Genética Molecular

Temática del curso.

La asignatura de genética molecular aporta al perfil del egresado(a) de Lic. en Biología los elementos necesarios para poder entender los mecanismos relacionados a la expresión de los genes así como a su manejo atreves de técnicas moleculares y su uso potencial en los procesos biotecnológicos, siendo esta una disciplina que se encuentra en constante transformación.

Esta asignatura consiste en conocer la estructura de los genes así como los mecanismos que rigen la replicación y expresión génica siendo la competencia especifica la capacidad de aplicar las técnicas y procedimientos empleadas para manipular las moléculas de ADN.

La asignatura de Genética Molecular tiene relación con asignaturas precedentes como lo son Química al proporcionarle las bases de los tipos de enlaces e interacciones entre los elementos y moléculas, con la asignatura de Bioquímica al aportarle las bases de los procesos enzimáticos y de metabolismo celular, con la asignatura de Biología Celular al contribuir con el conocimiento de las técnicas utilizadas en procesos de purificación y análisis del contenido celular, con la asignatura de Microbiología al proporcionarle las bases de las técnicas para el estudio, manejo y caracterización de los cultivos y con la asignatura de Genética al aportarle las bases para la comprensión de los procesos hereditarios y su aplicación en programas de

mejoramiento genético.

Justificación.

El programa de la asignatura en Genética Molecular se organiza en 6 temas que incluyen aspectos históricos, teóricos y de aplicación en investigación básica y aplicada. El primer tema introduce al estudiante en los aspectos históricos y básicos de la Genética Molecular.

Los temas dos, tres y cuatro estudian los procesos de control de la expresión génica través de los diferentes mecanismos enzimáticos así como de los diferentes mecanismos de inhibición. El quinto tema ayuda a identificar las diferentes técnicas aplicadas en la detección y manipulación de genes así como de proteínas basándose en su procedencia.

El sexto tema permite identificar las aplicaciones biotecnológicas resultado del manejo responsable de genes de interés diagnóstico y/o comercial.

Los contenidos serán abordados con un enfoque de proceso a nivel de genoma funcional. El estudiante identificará rasgos generales y particularidades, por grupos de organismos de diferentes niveles evolutivos, de los procesos básicos moleculares a nivel nucleotídico. A partir de esas diferencias se ve el avance en complejidad de estos procesos y las nuevas estructuras y maneras de funcionamiento y control genético. Los estudiantes identificarán que esos procesos constituyen el fundamento de los diferentes métodos de estudio desarrollados para manipular genéticamente a diferentes organismos.

Finalmente los estudiantes verán como estas técnicas se integran en proyectos concretos con fines prácticos y aplicados mediante el estudio de casos seleccionados y otros sugeridos a partir de problemas existentes en diversas esferas de la vida práctica.

Considerando lo anterior es de gran importancia que el estudiante desarrolle hábitos de estudio y de trabajo para que adquiera características propias de un investigador.

El docente debe ser un profesional en el ámbito de la Biología, conocedor de los procesos y técnicas involucrados en el estudio del ADN y ARN.

Objetivos.

General

Conocer la estructura de los genes así como los mecanismos que rigen la replicación y expresión génica siendo la competencia especifica la capacidad de aplicar las técnicas y procedimientos empleadas para manipular las moléculas de ADN y ARN.

Específicos.

1. Conocer y dominar los aspectos históricos (hechos y personajes), importancia, aplicaciones, métodos de estudio, bases físicas de la genética en las plantas.

2. Conocer, dominar y manejar la naturaleza, organización, función, expresión, transmisión y evolución de la información genética en los organismos vivos.

3. Conocer, dominar y manejar los conceptos teóricos y prácticos fundamentales de las leyes que rigen la herencia y variación de las características biológicas mendelianas de las plantas.

4. Conocer, dominar y manejar los conceptos teóricos y prácticos fundamentales de las características biológicas de herencia y variación no mendeliana en las plantas.

5. Orientar al estudiante en la búsqueda, lectura, interpretación y evaluación crítica de algunos resultados de propuestas de investigación básica y aplicada en los diferentes métodos de estudio de la genética en las plantas.

Contenido de curso.

Unidad de Aprendizaje I. Principios de la Genética Molecular.

1.1. Cronología y evolución histórica mundial y nacional de la Genética (Biología) Molecular.

1.2. Estructura y propiedades del ADN y ARN.

1.3. Organización celular del material genético: genes, exones e intrones.

1.4. Genomas funcionales. Cromosomas, plásmidos y transposones.

Apuntes (Descargar)

Historia de la genética Molecular (Descargar)

Presentacion (Descargar)

Unidad de Aprendizaje II. Replicación y reparación del material genético en virus, procariotas y eucariotas.

2.1. Definición del dogma central de la genética molecular.

2.2 Replicación

2.2.1 Etapas de la replicación: iniciación,

elongación y terminación.

2.2.2 Enzimas participantes y su función

en el mecanismo integral de la replicación.

2.3 Estudio comparativo de la replicación

procariotas y eucariotas.

2.4. Control de la replicación.

2.5 Inhibidores de la Replicación

2.6 Reparación del ADN

2.7 Replicación viral

Apuntes (Descargar)

Replicación y reparación. (Descargar)

Presentacion (Descargar)

Unidad de Aprendizaje III. Transcripción.

3.1 Visión general del proceso de expresión génica: transcripción y traducción.

3.2. Etapas de la transcripción en procariontes

3.3 Etapas de la transcripción en eucariontes.

3.4. Maduración del ARN

3.5 Regulación y control de la transcripción en procariontes y eucariontes.

3.6 Inhibidores de la Transcripción

Apuntes (Descargar)

Transcripción. (Descargar)

Presentacion (Descargar)

Unidad de Aprendizaje IV. Traducción y modificaciones post- traduccionales.

4.1. Traducción. Etapas del proceso de traducción.

4.2 Estructura funcional de los ribosomas y poliribosomas.

4.3 Código genético

4.4. Procesamiento postraduccional de las proteínas.

4.5. Regulación de la expresión genética en procariotas

4.5.1 Mecanismos de regulación positiva y negativa. Operones y regulones.

4.5.2. Funcionamiento de operones: operón lactosa y Operón triptófano.

4.5.3. Funcionamiento de regulones. El plasmido Ti de Agrobacterium tumefaciens. Importancia biotecnológica.

4.6 Inhibidores de la Traducción

Apuntes (Descargar)

Traducción. (Descargar)

Presentación (Descargar)

Unidad de Aprendizaje V. Técnicas de Análisis y Manipulación de Ácidos Nucleicos

5.1. Métodos de purificación y análisis de los ácidos nucleicos.

5.2 Técnicas de clonación de genes. Construcción de bibliotecas de ADN.

5.3. Amplificación in vitro de ADN (Reacción en Cadena de la Polimerasa - PCR). Bases moleculares de su funcionamiento.

5.4. Tecnología del ADN recombinante.

5.4.1 Enzimas de restricción y modificación

5.4.2 Vectores de transformación.

5.4.3 Ligación de fragmentos de ADN.

5.4.4 Transformación de bacterias, Escherichia coli.

5.4.5 Marcadores de selección y genes reporteros.

5.4.6 Transformación de eucariotas.

5.5. Análisis de la expresión génica. Inmunoidentificación de colonias. Western blot. Sistemas phage display

5.6 Marcadores Moleculares

5.7 Secuenciación de ácidos nucleicos. Métodos de secuenciación.

5.8 Microarreglos de ADN. Tipos, función y fundamento. Importancia terapéutica.

Apuntes (Descargar)

Tecnicas (Descargar)

Presentación (Descargar)

Unidad de Aprendizaje VI. Aplicaciones científicas y comerciales

6.1 Mejoramiento genético asistido a partir de marcadores moleculares

6.2 Desarrollo de Sistemas de Diagnóstico

6.3. Producción de proteínas de interés farmacéutico, agrícola e industrial en sistemas heterólogos

6.4 Elucidación de la relación gen-función.

6.5 Secuenciación de genomas completos.

6.6. Obtención de organismos Transgénicos.

6.7. Ventajas y Desventajas de las aplicaciones de la Genética Molecular

6.8. Proyectos genoma. “Genomics” análisis funcional de secuencias provenientes de bancos de datos.

6.9. Utilización de las herramientas bioinformáticas para el análisis de genes y regiones de interés. Cómo determinar comparativamente regiones conservadas y variables.

Apuntes (Descargar)

Aplicaciones (Descargar)

Presentación (Descargar)

Microcurrícula (Descargar)