Biología Molecular

Asignatura impartida por personal del GENZ y otros profesores del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular-A.

Profesorado

Dr. José Tudela Serrano. Catedrático de Universidad (Coordinador de la asignatura, tudelaj@um.es, http://www.um.es/genz).

Clases Teóricas

0. Biología Molecular y Biotecnología. Biomoléculas y sectores empresariales: Biotecnologías sanitaria (roja), agroalimentaria (verde), marina (azul), industrial (blanca) y de gestión empresarial (gris). Escalado industrial. Nanobiotecnologías y Bionanotecnologías. Biotecnologías Ómicas. Actividad bioquímica o bioactividad. Actividades docentes y criterios de evaluación. Formación continua.

Proteómica

1. Proteómica preparativa. Obtención y producción de proteínas. Purificación cromatográfica preparativa de proteínas. Péptidos e hidrólisis enzimática de proteínas. Reticulación en geles proteicos.

2. Proteómica estructural. Separación e identificación analítica de proteínas. Cromatografía y electroforesis de proteínas. Espectrometría de masas de proteínas (P-MS: ESI-TOF, MALDI-TOF). Proteoma y huella peptídica.

3. Proteómica funcional. Proteínas biomarcadoras y biotecnología. Bases de datos en proteómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Glicómica

4. Glicómica preparativa. Obtención y producción de polisacáridos, oligosacáridos y monosacáridos. Hidrólisis enzimática de glícidos. Reticulación y encapsulación en geles y partículas glicídicas.

5. Glicómica estructural. N-Glicanos y O-glicanos en glicoproteínas. Espectrometría de masas y resonancia magnética de glícidos (G-MS, G-NMR). Glicoma y huella glicídica.

6. Glicómica funcional: Glicoproteínas biomarcadoras y biotecnología. Bases de datos en glicómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Lipidómica

7. Lipidómica preparativa. Obtención y producción de lípidos. Hidrólisis enzimática de lípidos. Encapsulación en vesículas lipídicas. Emulsiones.

8. Lipidómica estructural. Lípidos, proteolípidos y glicolípidos, Espectrometría de masas y resonancia magnética de lípidos (L-MS, L-NMR). Lipidoma y huella lipídica.

9. Lipidómica funcional. Lípidos biomarcadores y biotecnología. Bases de datos en lipidómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Metabolómica

10. Metabolómica preparativa. Obtención y producción de metabolitos. Hidrólisis enzimática de metabolitos. Estabilización y conservación de metabolitos.

11. Metabolómica estructural. Metabolitos volátiles (GC) y no volátiles (CE, LC). Oligoelementos: Espectroscopías AA, EA, ICP-EOS e ICP-MS. Espectrometría de masas de metabolitos (M-MS: SQ, QqQ, IT, MSⁿ). Espectrometría de resonancia magnética de metabolitos (NMR: ¹H, ¹³C, 2D). Metaboloma y huella metabólica.

12. Metabolómica funcional. Metabolitos biomarcadores y biotecnología. Relaciones estructura-bioactividad. Metabolómica, metabonómica y biología de sistemas. Bases de datos en metabolómica. Aplicaciones biotecnológicas seleccionadas.

Seminarios

Biología Molecular y Biotecnología

Trabajo escrito con extensión libre y resumen oral realizados por cada alumno, seguido de comentario global en el aula bajo la supervisión del profesor. Tema: Obtención, estructura, propiedades, función y aplicaciones de una biomolécula asignada por el profesor, en los sectores empresariales de la Biotecnología:

l Seminarios sobre Biología Molecular y Biotecnologías sanitaria (roja), agroalimentaria (verde), marina (azul), industrial (blanca) y de gestión empresarial (gris).

l Seminarios sobre Biología Molecular, Nanobiotecnologías y Bionanotecnologías.

l Seminarios sobre Biología Molecular y Biotecnologías Ómicas: Proteómica, glicómica, lipidómica y metabolómica.

Clases Prácticas

P1. Proteómica Preparativa

l Purificación cromatográfica de proteínas. FPLC-IEXC, cromatografía de intercambio iónico.

l Determinación de la concentración de proteína en fracciones cromatográficas. UV-Vis, Método de Bradford.

P2. Proteómica Estructural

l Determinación de la masa molar y el pI de proteínas. SDS-PAGE, electroforesis en gel de poliacrilamida con SDS. IEF, isoelectroenfoque.

P3. Proteómica Funcional

l Bioactividad catalítica de enzimas. UV-Vis y fluorescencia, sustratos cromogénicos y fluorogénicos.

l Bioactividad antitumoral de fármacos y despigmentante de cosméticos. Inhibidores de enzimas marcadoras. UV-Vis, inhibidores de tirosinasa, melanoma y melanogénesis.

P4. Glicómica Preparativa

l Preparación de milipartículas gelificadas. Gelificación de polisacáridos y reticulación de enzimas.

P5. Glicómica Estructural

l Identificación y determinación de glicósidos y agliconas en fármacos y cosméticos. HPLC-DAD, glicósidos y agliconas nutricéuticos y cosmecéuticos.

P6. Glicómica Funcional

l Bioactividad catalítica de milipartículas gelificadas. Liberación controlada de proteínas reticuladas en geles de polisacáridos.

P7. Lipidomica Preparativa

l Preparación de lípidos de plantas aromáticas y medicinales. Extracción con disolventes y concentración mediante evaporación a vacío.

P8. Lipidómica Estructural

l Identificación y determinación de lípidos volátiles de plantas aromáticas y medicinales. GC-MS, cromatografía de gases con detección por espectrometría de masas.

P9. Lipidómica Funcional

l Bioactividad nutricéutica y cosmecéutica. Preparación y liberación controlada de biomoléculas encapsuladas en liposomas. Dispersión ultrasónica y exclusión por tamaño. GFC, cromatografía de filtración en gel.

P10. Metabolómica Preparativa

l Preparación de metabolitos de plantas medicinales. Extracción con agua y vapor.

P11. Metabolómica Estructural

l Identificación y determinación de metabolitos de plantas medicinales. HPLC-DAD, polifenoles, flavonoides, taninos y alcaloides.

P12. Metabolómica Funcional

l Determinación de metabolitos y fármacos en fluidos biológicos. UV-Vis, metabolitos en sueros humanos normal y patológico.

l Bioactividad antioxidante de biomoléculas nutricéuticas y cosmecéuticas. UV-Vis y fluorescencia, radicales libres, capacidad antioxidante y unidades TEAC.

Horarios Semana 3, Primera Parte.

Grupo 1. (L-26/09/11) a (X-28/09/11), de 15 a 20 horas, Laboratorio A3 (Planta 1, ala A) y , Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Grupo 2. (L-26/09/11) a (X-28/09/11), de 15 a 20 horas, Laboratorios E1, E7 y E12 (Planta 3, ala E), Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Horarios Semana 3, Segunda Parte.

Grupo 2. (J-29/09/11) a (V-30/09/11), de 15 a 20 horas y (V-30/09/11), de 9 a 14 horas, Laboratorio A3 (Planta 1, ala A), Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Grupo 1. (J-29/09/11) a (V-30/09/11), de 15 a 20 horas y (V-30/09/11), de 9 a 14 horas, Laboratorios E1, E7 y E12 (Planta 3, ala E), Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Tutorías

Durante estas sesiones el estudiante podrá:

- Preguntar al profesor, preferiblemente de forma presencial, todas aquellas dudas que no hayan podido ser solucionadas durante las clases presenciales teóricas y prácticas.

- Solicitar bibliografía de ampliación específica de algún tema concreto y/o cualquier otro tipo de información relacionada con la asignatura.

- Visitar laboratorios de investigación y participar en demostraciones prácticas con instrumentación avanzada, sobre metodologías de investigación relacionadas con las clases presenciales teóricas y prácticas.

Horarios

- Cita previa mediante Email con cada Profesor. Despachos y Laboratorios de Investigación, Depto. Bioquímica y Biología Molecular-A, Edificio de Veterinaria.

Evaluación

Clases Teóricas (70 %). Examen tipo test (*). Cuatro respuestas incorrectas restan una respuesta correcta.
Seminarios (15 %). Seminario sobre Biología Molecular y Biotecnología. Trabajo bibliográfico (Word-XP, *.doc) y resumen oral (Power Point-XP, *.ppt) sobre una biomolécula con aplicaciones biotecnológicas. Entrega de archivos en CD-ROM. Asistencia y resumen oral de cada alumno en clase (Diciembre), durante 5 minutos con 5 diapositivas, seguida de comentarios sobre el tema con el resto de alumnos y el profesor.
Clases Prácticas (10 %). Cuaderno de laboratorio con los resultados experimentales y la interpretación de las actividades realizadas durante las clases prácticas en laboratorio.
Tutorías (5 %). Asistencia y participación activa en las tutorías ofrecidas por los profesores de la asignatura.

Horarios

Convocatoria	Prueba	Fecha	Aulas	Hora	Duración
Diciembre	Seminarios	(12 al 15/12/11)	Aula 2/4 (F. Biología)	10:00	5 min
Diciembre	Seminarios	(19 al 22/12/11)	Aula 2/4 (F. Biología)	10:00	5 min
Febrero	Examen	(25/01/12)*	Aula 0/5 (F. Biología)	11:30	³ 2 h
Junio	Examen	(11/06/12)*	Aula (F. Biología)		³ 2 h
Septiembre	Examen	(05/09/12)*	Aula (F. Biología)		³ 2 h

(*) Examen tipo test. Los alumnos deberán acudir al examen con su DNI, lápiz y goma de borrar.

Bibliografía

Textos generales: Biología Molecular y Biotecnología

· “Bioquímica”; L. Stryer, Reverté.

· “Bioquímica”; A.L. Lehninger, Omega.

· ”The Cell (A Molecular Approach)”; G.M. Cooper, ASM Press.

· “Biología Molecular de la Célula”; B. Alberts, et al., Omega.

· “Biología Celular y Molecular”; H. Lodish et al., Médica Panamericana.

· “Bioquímica Clínica”; J M González de Buitrago, McGraw-Hill Interamericana.

· “Bioquímica Clínica y Patología Molecular”; X. Fuentes et al., Reverté.

· “Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations”; T.M. Devlin, Wiley Liss.

· “Biotecnología Alimentaria”; M. García Garibay, R. Quintero y A. López-Munguía, Limusa.

· “Biotecnología Básica”; J. Bu’Lock y B. Kristiansen, Acribia.

· “Biología Molecular y Biotecnología”; J.M. Walker y E.B. Gingold, Acribia.

Textos generales: Proteómica

· “Proteomics in Drug Research”, M. Jamacher et al., Wiley.

· “Proteomics: Methods and Protocols”, J. Reinders & A. Sickmann, Springer.

· “Proteomics in Practice”, R. Westermeier et al., Wiley.

Textos generales: Glicómica

· “Functional Glycomics: Methods and Protocols”; J. Li, Springer.

· “Glycomics: Methods and Protocols”, N.H. Packer et al., Springer.

Textos generales: Lipidómica

· “Lipidomics: Methods and Protocols”, Vols. 1 and 2, D. Armstrong, Springer.

· “Life-As a Matter of Fat. The Emerging Science of Lipidomics”, O.G. Mouritsen, Springer.

Textos generales: Metabolómica

· “Metabolomics, Metabonomics and Metabolic Profiling”, W.J. Griffiths, RSC Publishing.

· “Metabolomics: A Powerful Tool in Systems Biology”, J. Nielsen & M.C. Jewett, Springer.

· “Metabolomics: Methods and Protocols”, W. Weckwerth, Springer.

Revisiones especializadas

· Annual Review of Biochemistry

· Biochemical Education

· CRC Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology

· Current Biology

· Current Opinion in… Cell Biology, Neurobiology, Structural Biology, Biotechnology.

· Investigación y Ciencia

· Nature

· Science

· Trends in… Biochemical Sciences, Biotechnology, Genetics, Cell Biology, Molecular Medicine, Neurosciences.

INTERNET

Web de la asignatura

www.um.es/genz/Docencia/BiologiaMolecular.htm

Otros sitos web de interés relacionados con la asignatura

www.um.es/genz , www.um.es/genz/e00605/search.htm

www.um.es/genz/Docencia/Doctorado.htm , www.um.es/biomybiotec

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