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, transpososns 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. 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 lligar un gen eucariota a 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.
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.