problemes pràctics sobre metodologia d'ADN recombinant. A cada full de control s'indicarà el valor en punts de cada apartat.
Pràctiques: cal elaborar una memòria que reculli el treball experimental realitzat així com una discussió del mateix, al final de les sessions pràctiques i/o comentari d'un article científic relacionat amb el treball realitzat. S'avalua també l'actitud al laboratori i l'assistència a les sessions pràctiques la qual és obligatòria.
La nota de pràctiques és un 20% de la nota final (teoria 80% de la nota final). La nota de pràctiques se sumarà a la nota de teoria sempre i quan aquesta última sigui igual o superior a 4 comptant el control parcial i el final.
La nota de teoria final serà o bé la nota del control final (80%) o bé la nota del control parcial (40%) més la del final (40%). És a dir, s'agafarà la nota de (control parcial (40%) + final (40%)) o control final únicament (80%), segons sigui més favorable per a l'alumne/a.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
És obligatori realitzar les pràctiques de laboratori. Si no es realitzen, l'alumne es considerarà no presentat a l'assignatura. Aquells alumnes que ja hagin realitzat les pràctiques en cursos anteriors i no volen tornar a realitzar-les ho hauran de comunicar al professorat de l'assignatura.
Els alumnes que no es presentin als controls de l'assignatura parcials i/o finals també es consideraran no presentats.

Per als diferents temes de l'assignatura es treballarà amb fitxers ppt. Aquest material es troba a la pàgina web de l'assignatura des d'on es pot descarregar. Així mateix s'hi troba el guió de pràctiques. L'enunciat dels problemes a treballar a classe es posarà a disposició dels alumnes amb la suficient antelació per a que es pugui decarregar i treballar-hi a classe. S'avisarà amb antelació a la data de la sessió de problemes.