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Unidad 1. Fundamentos de la Biología Molecular
1.1- Introducción a la biología molecular
• Desarrollo histórico de la Biología Molecular
• Conceptos básicos: DNA, gen, nucleótido, cromatina, RNA,
flujo de la información genética
•Proyecto del genoma humano: qué es, número de genes en el
genoma humano, aportaciones e implicaciones médicas
1.2. Componentes fundamentales de los ácidos
nucleicos
• Componente ácido: Estructura de fosfatos
• Componente neutro: Estructura de azúcares
• Componente Básico: Estructura de bases nitrogenadas
• Estructura de nucleósidos
• Estructura de nucleótidos
1.3. Estructura primaria y
secundaria de ácidos nucleicos
• Dos tipos de ácidos nucleicos según su composición: DNA y
RNA
• Representaciones esquemáticas
• Representaciones abreviadas (A, C, T y G)
• Estructura secundaria del DNA
• Estructura secundaria del B-DNA
• Proporción de bases nitrogenadas: Reglas de Chargaff
• Relación entre purinas y pirimidinas
• Modelo de Watson y Crick
• Complementariedad de las bases nitrogenadas
• Antiparalelismo de las dos hebras
• Desnaturalización y renaturalización
• Variantes en doble hebra: formas A y Z
• Forma A de DNA, en comparación con la forma B
• Forma Z del DNA en comparación con las formas B y A
• Estructura del RNA
• Estructura secundaria del RNA
• Tipos de RNA: RNA mensajero (mRNA), RNA de transferencia
(tRNA) y RNA ribosómico
1.4. Condensación del DNA y cromosomas
• Condensación del DNA en eucariotes
• Proteínas componentes de la cromatina (Histonas y no
Histonas)
• Disposición en nucleosomas y fibra de 10 nm
• Formación de la fibra de 30 nm
• Cromatina: Heterocromatina y eucromatina
• Cromosoma metafásico: centrómero y Telómeros
1.5. Replicación
• Definición y función de la replicación del DNA.
• Características de la replicación: semiconservativa,
bidireccional, simultánea y secuencial. Inicio monofocal o multifocal.
• Diferencias en la replicación entre células eucariotas y
procariotas.
• Dirección de la síntesis de DNA.
• Descripción del complejo primosoma y replisoma.
• Función y
características de primasa, RNA cebador, helicasa, proteínas de unión a DNA de
cadena sencilla (SSB), topoisomerasas, ligasas y DNA’s polimerasas α, β, δ, γ,
ε.
• Inicio: Concepto del sitio ORI, horquilla de replicación.
• Extensión: Asimetría de la replicación en ambas hebras,
síntesis continua y discontinua, fragmentos de Okazaki y su maduración
• Terminación: Final de la elongación, replicación de los
telómeros, función, componentes y acción de la telomerasa.
• Estructura del gen,
Gen eucarionte (elementos estructurales: exones, intrones, sitio de
inicio de la transcripción, elementos
funcionales: promotores y secuencias consenso, región río arriba (negativo) y
río abajo (positivo)
• Elementos de expresión: Definición, ubicación, estructura e
interrelación (RNAhn. RNAm, RNAr y RNAt, polipéptido o proteína).
• Inicio, elongación y terminación: Elementos que conforman el
reconocimiento del promotor: sitio de
inicio, regiones consenso, RNA polimerasa (clasificación).
• Definición, función y clasificación de factores
transcripcionales (generales y tejido específico).
• Caperuza 5’, cola poli A., corte y empalme, edición.
1.7. Traducción
• Definición de la traducción
• Definición de código genético, Codón, anticodón
• Características del código genético: casi universal,
degeneración y bamboleo.
• Etapas de la traducción: Inicio, elongación y
terminación
• Inhibidores de la síntesis de proteínas: estreptomicina,
neomicina, tetraciclinas, puromicina, eritromicina, etc.
• Estructura del RNAt: asa D, región variable, anticodón,
aminoacil sintetasas, ribosomas
(subunidades pequeña y grande), ribonucleoproteína, sitio A, sitio P), RNAm y
factores de la traducción.
• Modificaciones postraduccionales: Maduración de la proteína:
glicosilación, fosforilación, hidroxilación, proteólisis.
OBJETIVO DE LA UNIDAD 1:
• Que el alumno comprenda los antecedentes históricos de la Biología Molecular, así como también analice los conceptos básicos y el mecanismo molecular del flujo de la información de los genes para que comprenda el proceso de la Biología Molecular como una ciencia
PRODUCTO DE LA UNIDAD 1:
• El alumno ejecutará una línea de tiempo con los eventos
históricos más relevantes en el área de la Biología Molecular.
• El alumno elaborará mapas y redes conceptuales donde se integren los conocimientos básicos, sobre el funcionamiento celular y su relación con el ADN y sus procesos de expresión y traducción.
Unidad 2. Organización del genoma y metodología del DNA recombinante
2.1. Organización del
genoma
• DNA codificante
• DNA no codificante
• Polimorfismos y SNP’s
• Diferencias
estructurales de cada gen
2.2. Clases de DNA
• Complejidad del genoma eucariótico
• DNA de copia única o no repetitivo
• DNA repetitivo
• DNA repetitivo codificante
• DNA repetitivo no codificante
• Definición, ejemplos y aplicaciones en la medicina de: Polimorfismos, SNPs, RFLPs, VNTR`s: Satélites, Minisatélites y microsatélites
2.3 Mutaciones
• Clasificación de las mutaciones: Por el tipo de célula:
germinal y somática por el tipo de daño: químicos, físicos y biológicos. Por el tamaño: cromosómicas, puntuales y pequeña escala
(medianas). Por el tipo de cambio: sustitución, deleciones, inserciones,
secuencia invertida (transiciones o transversión). Por el efecto en el marco de
lectura: Silenciosa y no silenciosa, sin sentido o de paro, con sentido
equivocado, cambio en el marco de
lectura
• Agentes mutagénicos, mutación espontánea, teratógenos,
carcinógenos ejemplos más frecuentes
• Mecanismos de reparación: reparación por escisión (sistemas
BER y NER, antioxidantes, recombinación homóloga y pos-replicación, reparación
por mal apareamiento, no-homólogos End joining (reparación por el sistema
recombinación no-homólogo del extremo terminal especial para rompimientos de
doble cadena.
2.4. Metodología del ADN
recombinante
2.4.1.Manejo de muestras
• Selección de muestras según se trate de la detección de un
virus, bacteria, enfermedad genética o adquirida: ejemplos; para tuberculosis
pulmonar (expectoración), para hepatitis
B (suero), para distrofia muscular de Duchëne (leucocitos de sangre periférica).
2.4.2. Extracción de ácidos
nucleicos
• Fundamento de la técnica de extracción de DNA y RNA: ruptura
de membranas, desnaturalización de lípidos y proteínas, purificación de ácidos
nucleicos, precipitación de ácidos nucleicos, disolución, cuantificación y
preservación.
2.4.3. Fundamentos de la
hibridación y electroforesis
• Electroforesis, principios básicos.
• Técnicas de hibridación: dot blot, slot blot, Northern,
Southern, con ejemplos de aplicaciones, hibridación in situ.
2.4.4.Enzimas de restricción
• Definición, descubrimiento, nomenclatura, secuencias
palindrómicas, clasificación, tipos de
extremos que generan: romo, cohesivo; mapas de restricción.
2.4.5.Fundamentos de
clonación
• Vectores de clonación y expresión
• Definición clonación:
fundamentos y aplicaciones (proteínas recombinantes)
2.4.6.Reacción en cadena de
la polimerasa
• Fundamento y características: replicación in vitro,
requerimientos, ciclos de PCR (desnaturalización, alineamiento, extensión),
diseño de iniciadores por complementariedad de bases, tamaño del fragmento
amplificado, número de copias por cada
ciclo según la expresión 2n, especificidad y sensibilidad.
• Análisis por electroforesis de fragmentos amplificados e
interpretación de resultados.
• Tipos de PCR: simple, RT-PCR, cuantitativo (tiempo real).
• Aplicación de la PCR en el diagnóstico de enfermedades
genéticas, adquiridas, virales, bacterianas,
2.4.7.Microarreglos y
secuenciación de ácidos nucleicos
• Fundamentos y aplicaciones de microarreglos y secuenciación
• Tipos de secuenciación
2.4.8.Pruebas
Inmunológicas: Elisa y Western Blot
• Fundamento de la técnica
• Aplicación para el diagnóstico de enfermedades
OBJETIVO DE LA UNIDAD 2:
• Que el alumno comprenda los diferentes tipos de mutaciones que pueden afectar el material genético y entienda de qué forma estas alteraciones pueden reflejarse en la presentación de patologías en el ser humano, así como la integración de las diferentes técnicas de biología molecular que están propuestas para un oportuno un diagnóstico molecular.
PRODUCTO DE LA UNIDAD 2:
• Estudio de casos clínicos, mediante el análisis de casos el
alumno integrará los conocimientos adquiridos y los aplicará juzgando la manera
en la que actuaría en el escenario planteado, justificando sus decisiones e
integrando las diferentes técnicas de biología molecular revisadas en clase.
• Investigación de campo, los alumnos formarán equipos de trabajo para realizar investigación de campo de manera que puedan obtener información de mano de profesionales de la salud, a través de entrevistas vía Whats app o videollamadas, promoviendo a su vez el desarrollo de sus habilidades interpersonales y trabajo en equipo.
Unidad 3. Patología molecular
3.1 Clasificación molecular
de las enfermedades
• Genéticas (Hemoglobinopatías), tipos de hemoglobinas,
expresión diferencial de los genes de la hemoglobina durante el desarrollo
embrionario y del adulto, tipos de mutaciones que afectan a las cadenas de la
hemoglobina.
• Exógenas (virus del papiloma humano)
• Multifactoriales (cáncer), propiedades básicas de una célula
cancerosa, factores etiológicos del cáncer
3.2 Regulación del ciclo
celular
• Cáncer
• Propiedades básicas de una célula cancerosa
• Factores etiológicos del cáncer
• Ciclinas, cinasas dependientes de ciclinas, fosfatasas
• El papel de Rb y p53 en la regulación del ciclo celular
• Genes supresores de tumor, proto-oncogones y oncogenes
• Vía de señalización de ras y NF-KB
OBJETIVO DE LA UNIDAD 3:
• Que el alumno analice algunas patologías como el Cáncer, su
definición, clasificación, regulación, las propiedades que tienen las células
cancerosas y analice las principales vías de señalización comprendidas en dicha
patología.
PRODUCTO DE LA UNIDAD 3:
• Debate, el alumno establecerá un punto de vista sobre el
tema de Cáncer y justificará y defenderá el mismo dentro de un foro de
análisis, que se realizará en la plataforma Moodle.