Datos Identificativos 2012/13
Asignatura (*) Biomoléculas e as súas aplicacións ao medio ambiente Código 610446203
Titulación
Mestrado universitario en Química Ambiental e Fundamental
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Mestrado Oficial 1º cuadrimestre
 Primeiro Optativa 6
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Bioloxía Celular e Molecular
Coordinación
Gonzalez Siso, Maria Isabel
 Correo electrónico
isabel.gsiso@udc.es
Profesorado
Becerra Fernandez, Manuel
Gonzalez Siso, Maria Isabel
Lamas Maceiras, Mónica
Rodriguez Belmonte, Esther
 Correo electrónico
manuel.becerra@udc.es
isabel.gsiso@udc.es
monica.lamas@udc.es
esther.belmonte@udc.es
Web
Descrición xeral Dentro del Máster en Química Ambiental y Fundamental, esta asignatura, claramente interdisciplinar, pretende enseñar al alumno una serie de conceptos para comprender ciertas metodologías y técnicas procedentes de numerosas ciencias, y que se emplean en el análisis y manipulación de biomoléculas, con el fin de aplicarlas tanto a la investigación básica como a la resolución de problemas prácticos y la obtención de bienes y servicios. Además, el temario de esta asignatura, está basado en ciencias muy dinámicas, como la Bioquímica, la Biología Molecular y la Biotecnolgía, todas ellas en continuo crecimiento y expansión, lo que obliga, tanto a profesores como alumnos, a mantenerse al día consultando fuentes bibliográficas y artículos de investigación actualizados en lengua inglesa.

Competencias do título
Código Competencias da titulación

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Capacidad para conocer y utilizar los conceptos bioquímicos, técnicas y recursos disponibles en las bases de datos relacionados con los contenidos de la materia AI1
AM1
AM6
 BM1
BM2
BM4
BM5
BM7
BM8
BM11
BM12
BM13
BM15
BM16
 CM3
CM6
CM8
Capacidad para resolver casos prácticos mediante la adquisición de destrezas que permitan llevar a cabo un proyecto simulado de estudio de biomoléculas y sus aplicaciones al medio ambiente. AI1
AM1
AM6
 BM1
BM2
BM4
BM5
BM7
BM8
BM11
BM12
BM13
BM15
BM16
 CM3
CM4
CM5
CM6
CM8

Contidos
Temas Subtemas
INTRODUCCIÓN Introducción y desarrollo de la asignatura
SISTEMAS DE EXPRESIÓN DE BIOMOLÉCULAS HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS PARA LA MODIFICACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS: Enzimas de restricción, ligasas, polimerasas, etc
VECTORES: Plásmidos para la clonación, análisis y expresión de ácidos nucleicos.
SISTEMAS DE CLONACIÓN: Estrategias de clonación de genes de interés.
ANÁLISIS DE LA SECUENCIA: Estrategias de comprobación de la clonación correcta del gen de interés. Análisis de la secuencia de ácidos nucleicos. Predicción y análisis de la secuencia aminoacídica. Búsqueda de homología y de regiones de interés para la modificación de ácidos nucleicos.
SISTEMAS DE EXPRESIÓN: Métodos de expresión y purificación de proteínas recombinantes.
VARIANTES DE PCR Y APLICACIONES LA REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA: Fundamento del método. Automatización. Componentes y condiciones de la reacción. El diseño de cebadores. Fidelidad de la reacción. Polimerasas.
VARIANTES PRINCIPALES DE LA PCR Y SUS APLICACIONES.
EVOLUCIÓN DIRIGIDA E INGENIERÍA DE PROTEÍNAS APLICACIONES DE LAS ENZIMAS EN LOS PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS: Perspectiva histórica. El desarrollo de la industria enzimática.
LA PRODUCCIÓN DE ENZIMAS A ESCALA INDUSTRIAL: Selección de la fuente enzimática. Nuevos métodos de screening. Extremófilos. Procesamiento post-fermentación.
ESTABILIDAD ENZIMÁTICA: Introducción. Importancia industrial de la estabilidad enzimática. Factores que influyen en la estabilidad. Modelos de desactivación. Estabilización de enzimas.
INMOVILIZACIÓN DE CÉLULAS Y PROTEÍNAS. Sistemas de inmovilización. Efecto sobre la actividad y estabilidad.
EL DISEÑO DE PROTEÍNAS: Introducción. Ingeniería versus diseño de proteínas. Reconocimiento de zonas conservadas y con importancia funcional en familias de proteínas. De la secuencia a la estructura de las proteínas: Predicción. Diseño de novo de estructuras proteicas. Técnicas de mutagénesis dirigida. Proteínas híbridas.
LA INGENIERÍA DE PROTEÍNAS: La evolución artificial de proteínas. Estrategias. Variantes de DNA shuffling. Presentación en fagos y en levaduras.
BIOSENSORES BIOSENSORES: Concepto. Unidades funcionales de un biosensor. Principales campos de aplicación. La reacción biológica. Tipos de biosensores.
LAS PROTEÍNAS DE DISEÑO EN EL DESARROLLO DE BIOSENSORES: Concepto de biosensor genérico. Modificación de proteínas para adaptarlas a su función en biosensores.
INGENIERÍA METABÓLICA Y APLICACIONES AL MEDIO AMBIENTE APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES: Metodologías biotecnológicas para la detección de contaminantes. El papel de la Biotecnología en el tratamiento de residuos industriales. Utilización de subproductos y tecnologías limpias. Ingeniería Metabólica.
EL TRATAMIENTO BIOTECNOLÓGICO DE LACTOSUEROS: Problemática contaminante y reutilización de sueros lácteos.
EL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS LIGNOCELULÓSICOS: Importancia y posibilidades de utilización.
Prácticas de laboratorio: Ingeniería metabólica de Saccharomyces cerevisiae para la valoración de lactosueros P1: Producción de proteínas heterólogas por levaduras. Transformación de levaduras (Método del acetato de Litio).
P2: Obtención de extractos crudos de levadura.
P3: Medición cualitativa y cuantitativa de actividad beta-galactosidasa.
P4: Determinación de concentraciones proteicas.
P5: Inmovilización de células por atrapamiento en geles.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 20 26 46
Seminario 4 4 8
Prácticas de laboratorio 15 15 30
Prácticas a través de TIC 7 21 28
Traballos tutelados 3 15 18
Proba mixta 2 12 14
Estudo de casos 1 4 5
 
Atención personalizada 1 0 1
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición de temas por parte del profesor con medios audiovisuales (proyector de transparencias y presentaciones en formato .ppt). Cada tema introducido por el profesor podrá ser complementado por el resto de las actividades propuestas. Las diapositivas presentadas en clase estarán a disposición de los alumnos a través de Moodle. Tras la exposición de cada tema habrá un turno de preguntas para resolver cualquier duda.
Seminario Realización por parte del alumno de trabajos seleccionados por el profesor y/o el propio alumno.
Prácticas de laboratorio Las clases prácticas se realizarán en un laboratorio y consistirán en un pequeño trabajo de investigación en el que los alumnos aprenderán a utilizar herramientas y metodologías utilizadas en Bioquímica y Biología Molecular. El trabajo se realizará en pequeños grupos – dependiendo del número de matriculados- . Al final del trabajo, el grupo tendrá que redactar, a modo de publicación, la metodología empleada, los resultados obtenidos y una discusión sobre los mismos. Todos los datos serán contrastados con los obtenidos por el resto de los grupos y se abrirá un debate para discutir los resultados.
Prácticas a través de TIC Las prácticas de informática se realizarán en el Aula de Informática disponible en la facultad de Ciencias. En estas prácticas los alumnos se familiarizarán con las bases de datos y programas específicos para la realización de trabajos relacionados con la asignatura. Estas prácticas serán semipresenciales. Se programarán unos días para que el profesor enseñe al alumno el manejo de las herramientas informáticas que el alumno necesitará para la realización de un trabajo personal. El trabajo consistirá en el diseño de una estrategia de clonación y modificación de la secuencia del gen clonado, así como el método de expresión y purificación de la proteína recombinante virtual.
Traballos tutelados Presentación organizada de los resultados obtenidos en los trabajos prácticos de laboratorio
Proba mixta Examen de conocimientos adquiridos en la asignatura
Estudo de casos Revisión de casos prácticos publicados en revistas científicas internacionales y de actualidad en el campo de la Bioquímica, Biología Molecular y Biotecnología y con aplicaciones medioambientales

Atención personalizada
Metodoloxías
Seminario
Prácticas de laboratorio
Prácticas a través de TIC
Traballos tutelados
Proba mixta
Estudo de casos
Descrición
Se recomienda el uso de las tutorías individuales a los alumnos con dificultades en la elaboración de los trabajos o en la comprensión de los contenidos de la materia.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Sesión maxistral asistencia y participación activa 10
Seminario Elaboración, presentación oral y por escrito de seminarios impartidos 20
Prácticas a través de TIC Resolución de boletín 20
Traballos tutelados Presentación/discusión de los resultados del trabajo de laboratorio 10
Proba mixta Examen 30
Estudo de casos Discusión de artículos científicos de actualidad 10
 
Observacións avaliación
-La realización de las prácticas de laboratorio es obligatoria.

-El examen de teoría no es obligatorio si se ha participado y superado cada una de las actividades mencionadas anteriormente.

-Para que un alumno sea considerado NO PRESENTADO en la convocatoria ordinaria será necesario que éste no haya tomado parte en NINGUNA de las actividades descritas arriba (incluidas las prácticas de laboratorio)

-Para obtener matrícula de honor tendrán preferencia las mejores notas de la convocatoria de Junio

Fontes de información
Bibliografía básica

· Thieman, W. J., Palladino, M. A. (2010). Introducción a la Biotecnología. Pearson.

· González Siso, M. I. (1999). La Biotecnología en el tratamiento de residuos industriales. A Coruña. Universidade da Coruña. Servicio de Publicacións.

· Cerdán Villanueva, M. E., Freire Picos, M. A., González Siso, M. I. y Rodríguez Torres, A. M. (1997). Biología Molecular. Avances y Técnicas generales. A Coruña. Universidade da Coruña

· Perera, J., Tormo, A., García, J. L. (2002). Ingeniería Genética. Vol I y II. Madrid. Síntesis

· Smith, J. E. (2004). Biotechnology, 4th Ed. Cambridge University Press

Bibliografía complementaria





· Ratledge, C. (2002). Basic Biotechnology. Cambridge . Cambridge University Press

· Schmid, R.D. (2003). Pocket guide to Biotechnology and Genetic Engeneering. John Wiley and Sons.

· Ausubel, F.M.; Brent, R.; Kingston , R.E. and Moore, D.D. (1999) Short Protocols in Molecular Biology, 4ª Ed. John Wiley & Sons.

· Bowtell, D. and Sambrook, J. (2002). DNA Microarrays: A Molecular Cloning Manual.

· Burke, D.; Dawson, D.; Stearns, T. (2000). Methods in Yeast Genetics: A Cold Spring Harbor Laboratory Course Manual. CSHL Press.

· Sambrook and Russell. (2001). Molecular cloning. A laboratory manual. CSHL Press.

· Wu, W., Welsh, M. J., Kaufman, P. B., Zhang, H. H. (1997) Methods in Gene Biotechnology. CRC Press

· Borem, A., Santos, F. R., Bowen, D. E. (2003). Understanding Biotechnology. Prentice Hall PTR

· Walter, J. M. y Gingold. E. B (1997). Biología Molecular y Biotecnología . Zaragoza. Acribia

·     Glick, B. R.  (2003). Molecular Biotechnology: Principles and Application of Recombinant DNA. American Society Microbiology.

 

·     Luque, J., Herráez, A.   (2001). Texto Ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética. Harcourt.

 

·     Sensen W.C. (2005). Handbook of Genome Research (Vol. 1 y 2). Wiley-VCH

 

·     Thiel, T., Bissen, S. T., Lyons, E. M.  (2001). Biotechnology: DNA to Protein. A Laboratory Project in Molecular Biology.

 

·     Wink, M.  (2006). An introduction to molecular Biotechnology: from molecular biological fundamentals to methods and applications in modern biotechnology. Verlag Chemie, GmbH

Outros materiais de apoio:

· Publicaciones periódicas con acceso electrónico desde la UDC: Trends in Biotechnology, Current Opinion in Biotechnology, Nature Biotechnology, Biotechnology Advances, Journal of Biotechnology, Biotechnology and Bioengineering, Enzyme and Microbial Technology, Biochemical Engineering Journal, Biotechnology Letters, Biotechnology Progress,Bioresource Technology, Process Biochemistry, etc....

· Bases de datos como Medline o SGD, páginas con links a recursos bioinformáticos como Expasy, etc

· Páginas de temas generales como:

- http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Thinktank/9383/ (Biotecnología y Sociedad)

- http://www.gen-es.org/ (Fundación Genoma España)

· Materiales disponibles en la página web de la asignatura

Recursos web:

ExPasy http://us.expasy.org

CMS Molecular Biology Resource http://restools.sdsc.edu

Molecular Biology Jump Station http://www.highveld.com/pages/molbiol.html

PubMed http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

SciCentral http://www.scicentral.com/

GeneBank http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/

EMBL http://www.ebi.ac.uk/embl/


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Estructura tridimensional e interaccións de biomoléculas/610446207

Materias que continúan o temario

Observacións
Se recomiendo a los alumnos visitar Moodle en donde podrán obtener las presentaciones de las clases teóricas, artículos de revisión y boletines de trabajo para los alumnos. Para obtener buenos resultados es fundamental la participación en las clases y actividades así como el trabajo/estudio diario con el apoyo de fuentes de información contrastadas. Para la elaboración y la presentación de los trabajos deberán tener en cuenta las recomendaciones y las orientaciones dadas por el profesor. Se recomienda utilizar las tutorías para cualquier duda sobre la metodología empleada en los artículos utilizados como fuente para la elaboración del trabajo, y que no sea familiar para el alumno.


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías