Programa de classes teòriques

Tema 1.- Àcids nucleics: 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. Tipus de RNA i funcions. Diferencies entre els mRNAs procariotes i eucariotes. Modificació i maduració del mRNA eucariota

Tema 2.- Anàlisi de l’organització interna d’un genoma

Contingut de DNA en organismes procariotes i eucariotes. La paradoxa del valor C. Estimació del nombre de gens en organismes eucariotes. Cinètiques Cot i les seves aplicacions. DNA repetitiu i DNA únic. Gens de còpia única. Gens de còpia múltiple. Reordenació i intercanvi del material genètic: recombinació homòloga i no-homòloga, seqüències d'inserció i transposons. Amplificació gènica.

Tema 3.- Anàlisi molecular de l’expressió gènica Cinètiques Rot per a l’anàlisi de la complexitat de poblacions de mRNA eucariota. Aplicació a l’estimació del nombre de gens i del número de gens comuns entre diferents cèl·lules i teixits.

Tema 4.- Interacció proteïna-àcid nucleic Reconeixement a nivell molecular entre àcids nucleics i proteïnes. Interaccions específiques i inespecífiques. Patrons estructurals involucrats. Proteïnes reguladores i factors de transcripció.

Tema 5.- 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.

Tema 6.- 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.

Tema 7.-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).

Tema 8.- 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.

Tema 9.- 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.

Tema 10.- 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.

Tema 11.- 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.

Tema 12.- 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 noves tecnologies.

Programa de classes pràctiques

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.

La bibliografia a la biblioteca

Molecular Biology of the Gene. Watson, Hopkins, Roberts, Ateitz & Weiner (2001) Addison-Wesley Pub. Co.

Molecular Biology of the gene. Watson, Baker, Bell, Gann, Levine & Losick (2004) Pearson. CSHL Press.

- Genes VII. Lewin, B.7e edició. Oxford University Press. Existeix versió castellana d'anteriors edicions
 

DNA recombinant:

-Principles of Gene Manipulation. Old & Primrose (1990) Ed. Blackwell.

-Recombinant DNA. A Short Course. Watson, Gilman, Witkowski & Zoller (1992) Ed. Freeman. Existeix versió castellana de l’anterior edició.

-Essential Molecular Biology. A practical approach. (Ed. T. A. Brown) (1993) IRL Press.

-Protein Engineering. A practical approach. (Ed. A.R. Rees, J.E. Sternberg, R. Wetzel) (1992) IRL Press.

-Directed Mutagenesis. A practical approach. (Ed. M. J. McPherson) (1991) IRL Press

-Plant Molecular Biology. D. Grierson, S. N. Covey (1993) Blackie Academic& Professional

 An introduction to recombinant DNA in medicine. A. E. Emery & S. Malcolm (1995) John Wiley & Sons Ltd, England

Texto Ilustrado de Biologia Molecular e Ingeniería Genética (2001) J. Luque & A. Herraez. Ed. Harcourt

Llibres generals recomanats:

-Bioquímica (3era ed.). Mathews, van Holde & Ahern (2002) 3era ed. Addison-wesley

-Fundamentals of Biochemistry. Voet, Voet & Pratt (1999). Wiley & Sons. New York.

Biochemistry (5e ed.) Berg, Tymoczko & Stryer (2001) Freeman & Co.

-Principios de Bioquímica. Nelson & Cox (2002) 3era ed. Ed. Omega.

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 obligatoria.

La nota de pràctiques és un 20% de la nota final (teoria 80% de la nota final). La nota de pràctiques es sumarà a la nota de teoria sempre i quan aquesta última sigui igual a 4 o superior.