Grado en Química€¦ · químicos en la vida diaria. • Comprender los sistemas globales de...

Grado en Química 4o Curso

Ampliación de Bioquímica

Guía Docente

Guía Docente. Curso 2015-16

1. Datos descriptivos de la materia.

Carácter: Optativa

Convocatoria: 2o cuatrimestre

Créditos: 4,5 ECTS

Profesorado:

José M. Martínez Costas

Profesor Titular del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular

Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CIQUS)

Idioma en que es impartida: Castellano

2. Situación, significado e importancia de la materia en el ámbito de la titulación.

2.1. Módulo al que pertenece la materia en el Plan de Estudios. Materias con las que se relaciona.

Módulo 9: Química Avanzada. Se relaciona fundamentalmente varias asignaturas de dicho módulo y sobre todo con las asignaturas Biología del módulo 8 y Bioquímica del módulo 6.

2.2. Papel que juega este curso en ese bloque formativo y en el conjunto del Plan de Estudios.

Esta asignatura es fundamental para aquellos alumnos que quieran adquirir un conocimiento integrado de los procesos químicos que rigen a los organismos biológicos.

2.3. Conocimientos previos (recomendados/obligatorios) que los estudiantes han de poseer para cursar la asignatura.

Haber cursado las asignaturas del módulo de Química Orgánica y cursar la asignatura Bioquímica.

3. Objetivos del aprendizaje y competencias a alcanzar por el estudiante con la asignatura.

3.1. Objetivos del aprendizaje.

• Comprender la Química de los principales procesos biológicos.

• Relacionar la Química con otras disciplinas y reconocer y valorar los procesos químicos en la vida diaria.

• Comprender los sistemas globales de regulación e integración de los sistemas bioquímicos en los organismos complejos.

3.2. Competencias generales (según reza en la memoria del Grado en Química).

• Que sean capaces de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Química.

• Que puedan aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.

• Que tengan capacidad de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas en Química tanto a un público especializado como no especializado.

• Que sean capaces de estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica.

3.3. Competencias específicas (según reza en la memoria del Grado en Química).

• Tipos principales de reacción química y sus principales características asociadas.

• Relación entre propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales: incluyendo macromoléculas (naturales y sintéticas), polímeros, coloides y otros materiales.

• Estructura y reactividad de las principales clases de biomoléculas y la química de los principales procesos biológicos.

• Capacidad para demostrar el conocimiento y comprensión de los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con las áreas de la Química.

• Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para solucionarlos.

• Evaluación, interpretación y síntesis y datos e información Química.

3.4. Competencias transversales (según reza en la memoria del Grado en

Química).

• Trabajo en equipo.

• Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar.

• Trabajo en un contexto internacional.

• Habilidades en las relaciones interpersonales.

• Razonamiento crítico.

• Compromiso ético.

4. Contenidos del curso. 4.1. Epígrafes del curso:

Señalización celular

Tema 1-Receptores celulares y señalización

Tema 2- Regulación del ciclo celular por las CDKs

Tema 3- Proliferación celular y muerte celular programada

Regulación e integración del metabolismo

Tema 4- Hormonas: Diversidad química, actuación y mecanismos de liberación.

Tema 5- Metabolismo específico de los tejidos y regulación hormonal del metabolismo energético.

Tema 6- Regulación de la masa corporal y metabolopatías

Regulación de la expresión génica

Tema 7- Principios generales de regulación génica

Tema 8- Regulación de la expresión génica en bacterias

Tema 9- Regulación de la expresión génica en eucariotas

4.2. Bibliografía recomendada

4.3.1. Básica (manual de referencia).

Nelson y Cox, Lehninger Principios de Bioquímica. Quinta edición. Editorial Omega 2009.

4.3.2. Complementaria.

McKee e McKee, Bioquímica.La base Molecular de la vida, 4ª ed., McGraw-Hill-Interamericana, 2009.

Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª, 3ª ed., Editorial Panamericana 2011.

Voet, D., Voet, J.G. e Pratt, C.W. Fundamentos de bioquímica. Ed. Médica Panamericana.

4.3.3. Avanzada.

Lodish, Biología Celular y Molecular, Ed. Panamericana 2006.

Alberts e outros, Biología Molecular de la Célula. Ed Omega, 5ª ed., 2010.

TEMA 1 Receptores celulares y señalización

1. Introducción

En este tema se repasan los conceptos básicos de comunicación intercelular en los organismos complejos. Cuáles son los principales sistemas receptor-ligando y sus mecanismos de actuación.

2. Epígrafes del tema

Características esenciales de la transducción de señales. GPCR. Receptores tirosina-quinasa. Receptores guanilil-ciclasa, cGMP y proteína quinasa C. Proteínas adaptadoras polivalentes y balsas de membrana. Canales iónicos de compuerta. Integrinas. Hormonas esteroideas. Señalización en microorganismos y plantas.

3. Bibliografía

Nelson y Cox, Lehninger Principios de Bioquímica. Quinta edición. Editorial Omega 2009. Capítulo 12, páginas 419-468.

4. Actividades a desarrollar.

Resolver los ejercicios indicados por el profesor. En el seminario correspondiente a este tema, los alumnos resolverán estos ejercicios en la pizarra.

TEMA 2 Regulación del ciclo celular por las CDKs

1. Introducción

Un caso especial de señalización lo constituyen los mecanismos que controlan la decisión de si una célula se divide o no. La pérdida de dicha regulación conduce a la formación de tumores. En este tema estudiaremos la base de la toma de decisiones y la regulación de la división celular.


Etapas del ciclo celular. Oscilaciones en los niveles de las kinasas dependientes de ciclinas. Regulación de las CDK por fosforilación. Degradación controlada de ciclinas. Síntesis regulada de ciclinas y CDKs. Inhibición de CDKs. Las CDKs regulan la división celular por fosforilación de proteínas clave.

3. Bibliografía


Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª ed., Editorial Panamericana 2006, Capítulo 18, páginas 612 a 632.



TEMA 3 Proliferación celular y muerte celular programada

1. Introducción

La contrapartida a la división celular que conduce a la proliferación es la muerte celular programada o apoptosis. Estudiaremos en qué consiste y cómo los organismos controlan ambos procesos.


Oncogenes: mutaciones en genes de proteínas que regulan el ciclo celular. Defectos en ciertos genes eliminan las restricciones sobre la división celular. Apoptosis: muerte celular programada.

3. Bibliografía


Alberts, Introducción a la Biología Celular, 2ª ed., Editorial Panamericana 2006, Capítulo 18, páginas 612 a 632.



TEMA 4 Hormonas: Diversidad química, actuación y mecanismos de liberación.

1. Introducción

Las hormonas constituyen señales químicas que coordinan los procesos metabólicos de los diferentes tejidos de los organismos. En este tema conoceremos la base de su modo de actuación


Hormonas: estructuras diversas, funciones diversas. Detección y purificación de hormonas. Las hormonas y sus receptores de alta afinidad. Diversidad química de las hormonas. Liberación de hormonas: jerarquización de las señales neuronales y hormonales.

3. Bibliografía




TEMA 5 Metabolismo específico de los tejidos y regulación hormonal del metabolismo energético

1. Introducción

Los organismos biológicos complejos están organizados en tejidos con diferentes funciones y capacidades metabólicas. En este tema estudiaremos cuál es el papel metabólico de los principales tejidos y sus interrelaciones.


El hígado como regulador metabólico. Tejido adiposo: almacén y suministro de ácidos grasos. El músculo y el trabajo mecánico. Consumo de energía por el cerebro para los impulsos nerviosos. Transporte de oxígeno y metabolitos por la sangre. Regulación hormonal del metabolismo energético: sistema insulina-glucagón. Adaptación metabólica al ayuno. Cortisol y adrenalina como sensores metabólicos.

3. Bibliografía




TEMA 6 Regulación de la masa corporal y metabolopatías

1. Introducción

En mamíferos existe un complejo sistema de señales químicas que regulan el equilibrio entre la ingesta de combustible y el gasto energético, contribuyendo así al control de la masa corporal. Los desequilibrios de estos sistemas conducen a alteraciones metabólicas.


Funciones endocrinas del tejido adiposo. Leptina: mecanismos de estímulo de la produción de hormonas anorexigénicas. Regulación de la ingesta y la conservación de la energía por insulina. Adiponectina. Regulación de la expresión génica por la dieta. Grelina e ingesta. Obesidad, síndrome metabólico y diabetes tipo 2.

3. Bibliografía




TEMA 7 Principios generales de regulación génica

1. Introducción

Las células sólo expresan un porcentaje pequeño del total del genes que poseen. Además, en un mismo individuo, las células procedentes de sus distintos tejidos expresan genes diferentes lo que les proporcionan sus características diferenciales. En este tema y los siguientes estudiaremos los principales mecanismos utilizados por las células para regular la expresión de sus genes.


Pasos de la expresión génica susceptibles de regulación. Unión de la RNA polimerasa a los promotores. Regulación del inicio de la transcripción mediante proteínas que se unen a DNA. Organización en operones de los genes bacterianos. Estructura en dominios de las proteínas que reconocen secuencias en el DNA. Dominios de interacción proteína-proteína en las proteínas reguladoras.

3. Bibliografía




TEMA 8 Regulación de la expresión génica en bacterias

1. Introducción

En este tema nos centraremos en el estudio de los principales mecanismos que las bacterias utilizan para controlar la expresión de sus genes.


Operón lac: regulación negativa y positiva. Mecanismo de atenuación de la transcripción en la regulación de los genes de biosíntesis de aminoácidos. Inducción de la repuesta SOS. Coordinación en la biosíntesis de proteínas ribosómicas y rRNAs. Regulación de la expresión génica por RNAs pequeños (sRNAs). Regulación por recombinación.

3. Bibliografía




TEMA 9 Regulación de la expresión génica en eucariotas

1. Introducción

Aunque muchos de los mecanismos utilizados por los procariotas son similares a los de eucariotas, la mayor complejidad de estos últimos y su elevada compartimentalización hacen que los procesos de regulación de expresión génica sean fundamentalmente diferentes en ambos tipos de organismos.


Cromatina transcripcionalmente activa e inactiva. Remodelación de la cromatina. Muchos promotores eucarióticos se regulan positivamente. Activadores y coactivadores de transcripción. Genes del metabolismo de la galactosa en levaduras. Estructura modular de los activadores e transcripción. Señalización inter e intracelular en la regulación de la expresión génica. Fosforilación de factores de transcripción y regulación. Regulación a nivel de traducción. Silenciamento génico por RNA interferente. Diferentes formas de regulación de la expresión génica mediada por RNA. Control del desarrollo por cascadas de proteínas reguladoras.

3. Bibliografía




5. - INDICACIONES METODOLÓGICAS Y ATRIBUCIÓN DE CARGA ECTS.

5.1. Tiempo de estudio y trabajo personal.

TRABAJO PRESENCIAL EN EL AULA

HORAS TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO

HORAS

Clases expositivas en grupo grande

28 Estudio autónomo individual o en grupo

50,5

Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios)

6 Resolución de ejercicios, u otros trabajos

16

Clases interactivas con ordenador en grupo reducido

Resolución de ejercicios, prácticas con ordenador

Tutorías en grupo muy reducido

2 Preparación de presentaciones orales, escritas, elaboración de ejercicios propuestos. Actividades en biblioteca o similar

10

Total horas trabajo presencial en el aula o en el laboratorio

36 Total horas trabajo personal del alumno

76,5

5.2. Actividades formativas en el aula con presencia del profesor

A) Clases expositivas en grupo grande (“CE” en las tablas horarias): Lección impartida por el profesor que puede tener formatos diferentes (teoría, problemas y/o ejemplos generales, directrices generales de la materia…). El profesor puede contar con apoyo de medios audiovisuales e informáticos pero, en general, los estudiantes no necesitan manejarlos en clase. Habitualmente estas clases seguirán los contenidos de un Manual de referencia propuesto en la Guía Docente de la asignatura. La asistencia a estas clases no es obligatoria.

B) Clases interactivas en grupo reducido (Seminarios, “S” en las tablas horarias): Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios… El alumno participa activamente en estas clases de distintas formas: entrega de ejercicios al profesor (algunos de los propuestos en boletines de problemas que el profesor entrega a los alumnos con la suficiente antelación); resolución de ejercicios en el aula, etc. El profesor puede contar con apoyo de medios audiovisuales e informáticos pero, en general, los estudiantes no los manejarán en clase. Se incluyen las pruebas de evaluación si las hubiere. La asistencia a estas clases es obligatoria.

C) Tutorías de pizarra en grupo muy reducido (“T” en las tablas horarias): Tutorías programadas por el profesor y coordinadas por el Centro. En general, supondrán para cada alumno 2 horas por cuatrimestre y asignatura. Se proponen actividades como la supervisión de trabajos dirigidos, aclaración de dudas sobre teoría o las prácticas, problemas, ejercicios, lecturas u otras tareas propuestas; así como la presentación, exposición, debate o comentario de trabajos individuales o realizados en pequeños grupos. En muchos casos el profesor exigirá a los alumnos la entrega de ejercicios previa a la celebración de la tutoría. Estas entregas vendrán recogidas en el calendario de actividades que van a realizar los alumnos a lo largo del curso de la Guía Docente de la asignatura correspondiente. La asistencia a estas clases es obligatoria.

5.3. Recomendaciones para el estudio de la materia

• Es aconsejable asistir a las clases expositivas.

• Es importante mantener el estudio de la materia “al día”.

• Una vez finalizada la lectura de un tema en el manual de referencia, es útil hacer un resumen de los puntos importantes.

2º Semestre

Enero-Febrero Marzo Abril L Ma Mi X Vi 25 26 27 28 29

09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

1 2 3 4 5 09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

8 9 10 11 12 09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

15 16 17 18 19 09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

22 23 24 25 26 09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

29 09-10 10-11 11-12 12-13 13-14 16-20

L Ma Mi X Vi 1 2 3 4 CE CE

7 8 9 10 11 T

14 15 16 17 18 CE CE S1

21 22 23 24 25

28 29 30 31 CE CE S2

L Ma Mi X Vi 1

S2 4 5 6 7 8 CE CE S3

11 12 13 14 15 CE CE S4

18 19 20 21 22 T

25 26 27 28 29 CE CE S5

Mayo Otras actividades Notas L Ma Mi X Vi 2 3 4 5 6 09-10 10-11 CE 11-12 12-13 13-14 16-20 9 10 11 12 13 09-10 10-11 CE CE 11-12 12-13 13-14 16-20

Exámenes (examen ordinario: mayo;

examen extraordinario: junio) 27/5 16h- Q. Inorgánica 11/6 10h- Bioloxía

Horarios de tutoría y

asistencia al alumnado. Consultar

Clases expositivas (teóricas) CE

Clases interactivas seminario S

Clases interactivas tutorías T Días no lectivos

festivos Clases expositivas: -Mércoles-Aula Química Inorgánica . -Xoves- Aula 2.14 Seminarios: Aula Química Inorgánica Tutorías: Aula Química Inorgánica

6. Indicaciones sobre la evaluación.

6.1. Procedimiento de evaluación.

1. La asistencia a los seminarios es obligatoria según las normas de la USC y será tenida en cuenta en la evaluación continua.

2. La evaluación tiene tres componentes:

2.1) Evaluación continua (EC=30%): Consistirá en preguntas sorpresa en las clases expositivas y seminarios, además de un trabajo que habrá que exponer en tiempo de seminarios. Los alumnos que no exponen formularán preguntas sobre la temática del trabajo que serán también evaluadas.

2.2) Examen final (EF= 70%)

El alumno deberá obtener al menos un 4 sobre un total de 10 puntos en la nota del examen final para que puedan computar en la nota final.

Nota Final= Máximo (Nota EF, 0,7xNota EF+0,3xNota EC)

2.3) Tras la conclusión de cada uno de los dos primeros bloques temáticos se hará un control escrito voluntario para cada bloque. Superar dichos controles eximirá al alumno de volver a examinarse de los temas contenidos en esos bloques temáticos. La nota obtenida en estos controles una vez superados (nota superior a 5) serán promediados junto con la obtenida en el examen final para dar la equivalente al EF del punto 2.2.

En cualquier caso, la nota final será: el máximo obtenido en uno de los dos supuestos: Nota EF, o 0,7xNota EF+0,3xNota EC.

3. Los alumnos que no superen la materia en la oportunidad ordinaria (enero) podrán presentarse a la oportunidad de recuperación (julio). La nota de la evaluación continua se mantendrá.

6.3. Recomendaciones de cara a la evaluación.

El alumno debe repasar los conceptos teóricos introducidos en los distintos temas utilizando el manual de referencia y los resúmenes. El grado de acierto en la resolución de los ejercicios propuestos proporciona una medida de la preparación del alumno para afrontar el examen final de la asignatura. Aquellos alumnos que encuentren dificultades importantes a la hora de trabajar las actividades propuestas deben de acudir en las horas de tutoría del profesor, con el objetivo de que éste pueda analizar el problema y ayudar a resolver dichas dificultades.

6.4. Recomendaciones de cara a la recuperación.

El profesor analizará con aquellos alumnos que no superen con éxito el proceso de evaluación, y así lo deseen, las dificultades encontradas en el aprendizaje de los contenidos de la asignatura. También les proporcionará material adicional (cuestiones, ejercicios, exámenes, etc.) para reforzar el aprendizaje de la materia.

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