Asignaturas del plan relacionadas con el curso




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títuloAsignaturas del plan relacionadas con el curso
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U

NIVERSIDAD AUTONOMA DE GUERRERO

UNIDAD ACADEMICA: FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICO BIOLOGICAS

PE: QUIMICO BIOLOGO PARASITOLOGO
UNIDAD DIDACTICA:

BIOTECNOLOGÍA APLICADA A LAS CIENCIAS BIOMÉDICAS


Clave: Q801

Créditos: 9

Plan: 1999

Horas(hs/sem / mes) teoría: 3

Semestre: 8

Horas (hs/sem/mes) laboratorio: 3

Area: Biomédica

Horas por semestre: 90

Núcleo: Consolidación

Preparación previa requerida: Química Orgánica, Bioquímica, Microbiología, Biología celular, Biología molecular, Inmunología.

Asignaturas del plan relacionadas con el curso: Bacteriología médica, Patología, Genética, Química clínica.




OBJETIVO GENERAL: Que el estudiante conozca y utilice las principales técnicas de biología molecular empleadas en la investigación básica y aplicada así como los recursos de bioinformática que le faciliten la elaboración y ejecución de un proyecto de investigación científica.



I. TECNICAS BASICAS

HORAS

TEMATICA

OBJETIVOS EDUCACIONALES

Al finalizar la unidad el alumno:

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

REFERENCIAS

BIBLIOGRAFICAS

Teoría

12
Practica

18


1. TECNOLOGÍA DEL DNA RECOMBINANTE

    1. Endonucleasas de restricción




    1. Vectores de clonación

      1. Plásmidos

1.2.1.2 El plásmido pBR322

1.2.1.3 Transformación y selección

1.2.1.4 Otros plásmidos vectores de clonación


    1. Creación y tamizaje (screening) de una biblioteca

      1. Construcción de una biblioteca de genes

      2. Tamizaje por hibridación de DNA

      3. Tamizaje por ensayos inmunológicos

      4. Tamizaje por actividad de la proteína




    1. Clonación de secuencias de DNA que codifican proteínas eucarióticas




    1. Vectores de clonación no plasmídicos

      1. El bacteriófago lambda

      2. Cósmidos

      3. Cromosomas artificiales bacterianos (BACs) y

Cromosomas artificiales de levadura (YACs)


    1. Transformación genética de procariotes

      1. Transformación de E. coli

      2. Electroporación

      3. Conjugación

  • Conocerá las enzimas de restricción y sus aplicaciones en la Ingeniería genética.

  • Conocerá los vectores de clonación, sus características, los mecanismos de transferencia genética y sus aplicaciones en la ingeniería genética.

  • Construir una biblioteca de genes y seleccionar el gen de interés.

I. Bases de datos biomédicas.


1. Bases de datos de bibliografía

científica

  • Revistas, editoriales, tablas de contenidos

  • Medline

    • Búsquedas bibliográficas:

    • PubMed, Highwire, Imbiomed

    • Otros buscadores bibliográficos

    • Software: EndNote y BioMail


2. Bases de datos moleculares

  • European Bioinformatics Institut

  • National Center for Biotechnology

  • Information (NCBI)

  • SwissProt





3. Motores de búsqueda

  • Sequence Retrieval System (SRS)

  • Entrez (GenBank)



II. Análisis de secuencias


4. Recursos para el análisis de secuencias

  • Scripts y paquetes de software: TACG, NEBcutter, SeWer, SMS2.

  • Plataformas de análisis: Vector NTI, AiO, BioEdit y seqtools, Jemboss


5. Restricción: NEBcutter, TACG y WebCutter
6. Clonación: VectorDesigner, NTI Vector, CloneIt!

Glick (4)



Orozco (4)

Teoría

6
Practica

18


  1. SINTESIS, SECUENCIACIÓN Y AMPLIFICACIÓN DEL DNA

    1. Síntesis química de DNA

      1. Método de la fosforamidita

      2. Usos de los oligonucleótidos sintéticos




    1. Técnicas de secuenciación del DNA

      1. Método de didesoxinucleótidos

      2. Secuenciación automatizada

      3. Uso del bacteriófago M13 como vector de secuenciación del DNA

      4. Caminando sobre el cromosoma




    1. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

      1. Síntesis de genes por PCR

      2. Secuenciación de DNA por PCR

  • Conocerá los mecanismos de síntesis, secuenciación, amplificación de DNA y sus aplicaciones.

7. Diseño de oligonucleótidos iniciadores: OligoPerfect Designer, Fast PCR, Primer 3, Vector NTI
7. PCR: SMS2, Vector NTI, Virtual PCR y e-PCR
8. Alineamiento de secuencias

  • Global/local

  • Sencillo/Múltiple

  • Significación estadística de un alineamiento



9. Búsqueda por similitud

  • Los algoritmos BLAST y FASTA

  • Interpretación



Glick (5)



Orozco (4)

Teoría

6
Practica

12


  1. MANIPULACIÓN DE LA EXPRESIÓN DE GENES EN PROCARIOTES

    1. Promotores fuertes y regulables

      1. Aumentando la producción de proteínas

      2. Sistemas a gran escala

      3. Expresión en otros microorganismos




    1. Proteínas de fusión

      1. Usos y separación de las proteínas de fusión

      2. Expresión como proteínas de superficie




    1. Arreglo unidireccional de genes en tándem




    1. Vectores de expresión




    1. Aumentando la estabilidad de las proteínas sintéticas




    1. Plegamiento de las proteínas




    1. Condiciones limitantes de oxígeno




    1. Integración del DNA en el cromosoma




    1. Incrementando la secreción de proteínas. Carga metabólica




  • Conocerá los vectores de expresión, sus características, sus aplicaciones en la ingeniería genética.

  • Conocerá la forma de expresión de genes en células.

  • Aprenderá como manipular una proteína recombinante para incrementar su estabilidad.

  • Aprenderá a manipular las células procariotes para lograr una mejor expresión.




10. Proteómica:

Bases de datos de motivos, patrones y dominios

11. Predicción de estructura y función

Glick (6)



Orozco (4)

Teoría

6



  1. MANIPULACIÓN DE LA EXPRESIÓN DE GENES EN EUCARIOTES

    1. Producción de proteínas heterólogas en células

eucarióticas

      1. Sistemas de expresión de Saccharomyces

cerevisiae

      1. Sistemas de expresión de Pichia pastoris y de otras levaduras




    1. Sistemas de expresión de células de mamífero




  • Conocerá los vectores de expresión, sus características y sus aplicaciones.

  • Conocerá los sistemas de expresión de genes en células eucariotes.

12. Ensayo sobre la expresión de lactoferrina, activador tisular de plasminógeno y a-1-antitripsina en ganado ovino y bovino.


Glick (7)



Orozco (5)

Teoría

1.5



  1. MUTAGÉNESIS DIRIGIDA E INGENIERÍA DE PROTEÍNAS

    1. Protocolos de mutagénesis dirigida

    2. Ingeniería de proteínas




  • Conocerá los vectores, células huéspedes, para realizar mutaciones y sus características

  • Conocerá los protocolos para realizar mutaciones dirigidas.

  • Conocerá algunos ejemplos de proteínas modificadas.




13. Investigación bibliográfica y exposición por los alumnos sobre la producción de ratones knocout




II. APLICACIONES

HORAS

TEMATICA

OBJETIVOS EDUCACIONALES

Al finalizar la unidad el alumno:

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Teoría

9


  1. BIOTECNOLOGÍA MOLECULAR DE SISTEMAS MICROBIANOS

    1. Diagnóstico molecular

    2. Procedimientos inmunológicos de diagnóstico

    3. Diagnóstico mediante anticuerpos monoclonales

    4. Diagnóstico mediante hibridación de DNA

    5. Diagnóstico molecular de enfermedades genéticas




  • Aprenderá los diferentes métodos de diagnóstico para determinar infecciones por microorganismos.

  • Aprenderá los diferentes métodos de diagnostico para detectar enfermedades genéticas.




14. Mesa redonda para la revisión y discusión de artículos especializados sobre el uso

Glick (9)



Orozco (10, 13, 14, 16)

Teoría

4.5
Practica

3


  1. AGENTES TERAPÉUTICOS

    1. Farmacéuticos

    2. Enzimas

    3. Anticuerpos monoclonales

    4. Producción de anticuerpos en E. coli

    5. Äcidos nucléicos como agentes terapéuticos

    6. Tratamiento de los desórdenes genéticos

    7. Terapia por activación de prodrogas




  • Conocerá los nuevos agentes terapéuticos y sus mecanismos de acción.

  • Aprenderá los métodos de producción de anticuerpos monoclonales.

  • Conocerá las características de los anticuerpos monoclonales.




15. Exposición magistral del uso de la tecnología de despliegue en fagos para la producción de anticuerpos.

16. Maejo del programa BLOCK-iT RNAi Designer

Glick (10)



Orozco (8, 12

Teoría

3


  1. VACUNAS

    1. Vacunas de subunidades

    2. Vacunas atenuadas

    3. Vacunas con vectores de expresión




  • Conocerá las nuevas vacunas, sus características y las diferencias con las primeras vacunas.




17. Investigación bibliográfica sobre la producción de vacunas antirrabicas. antihepatitis

Glick (11)



Orozco (8, 21)




PERFIL PROFESIOGRAFICO:

Los requisitos que debe reunir el docente para impartir la asignatura Biotecnología aplicada a las ciencias biomédicas son los siguientes:

ACADEMICOS:

  • Químico Biólogo Parasitólogo, preferentemente tener estudios de posgrado relacionados con el área disciplinaria.

  • Haber realizado y realizar continuamente cursos y diplomados relacionados con el área disciplinaria.

  • Contar con una preparación en el manejo de bases de datos e Internet.

PROFESIONALES:

  • Tener experiencia en el trabajo de laboratorio clínico.

DOCENTE E INVESTIGACION:

  • Tener 1 año de experiencia docente como mínimo.

  • Ser responsable o participante de un proyecto de investigación en el área de salud.







BIBLIOGRAFIA:

Básica:

1. Glick BR. y Pasternak JJ. Molecular Biotechnology. Principles and applications of recombinant DNA. 3rd Ed., ASM Press, U.S.A., 2003

2. Ausbel FM, Brent R, Kingstone RE, Moore DD, Seidman JG, Smith JA y Struhl K. Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, 2000
Complementaria:

1. Maldonado R y Jiménez E. Biología Molecular en Medicina. Instituto Politécnico Nacional-Editorial LIMUSA, México, 1998

2. Orozco E y Gariglio P. Biomedicina Molecular. Instituto Politécnico Nacional-Editorial LIMUSA, México, 2000

3. Cox TM y Sinclair J. Molecular Biology in Medicine. Blackwell Science, Londres, 1997

4. Kreuzer H y Massey A. Recombinant DNA and Biotechnology. Washington, DC, 1996.





SISTEMA GENERAL DE EVALUACION:

Evaluación formativa: Por equipo

  • Investigación bibliográfica.

  • Exposición de temas.

Evaluación sumaria: Se harán exámenes parciales sin previo aviso y un examen final de todo el curso.

  • Teoría

    • Exámenes parciales 40 %

  • Investigación bibliográfica 10 %

  • Exposición 10 %

  • Laboratorio de cómputo 40 %

(Para tener derecho al porcentaje, tendrá que asistir al 80 % de las sesiones y aprobados el 80% de los reportes)




METODOLOGIA DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE Y RECURSOS DIDACTICOS:

  • Exposición de la clase con apoyo de material audovisual: acetatos, transparencias y presentaciones en power point.

  • Investigación bibliográfica en libros y revistas científicas de publicación reciente y búsqueda de información por internet

  • Discusión dirigida en trabajo por equipo y grupal y lecturas extraclase que posibliten la revisión de la información.

  • Elaboración de cuestionarios de autoevaluación, controles de lectura y mapas mentales por equipo.

  • Prácticas acordes con la temática, se formarán equipos de 6-7 estudiantes asignados aleatoriamente los cuales se integrarán a equipos diferentes rotatoriamente para cada práctica y en cada una se designará un estudiante coordinador de equipo.



PAginas Web:


Vectores: Vector database http://www.cbs.knaw.nl/databases/index.htm, Redasoft Cloning Vector http://www.redasoft.com/rsn/vectorsearch.htm, VectorDB http://seq.yeastgenome.org/vectordb/

Bases bibliográficas: PubMed http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed, PubMed Central http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PMC&itool=toolbar, BioMail

http://www.biomail.org/, AGRICOLA (AGRICultural OnLine Access) http://agricola.nal.usda.gov/help/aboutagricola.html, Biblioteca Nacional de México http://biblional.bibliog.unam.mx/bib/biblioteca.html, Dirección General de Bibliotecas http://132.248.67.1/ALEPH, Biblioteca de ciencias biológicas y de la salud http://bcbs.csb.cinvestav.mx/, Biblioteca CCG-IBT http://pbr322.ceingebi.unam.mx/biblioteca/revistas.php, Biblioteca Biomedicas http://www.revbiomedicas.unam.mx/nov/contenido.php, Bibliohemeroteca http://bvs.insp.mx/biblio/, HighWire http://highwire.stanford.edu/, Imbiomed http://www.imbiomed.com/index3.html, CAB Internacional http://www.cabi.org/

Bases de datos biomédicas: REBASE (The Restriction Enzyme Database) http://rebase.neb.com/rebase/rebase.html, EBI http://www.ebi.ac.uk/, Institut Pasteur http://www.pasteur.fr/english.html, TIGR (The Institute for Genomic Research) http://www.tigr.org/tdb/tgi/, Cre transgenic database http://www.mshri.on.ca/nagy/cre.htm Nacional Center for Biotechnology Information http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

Herramientas: BioInformatics.net http://www.bioinformatics.vg/index.shtml

Herramientas DNA

Herramientas RNA

Herramientas Proteínas: DIP (Catalog of protein-protein interactions) http://dip.doe-mbi.ucla.edu/, InterDom (Putative protein domain interactions) http://InterDom.lit.org.sg, PDB http://pdb.ccdc.cam.ac.uk/pdb/, ExPASy (Expert Protein Analysis System) http://www.expasy.org/, Eukaryotic Promoter Database http://www.genome.jp/htbin/www_bfind?epd

Protocolos: http://www.biotechniques.com/supplements/, http://www.cellbio.com/protocols.html, http://www.horizonpress.com/cimb/online.html, http://www.genome.ou.edu/protocol_book/protocol_index.html, http://www.highveld.com/protocols.html, http://micro.nwfsc.noaa.gov/protocols/

Programas:


Suites: SEQtools http://www.dnatools.org/., AiO http://134.99.88.55/aio/, BioEdit http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html, SMS2 http://bioinformatics.org/sms2/, Jemboss http://www.hgmp.mrc.ac.uk/Software/EMBOSS/Jemboss/, SeWer http://www.bioinformatics.org/sewer/

Vectores y clonación: VectorDesigner http://www.invitrogen.com/content.cfm?pageid=10405, CloneIt! http://genome.jouy.inra.fr/cgi-bin/CloneIt/CloneIt, Diseño de oligonucleotidos y PCR: Primer3 http://frodo.wi.mit.edu/cgi-bin/primer3/primer3_www.cgi, VPCR http://grup.cribi.unipd.it/cgi-bin/mateo/vpcr2.cgi, Electronic PCR http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sutils/e-pcr/, OligoPerfect™ Designer http://www.invitrogen.com/content.cfm?pageid=9716, BLOCK-iT RNAi Designer https://rnaidesigner.invitrogen.com/sirna/, Fast PCR

Restricción: TACG http://matrix.binf.gmu.edu/tacg4/form4.html, NEBcutter V2.0 http://tools.neb.com/NEBcutter2/index.php, Webcutter http://www.ccsi.com/firstmarket/cutter/cut2.html

Factores de trascripción: TFSCAN Scans DNA sequences for transcription factors (EMBOSS) http://bioweb.pasteur.fr/seqanal/interfaces/tfscan.html





FICHA CURRICULAR DEL O LOS PROFR(ES) RESPONSABLES DE LA ASIGNATURA:









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