Teaching Plan Information

Presentation

The subject Molecular Biology of the Cell I is a compulsory subject of the curriculum of the degree in Biomedical Engineering. 
It will be taught during the first trimester of the first year and will consist of 4 credits: 2 theoretical and 2 practical.
Jose Ayte, Elena Hidalgo and Gabriel Gil-Gómez will participate in the theoretical classes. 
Susanna Boronat will be responsible for the practical classes.

Associated skills

Cell Biology is the study of the molecular processes that take place within the cell, within a biological point of view.
The teaching project of the subject Molecular Biology of the Cell I aims, among others:

1. Introduce the student to the world of molecular biology, and what is called the transmission of genetic information: from how this information is preserved and maintained in the form of nucleic acids, to how this information is regulated to allow the synthesis of different proteins that give functionality to the cell.
2. Know the different functionalities of the cell, with special emphasis on the functioning of eukaryotic cells. Understand what the eukaryotic cell cycle is and how it is regulated. And what happens when the cell cycle stops regulating itself.
3. Teach to make a correct interpretation of experimental results, from basic molecular and cellular biology techniques, as well as the improvement of their manual skills in laboratory work.

Sustainable Development Goals

ODS 3: Health and Wellbeing

ODS 10: Reduction of inequalities

Contents

THEORETICAL SYLLABUS

Topic 0. Presentation of the subject

Topic 1. DNA: basis of genetic information

Topic 2. DNA replication (I)

Topic 3. DNA replication (II): control of the cell cycle in eukaryotes

Topic 4. Transcription in prokaryotes (I)

Topic 5. Transcription (II): regulation of transcription in eukaryotes

Topic 6. Information decoding: translation

Topic 11. Mitochondria

SEMINAR SYLLABUS

Seminar 1. CRISPR I: HUMAN NATURE (2 hours)

Seminar 2. CRISPR II (2 hours)

Seminar 3. Seminar on new techniques for sequencing: NGS (2 horas)

Seminar 4. Introduction to the practices

Seminar 5. Conclusions of the practices

PRACTICAL SYLLABUS

The practices in the laboratory will be done during 4 days and will be a total of 18 hours. The general theme will deal with basic gene cloning techniques. each session will be linked to the next session, so that the results of the previous day are analyzed.

With these practices, the student is expected to learn about the basic techniques used in molecular biology, such as transformation, obtaining DNA and its analysis by restriction, DNA amplification by PCR and Sanger sequencing.

Evaluation

The final evaluation of the subject will be counted as follows (out of a total of 10 points): theoretical content, 7 points; practical content, 3 points.

For the evaluation of the theoretical content, the student's responses to the following tests will be taken into account:

1. a multiple choice test: 70%
2. short questions: 30%

For the evaluation of the practical content, the answers to:

1. a test of short problems and questions: 60%
2. the practice script (to be done in groups of 2): 40%

Carrying out the practices is compulsory, and not presenting the script on the day of the practice exam implies having to repeat the subject.

Any type of copy in any of the evaluation sections (including the practice script) implies not passing the subject.

Bibliography and information resources

Text Books:

• STRYER, L.; BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L. Bioquímica. 7th ed. WH FREEMAN. ISBN. 9781429276351. 2013.
• BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L AND GATTO, G. J. Biochemistry. 7th ed. Londres, Reino Unido. WH FREEMAN. ISBN. 9781429276351. 2011.
• BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L. Bioquímica. 6a ed. Barcelona: Reverté, S.A.,2008.
• MATHEWS, C. K.; VAN HOLDE, K. E.; AHERN, K.G. Biochemistry. 3a ed. San Francisco: HORTON, H. R.; MORAN, L. A.; SCRIMGEOUR, K. G.; PERRY, M. D.; RAWN, J. D. Principios de bioquímica. 4a ed. Pearson/Prentice Hall, 2008.
• GARRETT, R. H.; GRISHAM, C. M. Biochemistry. Saunders. Orlando (Fla.): Brooks/Cole, 2010.
• VOET, D.; VOET, J. G.; PRATT, C. W. Fundamentos de bioquímica. 2a ed. Editorial Médica Panamericana, 2007.
• LODISH, H. et al. Biología celular y molecular. 5a ed. Ed. Panamericana, 2005. 6a ed., 2008.
• LEWIN, B. Genes IX. Nova York: Oxford University Press, Inc., 2007.
• ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Molecular Biology of the Cell. Garland Science, 5a ed., 2008

Other Books:

• MATHEWS, C. K.; VAN HOLDE, K. E.; AHERN, K.G. Biochemistry. 3a ed. San Francisco: Benjamin/Cummings, 2002.
• GARRETT, R. H.; GRISHAM, C. M. Biochemistry. Saunders. Orlando (Fla.): Brooks/Cole, 2005.
• MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M.; PARKER, J. Brock Biology of Microorganisms. Nova Jersey: Prentice-Hall, Inc., 2009.

Información del Plan Docente

Presentación

La asignatura Biología Molecular de la Célula I es una materia obligatoria del currículo del grado en Ingeniería Biomédica. Se impartirá durante el primer trimestre del primer curso y constará de 4 créditos: 2 de teóricos y 2 prácticos.

José Ayté, Elena Hidalgo y Gabriel Gil-Gómez participarán en las clases teóricas. Susanna Boronat será la responsable de las clases prácticas.

Competencias asociadas

Objetivos de Desarrollo Sostenible

ODS 3: Salud y bienestar

ODS 10: Reducción de las desigualdades

Contenidos

TEMARIO TEORICO

Tema 0. Presentación de la asignatura

Tema 1. DNA: base de la información genética

Herencia y DNA. Transferencia de la información genética en bacterias. Estructura del DNA: cromatina. Tipos de elementos genéticos. Información genética y evolución; el mundo del RNA.

Tema 2. Replicación del DNA (I)

La replicación del DNA es semiconservativa. Aspectos generales de la replicación. Replicación del cromosoma de Escherichia coli. Replicación de plásmidos. Replicación de ADN mitocondrial. Replicación del cromosoma eucariota; telómeros y telomerasa. Replicación de genomas de RNA; uso de la transcriptasa reversa. Fidelidad de la replicación.

Tema 3. Replicación del DNA (II): control del ciclo celular en eucariotas

Control de la replicación por ciclo celular en eucariotas. Fases y control del ciclo celular. Apoptosis. Bases moleculares del cáncer. Modelado del ciclo celular.

Tema 4. Transcripción en procariotas (I)

El DNA como molde para la síntesis de RNA; el bacteriófago T2 y la predicción de la existencia del mRNA. Mecanismos básicos de transcripción en procariotas. Regulación de la transcripción en procariotas: inducción versus represión.

Tema 5. Transcripción (II): regulación de la transcripción en eucariotas

El genoma eucariota: tamaño, secuencias repetitivas, nucleosoma. Mecanismos básicos de transcripción. Regulación de la transcripción en eucariotas. Procesamiento del mRNA: capping, splicing, hRNPs.

Tema 6. Descodificación de la información: traducción

Elucidación del código genético. Componentes del proceso de traducción: mRNA, tRNA, ribosomas. Pasos del proceso de traducción: iniciación, elongación y terminación; energética. Degradación de proteínas en eucariotas.

Tema 7. Mitocondrias

Estructura y función de las mitocondrias: bases del transporte electrónico. Biogénesis de las mitocondrias. Apoptosis.

TEMARIO SEMINARIOS

Seminario 1.  Seminario sobre CRISPR y sus implicaciones en biomedicina: documental Human Nature (2 horas)

Seminario 2.  Seminario sobre CRISPR y sus implicaciones en biomedicina: presentación del trabajo realizado por los alumnos (2 horas)

Seminario 3.  Seminario sobre técnicas de secuenciación: NGS (2 horas)

Seminario 4.  Seminario de introducción a las practicas (1 hora)

Seminario 5.  Seminario de conclusiones de las prácticas (1 hora)

TEMARIO PRACTICO

Las prácticas en el laboratorio se harán durante 4 días y serán un total de 18 horas. La temática general versará sobre técnicas básicas de clonación de genes. cada sesión irá enlazada con la siguiente sesión, de forma que se analizan los resultados del día anterior.

Con estas prácticas se pretende que el estudiante vaya conociendo cuáles son las técnicas básicas empleadas en biología molecular, como la transformación, la obtención de ADN y su análisis por restricción, amplificación de DNA mediante PCR y secuenciación por Sanger.

Evaluación

Bibliografía y recursos de información

Libros de texto:

• STRYER, L.; BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L. Bioquímica. 7th ed. WH FREEMAN. ISBN. 9781429276351. 2013.
• BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L AND GATTO, G. J. Biochemistry. 7th ed. Londres, Reino Unido. WH FREEMAN. ISBN. 9781429276351. 2011.
• BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L. Bioquímica. 6a ed. Barcelona: Reverté, S.A.,2008.
• MATHEWS, C. K.; VAN HOLDE, K. E.; AHERN, K.G. Biochemistry. 3a ed. San Francisco: HORTON, H. R.; MORAN, L. A.; SCRIMGEOUR, K. G.; PERRY, M. D.; RAWN, J. D. Principios de bioquímica. 4a ed. Pearson/Prentice Hall, 2008.
• GARRETT, R. H.; GRISHAM, C. M. Biochemistry. Saunders. Orlando (Fla.): Brooks/Cole, 2010.
• VOET, D.; VOET, J. G.; PRATT, C. W. Fundamentos de bioquímica. 2a ed. Editorial Médica Panamericana, 2007.
• LODISH, H. et al. Biología celular y molecular. 5a ed. Ed. Panamericana, 2005. 6a ed., 2008.
• LEWIN, B. Genes IX. Nova York: Oxford University Press, Inc., 2007.
• ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Molecular Biology of the Cell. Garland Science, 5a ed., 2008.

Otros libros de consulta:

• MATHEWS, C. K.; VAN HOLDE, K. E.; AHERN, K.G. Biochemistry. 3a ed. San Francisco: Benjamin/Cummings, 2002.
• GARRETT, R. H.; GRISHAM, C. M. Biochemistry. Saunders. Orlando (Fla.): Brooks/Cole, 2005.
• MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M.; PARKER, J. Brock Biology of Microorganisms. Nova Jersey: Prentice-Hall, Inc., 2009.