EN LA DOCENCIA DE ESTA MATERIA PARTICIPA TAMBIÉN LA SIGUIENTE PROFESORA DE LA UVIGO:
Ana Gago Martínez (e-mail: anagago@uvigo.es)
Dentro del Máster en Biotecnología Avanzada, esta asignatura, pretende enseñar al alumno una serie de conceptos para comprender ciertas metodologías y técnicas que se emplean dentro del campo de la Biotecnología, con el fin de aplicarlas tanto a la investigación básica como a la aplicada. El temario de esta asignatura, abarca técnicas tan diversas como las relacionadas con la resolución estructural de biomoléculas, espectromotretía de masas, técnicas de nanobiotecnología, de teledetección y análisis de imágenes. Técnicas 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.
Study programme competencies
Code
Study programme competences / results
A3
Coñecer as aplicacións biotecnolóxicas dos microorganismos, plantas e animais e saber manipulalos de cara á súa aplicación biotecnolóxica.
A6
Coñecer e saber aplicar en biotecnoloxía técnicas convencionais, instrumentais así como tecnoloxías como a nanotecnoloxía e teledetección.
A7
Saber buscar, obter e interpretar a información das bases de datos biolóxicos: xenómicas, proteómicas, transcriptómicas e metabolómicas e utilizar as ferramentas básicas da bioinformática.
A26
Coñecer as aplicacións da biotecnoloxía ao desenvolvemento sostible.
B1
Capacidade de análise e síntese (localización de problemas e identificación das causas e a súa tipoloxía).
B2
Capacidade de organización e planificación de todos os recursos (humanos, materiais, información e infraestruturas).
B3
Capacidade de xestión da información (con apoio de tecnoloxías da información e as comunicacións).
B4
Capacidade de planificación e elaboración de estudos técnicos en biotecnoloxía microbiana, vexetal e animal.
B5
Capacidade de identificar problemas, buscar solucións e aplicalas nun contexto biotecnolóxico profesional ou de investigación.
B6
Capacidade de comunicación oral e escrita dos plans e decisións tomadas.
B7
Capacidade para formular xuízos sobre a problemática ética e social, actual e futura, que propón a Biotecnoloxía.
B8
Capacidade de comunicación eficazmente coa comunidade científica, profesional e académica, así como con outros sectores e medios de comunicación.
B10
Capacidade de Traballo nun contexto de sostibilidade, caracterizado por: sensibilidade polo medio ambiente e polos diferentes organismos que o integran así como concienciación polo desenvolvemento sostible.
B11
Racionamento crítico e respecto profundo pola ética e a integridade intelectual.
B13
Aprendizaxe autónoma.
B15
Sensibilización cara á calidade, o respecto medioambiental e o consumo responsable de recursos e a recuperación de residuos.
Learning aims
Learning outcomes
Study programme competences / results
Conocer los principios de las técnicas que se utilizan para la determinación estructural de macromoléculas biológicas: Difracción de Rayos X, RMN y microscopía electrónica
Conocer los fundamentos y aplicaciones de la espectrometría de masas
AC6 AC7
BC1 BC2 BC3 BC4 BC5 BC6 BC8 BC10 BC11 BC13 BC15
Conocer los principios y aplicaciones de la Nanobiotecnología
AC3 AC6 AC26
BC1 BC3 BC7 BC8 BC10 BC13 BC15
Conocer los principios y aplicaciones de la Teledetección
AC6
BC1 BC2 BC3 BC4 BC5 BC6 BC10 BC13 BC15
Familiarizar al alumno con los conceptos relacionados con la captación y tratamiento de imágenes biomédicas
AC6
BC1 BC2 BC3 BC4 BC6 BC7 BC8 BC11 BC13
Contents
Topic
Sub-topic
ESTRUCTURA DE MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS MEDIANTE CRISTALOGRAFÍA DE RAYOS X.
Conceptos básicos. Cristales y simetría. Difracción de rayos X. El problema de la fase. Métodos de resolución estructural. Trazado de la cadena polipeptídica y refinamiento. El modelo final. Validación del modelo estructural. Modos de representación estructural. Complementariedad de las técnicas estructurales.
LA MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN APLICADA A LA DETERMINACIÓN ESTRUCTURAL DE MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS
Fundamentos de la microscopía electrónica. Preparación de las muestras: tinción negativa, criomicroscopía electrónica. Determinación estructural de especímenes biológicos.
ESTRUCTURA DE PROTEÍNAS POR RMN
Introducción a la RMN: El fenómeno físico de RMN, condiciones para la RMN. Núcleos más estudiados: 1H, 13C, 15N. Magnetización macroscópica: principios básicos. Espectroscopia de pulsos: descripción básica de un experimento de pulsos. Instrumentación en RMN. La FID. El desplazamiento químico. Constantes de apantallamiento: contribuciones diamagnéticas, paramagnéticas y no locales. Desplazamiento químico de protón. Origen de los diferentes desplazamientos químicos. Desplazamiento de carbono-13 y nitrógeno-15. Acoplamiento espín-espín. Constantes de acoplamiento. La regla N+1. Espectros de primer orden. Procesos de relajación. Efecto nuclear Overhauser.
RMN Multidimensional: Principios Básicos. Tipos de experimentos. Experimentos homonucleares COSY, TOCSY, NOESY y ROESY. Experimentos HMQC, HSQC-Editado, HMBC. Experimento TROSY. Experimentos de eliminación de disolvente. Experimentos 3D de triple resonancia: HNCA, HN(CO)CA, CBC(CO)NH, CBCANH y NHCACB.
ESPECTROMETRÍA DE MASAS
Introducción, fundamentos y características de los espectros de masas. Componentes Instrumentales. Modos de ionización en espectrometría de masas (ESI, MALDI; etc.). Tipos de analizadores. Espectrometría de masas en tándem. Aplicaciones cualitativas y cuantitativas. Acoplamientos con las técnicas cromatográficas ( cromatografía de gases – espectrometría de masas; cromatografía de líquido – espectrometría de masas). Aplicaciones de la espectrometría de masas en biotecnología.
TÉCNICAS DE NANOBIOTECNOLOGÍA
Introducción. Conceptos básicos sobre la nanobiotecnología. Aplicaciones en el campo de la industria, el medio ambiente y la medicina
TÉCNICAS DE TELEDETECCIÓN
Introducción. Técnicas de instrumentación en el ámbito de la hidrología y el medio ambiente. Técnicas de medición óptica: solidos en suspensión, materia orgánica,...Sistemas de control y monitorización utilizando autómatas programables. Ejemplo de aplicación en un reactor biológico. Sistemas de monitorización remota.
TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE IMAGEN EN BIOMEDICINA
Conceptos relacionados con la captación y tratamiento de imágenes biomédicas. Métodos de análisis de imagen aplicados habitualmente: filtrado, procesado morfológico, segmentación,etc.
Planning
Methodologies / tests
Competencies / Results
Teaching hours (in-person & virtual)
Student’s personal work hours
Total hours
Guest lecture / keynote speech
A3 A6 A7 A26 B3 B13
23
69
92
Events academic / information
B1 B7 B8 B11
4
5.6
9.6
Laboratory practice
A6 A7 B2 B4 B5 B6 B10 B15
8
12
20
Field trip
A6 A26
8
12
20
Objective test
A6 A26 B1 B3
2
6
8
Personalized attention
0.4
0
0.4
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.
Methodologies
Methodologies
Description
Guest lecture / keynote speech
Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales y la introducción de algunas preguntas dirigidas a los estudiantes, con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Events academic / information
Actividades realizadas por el alumnado que implican la asistencia y/o participación en eventos científicos y/o divulgativos (congresos, jornadas, simposios, cursos, seminarios, conferencias, exposiciones, etc.) con el objetivo de profundizar en el conocimiento de temas de estudio relacionados con la materia. Estas actividades proporcionan al alumnado conocimientos y experiencias actuales que incorporan las últimas novedades referentes a un determinado ámbito de estudio. En este caso se celebrarán unas conferencias por el profesor de la Universidad de Porto Luis Manuel Ferreira de Melo sobre las ténicas de nanobiotecnología.
Laboratory practice
Metodología que permite que los estudiantes aprendan efectivamente a través de la realización de actividades de carácter práctico, tales como demostraciones, ejercicios, experimentos e investigaciones.
Field trip
Actividades desarrolladas en centros de investigación específicos dotados del instrumental necesario para la elaboración de una serie de trabajos prácticos.
Objective test
Prueba escrita utilizada para la evaluación del aprendizaje, cuyo rasgo distintivo es la posibilidad de determinar si las respuestas dadas son o no correctas. Constituye un instrumento de medida, elaborado rigurosamente, que permite evaluar conocimientos, capacidades, destrezas, rendimiento, aptitudes, actitudes, etc.
La prueba objetiva puede combinar distintos tipos de preguntas: preguntas de respuesta múltiple, de ordenación, de respuesta breve, de discriminación, de completar y/o de asociación. También se pode construir con un solo tipo de alguna de estas preguntas.
Personalized attention
Methodologies
Guest lecture / keynote speech
Description
Actividad académica desarrollada por el profesorado, individual o en pequeño grupo, que tiene como finalidad atender a las necesidades y consultas del alumnado relacionadas con el estudio y/o temas vinculados con la materia, proporcionándole orientación, apoyo y motivación en el proceso de aprendizaje. Esta actividad puede desarrollarse de forma presencial (directamente en el aula y en los momentos que el profesor tiene asignados a tutorías de despacho) o de forma no presencial (a través de correo electrónico o del campus virtual).
Assessment
Methodologies
Competencies / Results
Description
Qualification
Guest lecture / keynote speech
A3 A6 A7 A26 B3 B13
Se valorará la asistencia y participación activa en las clases
10
Events academic / information
B1 B7 B8 B11
Se valorará la asistencia y participación activa en las conferencias
10
Laboratory practice
A6 A7 B2 B4 B5 B6 B10 B15
Se valorará la asistencia, participación activa y los conocimientos adquiridos mediante la realización de un examen
15
Field trip
A6 A26
Se valorará la asistencia, participación activa y los conocimientos adquiridos mediante la realización de un examen
15
Objective test
A6 A26 B1 B3
Examen final en el que se valorará la conjunción de todos los conocimientos adquiridos por el alumno a lo largo del curso
50
Assessment comments
La segunda oportunidad para superar la materia se realizará en el mes de Julio.
Tendrán prioridad para optar a Matrícula de Honra aquellos alumnos que se presenten en la primera oportunidad
Sources of information
Basic
. Cavanagh, J., Fairbrother, W. J., Palmer III, A. G., Rance, M., Skelton, N. J. (2009). Protein NMR Spectroscopy: principles and practice. 2ª Ed. Academic Press.
· Cerdán Villanueva, M. E. (2005). Curso avanzado de proteínas y ácidos nucleicos. Universidade da Coruña.
. Crews, P., Rodríguez, J., Jaspars, M. (2009). Organic Spectroscopy Analysis. 2ª Ed. Oxford University Press.
· Gómez-Moreno, C. & Sancho, J. (Coords). (2003). ESTRUCTURA DE PROTEÍNAS. Ariel Ciencia, Barcelona.
. González, R.C. (2008). Digital Image Processing. Upper Saddle River (New Jersey). Pearson-Prentice Hall.
. Gross, J. (2004). Mass Spectrometry: A textbook. Springer.
. McMaster, M. (2005). LC/MS: A Practical User´s Guide. Wiley.
. Millman, J., Grabel, A. (1991). Microelectrónica. 6ª Ed. Barcelona Hispano Europea D. L.
. Paragios, N., Duncan, J. Ayache, N. (editores) (2010). Hanbook of Biomedical Imaging. Springer
· Rodes, G. (2000). Crystallography. MadeCrystal Clear. Academic Press.
. Watson, J. T. (2007). Introduction to mass spectrometry: Instrumentation, applications and strategies for data interpretation. Wiley.
Complementary
·
Publicaciones periódicas con acceso electrónico: 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, páginas con links a recursos bioinformáticos.
·
Materiales disponibles en la página web de la asignatura
Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Enxeñaría xenética e transxénese/610475101
Subjects that are recommended to be taken simultaneously
Subjects that continue the syllabus
Xenómica e Proteómica/610475103
Bioinformática/610475104
Other comments
Dado que parte de la bibliografía recomendada para esta materia se encuentra en inglés, es aconsejable tener conocimientos de esta lengua, por lo menos, a nivel de comprensión de textos escritos.
(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.