Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Fundamentos bioquímicos de biotecnología Código 610G02014
Titulación
Grao en Bioloxía
Descriptores Ciclo Periodo Curso Tipo Créditos
Grado 1º cuatrimestre
Cuarto Optativa 6
Idioma
Castellano
Modalidad docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Bioloxía
Coordinador/a
Becerra Fernandez, Manuel
Correo electrónico
manuel.becerra@udc.es
Profesorado
Becerra Fernandez, Manuel
Gonzalez Siso, Maria Isabel
Vizoso Vázquez, Ángel José
Correo electrónico
manuel.becerra@udc.es
isabel.gsiso@udc.es
a.vizoso@udc.es
Web
Descripción general A materia fundamentos bioquímicos de biotecnoloxía é claramente interdisciplinar, caracterizada pola reunión de conceptos e metodoloxías procedentes de numerosas ciencias para aplicalas tanto á investigación básica como á resolución de problemas prácticos e a obtención de bens e servizos. Esta vertente práctica conecta ao alumno co mundo empresarial dándolle unha visión desas aplicacións no mundo dos negocios o que pode facilitar a súa incorporación ao mercado laboral. Ademais é unha ciencia moi dinámica en continuo crecemento e expansión o que obriga a manterse ao día consultando fontes bibliográficas e artigos de investigación actualizados en lingua inglesa.

Competencias del título
Código Competencias del título
A8 Aislar, analizar e identificar biomoléculas.
A12 Manipular material genético, realizar análisis genéticos y llevar a cabo asesoramiento genético.
A13 Realizar el aislamiento y cultivo de microorganismos e virus.
A14 Desarrollar y aplicar productos y procesos de microorganismos.
A15 Diseñar y aplicar procesos biotecnológicos.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B5 Trabajar en colaboración.
B6 Organizar y planificar el trabajo.
B8 Sintetizar la información.

Resultados de aprendizaje
Resultados de aprendizaje Competencias del título
Conocer las técnicas actuales de Biología Molecular, Ingeniería metabólica y de proteínas y sus principales aplicaciones. A8
A12
A13
B2
Involucrarse en la problemática y oportunidades relacionadas con el manejo de la biotecnología. A14
A15
B5
B6
B8
Integración de los conocimientos adquiridos en forma separada de otras asignaturas cursadas en los tres primeros años, con fuerte ejercicio del pensamiento crítico. A8
A12
A13
B2
B5
B6
B8
Amplio dominio del lenguaje, las técnicas y las aplicaciones de la Biología molecular y de la Biotecnología. A14
A15
B2
B5
B6
B8
Desarrollo de la percepción de las oportunidades que pueden derivarse de la aplicación de nuevas estrategias biotecnológicas. A14
A15
B2
B5
B6
B8

Contenidos
Tema Subtema
B1T1.-  INTRODUCCIÓN
Concepto actual de Biotecnología. Historia y desarrollo de la Biotecnología. Perspectivas.
B1T2.-  LA BIOTECNOLOGÍA DE LA FERMENTACIÓN Clasificación de las fermentaciones microbianas. Las industrias tradicionales de la fermentación. Ejemplos. El modo operativo en los procesos de fermentación.
B1T3.-  CLONACIÓN  DE  GENES Propósitos de la clonación molecular. Etapas básicas de la clonación de genes. Obtención del DNA. Fragmentación del DNA: Enzimas de restricción. Unión de moléculas de DNA. Técnicas básicas: electroforesis e hibridación.
B1T4.-  VECTORES  DE  CLONACIÓN Concepto de DNA vector y características que debe cumplir. Organización de los vectores y tipos.
B1T5.-  GENOTECAS Concepto de genoteca. Genotecas de DNA genómico. Genotecas de cDNA. Genotecas de expresión. Amplificación, almacenamiento y replicación de genotecas. Técnicas para la identificación de clones. Estrategias para confirmar la validez de clones presuntos. DNA microarrays.
B1T6.-  TRANSFORMACIÓN Sistemas de transformación. Selección de recombinantes. Expresión génica y su amplificación.
B1T7.-  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. Principales variantes y sus aplicaciones.
B1T8.-  PRODUCCIÓN  DE  PROTEÍNAS  HETERÓLOGAS  EN  BACTERIAS  Y  LEVADURAS Selección de microorganismos. Vectores de expresión y/o secreción. Expresión en las células transformadas. Secreción. Estabilidad. El proceso de recuperación y purificación post-cultivo. Aplicaciones industriales. Ejemplos.
B1T9.-OBTENCIÓN  DE  PROTEÍNAS  RECOMBINANTES  EN  CÉLULAS  ANIMALES Manipulación genética de células animales. Vectores de expresión y producción de proteínas en células de mamífero. Expresión de proteínas mediada por baculovirus en cultivos de células de insectos. Comparación de la producción industrial heteróloga de proteínas en cultivos de bacterias, levaduras y células animales.
B1T10.-  ANIMALESS  TRANSGÉNICOS Introducción de genes modificados en el genoma. Transgénicos puros y transgénicos quimera. Recombinación homóloga. Regulación específica de los transgenes. Inactivación génica. RNA antisentido. Ribozimas. Ablación celular. Aplicaciones como modelos de estudio. Aplicaciones comerciales. Clonación en mamíferos.
B1T11.-  INGENIERÍA  GENÉTICA  DE  PLANTAS Cultivos in vitro. Técnicas de manipulación. La utilización de marcadores en diagnóstico, mejora y conservación de la biodiversidad. Resistencia de las plantas frente a las infecciones, saturaciones de estrés y plagas. Plantas productoras de proteínas de interés económico. Ensayos de campo de plantas transgénicas.
B2T1.-APLICACIONES DE LAS ENZIMAS EN LOS PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS Perspectiva histórica. El desarrollo de la industria enzimática.
B2T2.- LA PRODUCCIÓN DE ENZIMAS A ESCALA INDUSTRIAL Selección de la fuente enzimática. Nuevos métodos de screening. Extremófilos. Procesamiento post-fermentación.
B2T3.- ESTABILIDAD ENZIMÁTICA Introducción. Importancia industrial de la estabilidad enzimática. Factores que influyen en la estabilidad. Modelos de desactivación. Estabilización de enzimas.
B2T4.- LA INMOVILIZACIÓN DE BIOCATALIZADORES. GENERALIDADES. Concepto de biocatalizador inmovilizado. Ventajas e inconvenientes de la catálisis heterogénea con relación a la homogénea. Desarrollo histórico. Elección del biocatalizador y del método. Inmovilización de cofactores. Determinación experimental de la actividad enzimática con enzimas o células inmovilizadas.
B2T5.- SISTEMAS DE INMOVILIZACIÓN Adsorción. Atrapamiento. Enlace covalente. Nuevos sistemas de inmovilización basados en la tecnología del DNA recombinante. La utilización de enzimas en solventes orgánicos y en sistemas acuosos bifásicos.
B2T6.- EFECTO DE LA INMOVILIZACIÓN SOBRE LA ACTIVIDAD DE LOS BIOCATALIZADORES Efectos sobre la molécula enzimática. Efectos de partición y difusión. Catálisis heterogénea con células viables
B2T7.- APLICACIONES DE LOS BIOCATALIZADORES INMOVILIZADOS Biorreactores enzimáticos. Utilización en la industria alimentaria. Enzimas inmovilizadas como agentes terapéuticos. Aplicaciones analíticas. Órganos artificiales.
B2T8.- BIOSENSORES Concepto. Unidades funcionales de un biosensor. Principales campos de aplicación. La reacción biológica. Tipos de biosensores.
B2T9.- 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.
B2T10.- LA INGENIERÍA DE PROTEÍNAS La evolución artificial de proteínas. Estrategias. Variantes de DNA shuffling. Presentación en fagos y en levaduras.
B2T11.- LAS PROTEÍNAS DE DISEÑO EN EL DESARROLLO DE BIOSENSORES Concepto de biosensor genérico. Modificación de proteínas para adaptarlas a su función en biosensores.
B3T1.-LA PRODUCCIÓN DE ANTICUERPOS MONOCLONALES Bases conceptuales. La técnica de producción de anticuerpos monoclonales. Aplicaciones.
B3T2.- ANTICUERPOS MONOCLONALES RECOMBINANTES Anticuerpos monoclonales humanizados. Anticuerpos monoclonales de diseño. Construcción de anticuerpos catalíticos (abzimas).
B3T3.- ESTRATEGIAS Y MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE VACUNAS Los sistemas clásicos para la obtención de vacunas. Determinantes antigénicos. Vacunas de subunidades. Vacunas de DNA. Seguridad de las vacunas derivadas de la biotecnología.
B3T4.- APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA INDUSTRIA FARMACÉUTICA Proteínas terapéuticas heterólogas. Proteínas terapéuticas modificadas. Diseño racional de fármacos. Farmacogenómica.
B3T5.- CÉLULAS MADRE Concepto. Tipos. Estado actual de la investigación y aplicaciones.
B3T6.- APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LA MEDICINA FORENSE Huellas de DNA. Análisis de minisatélites por Southern blotting. Metodologías basadas en la PCR.
B3T7.- EL TRATAMIENTO BIOTECNOLÓGICO DE LACTOSUEROS Problemática contaminante y reutilización de sueros lácteos.
B3T8.- EL APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS LIGNOCELULÓSICOS Importancia y posibilidades de utilización.
B3T9.- ASPECTOS ÉTICOS Y LEGALES DE LA BIOTECNOLOGÍA Seguridad de industrias biotecnológicas. La importancia de la opinión pública. Directrices sociopolíticas. Propiedad intelectual. Patentes. La regulación de la biotecnología moderna: una perspectiva histórica.

Planificación
Metodologías / pruebas Competéncias Horas presenciales Horas no presenciales / trabajo autónomo Horas totales
Sesión magistral A8 A12 A13 A14 A15 21 42 63
Seminario A14 A15 B5 B6 B8 4 12 16
Solución de problemas A15 B2 3 3 6
Prueba objetiva A8 A12 A13 A14 A15 B8 2 20 22
Prácticas de laboratorio B2 B5 B6 14 28 42
 
Atención personalizada 1 0 1
 
(*)Los datos que aparecen en la tabla de planificación són de carácter orientativo, considerando la heterogeneidad de los alumnos

Metodologías
Metodologías Descripción
Sesión magistral Exposición oral complementada con el uso de medios audiovisuales con la finalidad de transmitir conocimientos y facilitar el aprendizaje.
Seminario Técnica de trabajo en grupo que tiene como finalidad la elaboración de documentos en powerpoint y word, y expuestos en clase de seminarios, sobre un tema propuesto por el profesor.
Los temas propuestos se indicarán durante el desarrollo de la materia.

Solución de problemas Técnica mediante la que se tiene que resolver una serie de problemas propuestos por el profesor a partir de los conocimientos que se trabajaron en clase.
Prueba objetiva Examen que evaluará los conocimientos teórico y prácticos adquiridos.
Prácticas de laboratorio Metodología que permite que los estudiantes aprendan efectivamente a través de la realización de actividades de carácter práctico.

Atención personalizada
Metodologías
Seminario
Descripción
La atención personalizada que se describe en relación a estas metodologías se conciben como momentos de trabajo presencial del alumno con el profesor por lo que implican una participación obligatoria para el alumno.
La forma y el momento en que se desarrollará se indicará en relación a cada actividad a lo largo del curso según el plan de trabajo de la asignatura

Para el alumnado con reconocimiento de dedicación a tiempo parcial y dispensa académica de exención de asistencia, el profesor adoptará las medidas que considere oportunas para no perjudicar su calificación.

Evaluación
Metodologías Competéncias Descripción Calificación
Seminario A14 A15 B5 B6 B8 Se evaluará el seminario realizado por el alumno teniendo en cuenta la capacidad para la extracción de lo más relevante del total de la información conseguida, la capacidad para trabajar en grupo y la capacidad para exponer en público.


15
Solución de problemas A15 B2 El profesor elaborará por cada bloque temático una serie de cuestionarios con preguntas cortas, definiciones de conceptos e ideas y problemas que el alumno tendrá que resolver individualmente y entregar al profesor para su evaluación.


10
Prácticas de laboratorio B2 B5 B6 Se realizará una prueba objetiva para evaluar los conocimientos adquiridos durante la realización de las prácticas de laboratorio


15
Prueba objetiva A8 A12 A13 A14 A15 B8 Se evaluará mediante una prueba objetiva los conocimientos adquiridos durante las clases expositivas y las clases en grupo reducido.

60
 
Observaciones evaluación

La asistencia a las prácticas es obligatoria. Para poder superar la materia, la
calificación tanto de las prácticas como de la prueba objetiva deberán ser
superiores a un 40% del máximo.

CONSIDERACIÓN DE ALUMNO
NO PRESENTADO (ENERO): Para obtener la calificación de no presentado, los
alumnos no podrán haber participado en más del 20% de las actividades
evaluables programadas. CONSIDERACIÓN DE ALUMNO NO PRESENTADO (JULIO): Para
obtener la calificación de no presentado bastará con no presentarse a las
pruebas objetivas. Para la EVALUACIÓN EN LA CONVOCATORIA DE JULIO se mantendrán
los mismos criterios que en la convocatoria de Enero: el alumno deberá entregar
los boletines de problemas resueltos y la presentación power point+resumen del
seminario así como realizar las pruebas objetivas correspondientes a las
sesiones magistrales y prácticas de laboratorio. La calificación de las partes
aprobadas en la convocatoria de Enero se mantendrá en la de Julio.

Para el alumnado con reconocimiento de dispensa académica de exención de asistencia, el   profesor   adoptará   las   medidas   que   considere   oportunas   para   no   perjudicar   su   calificación.


Fuentes de información
Básica Thiel, T., Bissen, S. T., Lyons, E. M. (2001). Biotechnology: DNA to Protein. A Laboratory Project in Molecular Biology. .
Walter, J. M. y Gingold. E. B (1997). Biología Molecular y Biotecnología . Zaragoza. Acribia
Perera, J., Tormo, A., García, J. L. (2002). Ingeniería Genética. Vol I. Preparación, análisis, manipulación y clonaje del DNA. . Madrid. Síntesis
Thieman, W. J., Palladino, M. A., Thieman, W. (2004). Introduction to Biotechnology. . Benjamin Cummings, Publisher
González Siso, M. I. (1999). La Biotecnología en el tratamiento de residuos industriales . A Coruña. Universidade da Coruña. Servicio de Publicacións
Wu, W., Welsh, M. J., Kaufman, P. B., Zhang, H. H. (1997). Methods in Gene Biotechnology . CRC Press
Wink, M. (2006). An introduction to molecular Biotechnology: from molecular biological fundamentals to methods and applications in modern biotechnology. Verlag Chemie, GmbH
Ratledge, C. (2002). Basic Biotechnology. Cambridge. Cambridge University Press
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
Barnum, S.R. (2005). Biotechnology: an introduction. Belmont: Thomson
Smith, J. E. (2006). Biotecnología. Zaragoza: Acribia, D.L.
Ninfa, A. J. (2010). Fundamental laboratory approaches for biochemistry and biotechnology. Hoboken: John Wiley and Sons
Perera, J., Tormo, A., García, J. L. (2002). Ingeniería Genética. Vol II. Expresión de DNA en sistemas heterólogos.. Madrid. Síntesis
Thieman, W. J. & Palladino, M.A. (2010). Introducción a la Biotecnología. Pearson
Thieman, William J. (2009). Introduction to biotechnology. San Francisco: Pearson
Glick, B. R. (2003). Molecular Biotechnology: Principles and Application of Recombinant DNA. Washington: American Society Microbiology
Christof, M. Niemeyer y Chad A. Mirkin (2004). Nanobiotechnology: concepts, applications and perspectives. Weinheim, Wiley-VCH
Schmid, R. D. (2003). Pocket guide to biotechnology and genetic engineering . Weinheim: Wiley-VCH
Gerd Gellisen Ed. (2005). Production of recombinant proteins: novel microbial and eukaryotic expression systems. Weinheim: Wiley-VCH
Luque, J., Herráez, A. (2001). Texto Ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética . Harcourt.
Borem, A., Santos, F. R., Bowen, D. E. (2003). Understanding Biotechnology. . New Jersey: Prentice Hall PTR

Complementária Varios (2006). Guía de empresas en el sector biotecnológico español. Madrid: Genoma España


Recomendaciones
Asignaturas que se recomienda haber cursado previamente
Bioquímica I/610G02011
Bioquímica II/610G02012
Bioquímica y Biología Molecular/610G02013

Asignaturas que se recomienda cursar simultáneamente

Asignaturas que continúan el temario

Otros comentarios


(*) La Guía Docente es el documento donde se visualiza la propuesta académica de la UDC. Este documento es público y no se puede modificar, salvo cosas excepcionales bajo la revisión del órgano competente de acuerdo a la normativa vigente que establece el proceso de elaboración de guías