Genética Y Biología Molecular en Del. Gustavo A. Madero

CURSOS BÁSICOS DEL DEPTO. DEL PROGRAMA (2007-2008)

BIOQUÍMICA. (curso de pre-requisitos, duración 3 semanas)

Introducción:

1. Agua.

2. Equilibrio ácido-base (pH; pK). Termodinámica (1ª y 2ª. Leyes de la termodinámica). Cinética enzimática. Aminoácidos. Estructura primaria y secundaria de proteínas. Estructura terciaria y cuaternaria proteínas. Interacciones ADN-Proteína y Proteína-Proteína. Estructura y función del ADN. Estructura y función del ARN. Metabolismo de purinas. Metabolismo de pirimidinas.

3. Inhibición enzimática.

BIOLOGÍA CELULAR (duración 3 semanas)

1. Origen de célula: Teoría. De las macromoléculas a la primera célula. De los protocariotes a los eucariote. Evolución.

2. Uniones celulares: a) Thigh junctions. b) Anchoring junctions. c) Desmosomas y hemidesmosomas. d) Gap junctions.

3. Membrana: a) La bicapa lipídica: lípidos de membrana, fluidez. b) Proteínas de membrana. c) Solubilización de proteínas de membrana. d) Transporte a través de membranas. e) Proteínas acarreadoras y transporte activo. f) Potencial de membrana.

4. Métodos de estudio de las células. a) Fraccionamiento celular. b) Análisis de proteínas: SDS-PAGE, 2a. dimensión, secuenciación. c) Cromatografía: filtración en gel, afinidad e intercambio iónico. d) Microscopía. e) Técnicas inmunoquímicas. f) Técnicas de biología molecular: Southern-blot, análisis de restricción, footprinting, clonación, bancos, PCR y secuenciación. g) RNAi.

5. Comportamientos intracelulares, sorting y tráfico de vesículas: a) Retículo endoplásmico. b) Aparato de Golgi. c) Transporte de RE al aparato de Golgi. d) Transporte de trans Golgi Networtk a lisosomas. e) Endocitosis y exocitosis.

6. Tráfico visicular en Entamoeeba histolytica y Giardia duodenaris.

7. Transporte núcleo-citoplasma: mecanismos y regulación. a) Complejo de poro nuclear. b) Señales de importe y exporte nuclear. c) Mecanismos de importe y exporte nuclear.

8. Nueva Tecnología. a) Microchips: su aplicación a la Proteomica y Genomica.

9. Citoesqueleto. a) Microfilamentos. b) Microtúbulos. c) Filamentos intermedios. d) Proteínas que se unen a actina. e) Contracción muscular.

10. Matrix extracelular, Receptores y Señalización. a) Composición. b) Organización. c) Lámina basal. d) Funciones. e) Integrinas: estructura y función, distribución y señalización. f) Casificación de los receptores celulares. g) Ligandos. h) Señalización intracelular. i) Ejemplos de señalización intracelular.

11. Mitocondrias. a) Generalidades. b) Cadena respiratoria. c) Fosforilación oxidativa. d) Implicaciones médicas de defectos mitocondriales.

12. Remanentes mitocondriales en Entamoeba y Giardia.

13. Apoptosis. a) Definición y relevancia en condiciones fisiológicas. b) Cascada de señalización: Vía receptor y vía mitocondrial. c) Marcadores apoptóticos. d) Modelos experimentales. e) Apoptosis y enfermedades.

14. Mecanismos de señalización derivados de la Acción de la insulina y las alteraciones presentes en el paciente con Diabetes tipo 2. a) Estructura de la insulina y su receptor. b) Señalización intracelular por acción de la insulina. c) Funciones realizadas por la insulina. d) Definición de las diabetes tipo 2. e) Alteraciones metabólica, de señalización e inmunológicas presentes en pacientes.

15. Diferenciación celular. a) Concepto de desarrollo y formación de patrones (morfogénesis) Desarrollo embrionario y determinación celular. b) Diferenciación celular. Fase de restricción. Fase expresiva. c) Equivalencia genómica y potencial de desarrollo. Células pluripotenciales o troncales (stem). Señales instructoras. Señales permisivas. d) Sistemas experimentales para el estudio de la diferenciación Sistemas in vivo. Regeneración. Sistemas in vitro. Teratomas, células epidérmicas y preadipocitos.

16. Ciclo celular, Motosis y Meiosis. a) Etapas y regulación. b) Fases y mecanismos de segregación de la información genética.

MICROBIOLOGIA (duración 3 semanas)

1. Características principales de los micro-organismos.- . Biología Celular en Procariontes. Pared Celular, Periplasma, Membrana, Citoplasma, Nucleoplasma, Flagelo y Pili. "Filogenia y evolución de los microorganismos". Introducción a la genómica: Genomas de microorganismos: ¿qué nos dicen?

2. Bacterias.- Toxinas Bacterianas: Sitio de acción, genética de las toxinas, Factores de virulencia, Sistemas de secreción. Mecanismos para la identificación de factores de patogenicidad (IVET). Genomas, Vectores de Información Genética y vectores de expresión proteíca. Evolución de Yersinia como patógeno de humanos.

3. Los Virus: a) Introducción.- Aspectos históricos del estudio de los virus. Clasificación. Morfología y ultraestructura de los virus. Adsorción de los virus a la Célula huésped. Penetración de los Virus al interior celular. b) Mecanismos de patogenia viral. Virus de RNA: Replicación Viral y producción de mRNA por virus de RNA. Transcripción reversa e integración. Procesamiento del pre-mRNA viral. Control traduccional de la expresión de genes de virus de RNA. c) Virus de DNA: Estrategias de trascripción: Templados de DNA. Estrategias de Replicación del genoma en Virus de DNA. Procesamiento del pre-mRNA viral. Control traduccional de la expresión de genes de virus de DNA. Transporte Intracelular de los componentes virales. Ensamblaje, Maduración y salida de la progenie viral. d) Vectores Virales.

4. Hongos: a) Clasificación de hongos. 1.- Ascomycota. 2.- Basidiomycota. 3.-Zygomycota. 4.- Hongos Imperfectos. b) Morfología. 1.- Levaduras. 2.- Hongos filamentosos. 3.- Hongos dimórficos. c) Crecimiento: Radial, polarizado. d) Síntesis de pared celular: proteínas, glucanas, quitina. e) Diferenciación y medio ambiente. f) Genética molecular de: Sacharomyces cerevisiae. Dictyostelium. Candida. Phycomyces. g) Hongos de interés agronómico. h) Hongos de interés médico.

INMUNOLOGIA (duración 3 semanas)

Células y Organos del Sistema Inmune. Células dentríticas. Análisis de Inmunidad Innata. El Sistema del Complemento. Antígenos e Inmunogenicidad. Estructura y Función de Inmunoglobulinas. Clases de Inmunoglobulinas: Organización y expresión de familias de genes de inmunoglobulinas y teoría de diversidad. Complejo Principal de Histocompatibilidad. Procesamiento y Presentación de Antígenos. Desarrollo y Diferenciación de linfocitos B. Desarrollo y Diferenciación de linfocitos T. Señalización a través de receptores en el Sistema Inmune y activación de linfocitos. Citocinas y Quimiocinas. Regulación de la Respuesta Inmune. Inmunidad hacia Virus y Bacterias. Inmunidad hacia Parásitos Protozoarios. Inmunidad hacia Parásitos Helmintos.

BIOLOGIA MOLECULAR DE PROCARIONTES (duración 6 semanas)

Estructura del DNA. Reparación del DNA. Replicación del DNA. Transcripción (Iniciación-elongación) (Terminación). Estructura del RNA. Regulación post-transcripcional. Estructura ribosomal. Traducción. Estructura de proteínas. Fenómenos alternativos de traducción. Tranformación. Genoma Bacteriano. Conjugación y transducción. Estrategias fágicas T y alfa. Otros modelos. Microarreglos. Transposones.

BIOLOGÍA MOLECULAR DE EUCARIONTES (duración 7 semanas)

Organización del núcleo y sus procesos. Organización, estructura, funciones y procesamiento del material genético en eucariontes. Complejos macromoleculares. Estructura y función de la cromatina. Remodelado de la cromatina. Modificación de proteínas asociadas al DNA y su efecto sobre la organización nucleosomal y la actividad génica. Metilación.Acetilación. Nucleolo. Poro. Transporte. Replicación, recombinación y reparación. Unidades de replicación en organelos. Secuencias de replicación autónoma, centrómeros y telómeros. Origen de replicación en eucariontes. Enzimas involucradas en la replicación de eucariontes. Sistemas modelo de la replicación en eucariontes. Proteínas reguladoras que determinan el avance del ciclo hacia la replicación. Recombinación y reparación. Maquinaria y mecanismos.Regulación de la Expresión Genética. Procesos y niveles de regulación . Transcripción: cómo se estudia la regulación transcripcional en eucariontes. In vitro: identificación de las proteínas que interactúan en un promotor y sus características. Identificación de secuencias blanco. Identificación de regiones de interacción. In vivo: transfección, genes reporteros, expresión de genes exógenos, transgénicos,microarreglos. Estructura de los genes eucarióticos, regiones reguladoras, promotores, tipos, características, polimerasas que los reconocen, potenciadores y silenciadores. RNA polimerasas en eucariontes: localización, estructura y función. Mecanismos de transcripción para pol II y pol III. Transcripción basal. Factores generales de transcripción. TBP y otras proteínas que reconocen al promotor, complejo de transcripción y su ensamble. Factores de transcripción y la expresión genética inducible. Proteínas que se unen al DNA y que regulan la transcripción. Clases de activadores de acuerdo a su estructura y motivos de unión al DNA: helix-loop-helix, dedos de zinc, zippers de leucina. Interacciones proteína-proteína, co-activadores. Activación y represión. Efecto combinatorio. Contexto. Estructuras transcripcionales. Cromatina y su re-modelado en el control transcripcional. Estructura del nucleosoma durante la transcripción.Regulación por proteínas adaptadoras y “scaffolding”. Complejos modificadores de la cromatina. Modificaciones a las histonas y control transcripcional. Complejos de transcripción. El acoplamiento de la remodelación de la cromatina, la transcripción y el procesamiento del RNA. Ejemplos específicos de como funcionan algunos genes eucarióticos en diferentes condiciones. Expresión genética durante el desarrollo y la diferenciación. Transcripción tipo-celular específica. Factores de transcripción y enfermedades humanas. Regulación por ubiquitinilación y acetilación. Más allá del promotor, acerca del cuerpo del gen. Alargamiento de la cadena de RNA, pausas y velocidad de transcripción. ¿Cómo se regulan?. Terminación de la transcripción. Procesamiento del RNA. Modificaciones al transcrito primario (hRNA), producción de un transcrito maduro. Señales de procesamiento. Señales de poliadenilación. Poliadenilación alternativa, adición de poli-A, CAP. Edición. Transporte de RNA. Integración de eventos nucleares. Traducción. Componentes del sistema de traducción. t-RNA, biosíntesis, maduración y estructura. Modifiaciones post-transcripcionales, aminoacil-tRNA sintetasas. mRNA. e) rRNA, organización, estructura y biosíntesis. Ribosomas, ciclo ribosomal, proteínas ribosomales. Iniciación de la traducción. Elongación. Terminación. Regulación de la traducción.Transducción de señales. Señales a través de la membrana plasmática. Fosforilación de proteínas. Proteínas cinasas, fosfatasas. Segundos mensajeros. Sistemas efectores. Receptores. Regulación de la señal. Desensibilización. Cross-talk entre vías de señalización. Señalamiento intracelular. Tráfico de proteínas. Señalamiento nuclear.

GENETICA GENERAL (duración 4 semanas)

La complejidad del genoma humano: Splicing, Pseudogenes, Genes agrupados, Secuencias repetidas. El proyecto del genoma humano. Avances y consideraciones éticas. Clonación. Genómica vs Proteómica. Genomica: Mapeo y aislamiento de genes humanos, Mapas físicos y mapas genéticos, YACs, Secuenciación automatizada, Electroforésis en campos pulsantes, Hibridación in situ, Células híbridas e irradiación de células híbridas, Clonación posicional, El gen sensor. Proteómica: a. Modificaciones post-traduccionales, b. Doble dimensión. c. Secuenciación de proteínas: mapas peptídicos, espectrofotometría de masas. Diagnóstico molecular de enfermedades hereditarias: a. RFLPS, b VNTRS, c ASO, d Protección contra RNAsas, e. Mapeo de mutaciones por SSCP, f. Identificación de individuos por medio de huellas de DNA, g. Genética Forense. Genes que codifican para factores de crecimiento y sus receptores. Estructura y función de la cromatina. Control genético del ciclo celular y de la apoptosis. Oncogenes y Antioncogenes. Genes virales implicados en cáncer humano. Manipulación genética del ratón. Mutación condicional tejido específica en ratones adultos. Genes Homeóticos. Expresión del genoma humano y microarreglos de cDNA. Farmacogenómica y Farmacogenética. Enfermedades genéticas causadas por la expansión de tripletes: Distrofia Miotónica, Síndrome del X frágil, La enfermedad de Huntington, etc. Tecnología Antisentido: a) RNAs antisentidos, b) Ribozimas, c) RNA de interferencia, d) Aptameros, e) Terapia génica, f) Métodos de transferencia de DNA: Vectores de DNA, Vectores virales, Recombinación homóloga, Genes suicidas.

APLICACIONES DE LA COMPUTACION A LA BIOLOGIA MOLECULAR.

(duración 3 semanas).

TRABAJO EXPERIMENTAL DE TESIS

SEMINARIO DE INVESTIGACION