L’alumne ha de ser capaç de:

Demostrar coneixement sobre els conceptes i la terminologia bàsics relacionats amb els processos d’aïllament, amplificació i manipulació de gens. Temes del 1al 9. Competències 47, 50, 51 i 60.

Demostrar coneixement sobre les tècniques, metodologies i processos bàsics requerits per identificar, clonar i manipular un gen. Temes del 1 al 9. Competències 51, 57 i 60.

Demostrar coneixement sobre les particularitats d’interès biomèdic i biotecnològic  dels  diferents  grups  d’organismes  vius,  i  especialment  dels organismes hoste més habituals en enginyeria genètica. Temes del 10 i 11. Competències 51 i 60.

Dissenyar i resoldre estratègies de clonatge i mutagènesis senzilles. Pràctiques i problemes. Competències de la 51, 57 i 60.

Decidir entre diferents sistemes d’expressió i organismes  hoste  segons  la finalitat  del  procés  experimental  i/o  productiu. Pràctiques i problemes. Competències de la 51 i 60.

CB1 Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en una àrea destudi que parteix de la base de leducació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del camp d'estudi.

CB2 Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi

CE50. Discriminar les singularitats de l'anàlisi genètica molecular i les seves implicacions biotecnològiques i biomèdiques.

CE51. Definir els fonaments i aplicar la metodologia utilitzada en la modificació genètica dels organismes.

CE57. Aplicar i valorar els mètodes electroforètics per a la separació de proteïnes i àcids nucleics

CE58 Aplicar i valorar tècniques immunològiques qualitatives i quantitatives aplicades a l'anàlisi de molècules i cèl·lules.

CE59 Aplicar tècniques de luminometria, citometria, cromatografia i espectometria.

CE60. Aplicar els mètodes bàsics de Biologia Molecular utilitzats en la investigació biomèdica

Part 1. Tecnologia del DNA recombinant

Tema 1- Aïllament i purificació d’àcids nucleïcs. Lisi cel·lular. Purificació de DNA i RNA. Lisi alcalina. Separació de fragments de DNA per electroforesi. Purificació de fragments de DNA. Camp pulsant. 3h

Tema 2- DNA recombinant I. Degradació d’àcids nucleics. Nucleases. Endonucleases de restricció. Síntesi d’àcids nucleics. Polimerases. Modificació d’àcids nucleics. Lligases. 2h

Tema 3- DNA recombinant II. Plasmidis i vectors. Mètodes de clonatge. Selecció dels clons recombinants. Estratègies de clonatge. Fill-in. Linkers. Genoteques. 3h

Tema 4- Polimerase Chain Reaction. Polimerases termoresistents. Etapes i reacció de la PCR. Disseny de primers.  DNA Polimerases, característiques. Eficiència de la PCR. Transcriptasa reversa i RT PCR. Real time PCR. Digital PCR. 4h

Tema 5- PCR cloning. TA cloning. Gibson assembly. Topo Cloning. Gateway cloning. Recombinant cloning. 2h

Tema 6- Transferència de DNA. Vectors. Protocols de transformació en bacteris i llevats.  Vectors d’ampli espectre d’hoste. Models d’expressió en cèl·lules de mamífer. Protocols de transfecció. Vectors virals. Retrovirus i lentivirus. 3h

Tema 7- Manipulació genètica. Manipulació en bacteris i llevats. Gene tagging. RNA d’interferència. Tecnologia del Crispr-Cas. Knock out. KO condicional. Knock in. Transgènics. Teràpia gènica. 4h

Tema 8- Vectors d’expressió. Característiques d’un vector d’expressió. Sistemes de promotors induïbles i regulables. Gene reporters. Transcripció i traducció in vitro. 2h

Tema 9- Produció de proteïnes heteròlogues. Condicions de màxima expressió i producció. Codon usage. Promotors regulables. Glicosilació. Purificació de proteïnes. Vectors de secreció. Producció en organismes transgènics. 2h

Part 2. Tècniques de Biologia Molecular

Tema 10- Gene synthesis. Oligonucleotide synthesis. Gene synthesis. Genome synthesis. 2h

Tema 11- Seqüenciació de DNA. Mètode del dideoxid. Next Generation Sequencing. Illumina. Ion Torrent. 3h

 

Problemes

1- Quantificació i estructura d’àcids nucleics. Càlcul de la concentració d’àcids nucleics per dissenyar reaccions de lligació, fosforilació i modificació d’extrems en general. Mapatge de restricció, mapes físics i genètics. 6h

2- Disseny de clonatges. Donat diferents gens i vectors dissenyar les reaccions de digestió i lligatge del DNA. Adoptar en cada cas la millor estratègia. 6h

3- Disseny de primers i PCR. Dissenyar primers per amplificació de gens. Càlculs de la temperatura de fusió i d’aparellament. Condicions de la PCR. 6h

4- Estratègies de mutagènesi dirigida. Aprenentatge del disseny de primers per produir diferents tipus de mutacions. 4h

Pràctiques

Pràctica 1- Purificació d’un fragment de DNA a partir d’un gel d’agarosa. Es farà una electroforesi d’un DNA digerit i es recuperarà un fragment a partir del gel d’agarosa. S’empraran columnes de silica gel. Finalment es comprovarà la purificació. 5h. 

Pràctica 2- Purificació de RNA de biòpsies humanes. Determinació del RQI. Amb la col·laboració del banc de teixits (Biobanc) del IRBLleida, s’obtindrà RNA total a partir de biòpsies congelades. S’utilitzarà el sistema robotitzat, Maxwell® 16 LEV simplyRNA Tissue Kit de Promega. Finalment s’avaluarà la integritat del RNA extret mesurant l’índex de qualitat del RNA (RQI) amb un aparell Experion de BioRad.  3h

 

Per assolir rels objectius i adquirir les competències atribuïdes es programaran les següents activitats:

- Classes magistrals. (CM)

Aquestes es realitzaran amb tots els alumnes.Tenen com finalitat donar un visió general del contingut temàtic de les metodologies i de les tècniques.

- Problemes. (Pro)

 Es proporcionarà als alumnes un llistat de problemes de disseny de clonatge, disseny de primers i sobre estratègies de mutagènesi. Els alumnes hauran de solucionar aquests problemes que serviran de model per a les preguntes d’examen. El problemes tenen con a finalitat que els alumnes apliquin el conceptes tècnics i metodològics en situacions reals de disseny en el laboratori.  

-Pràctiques de laboratori. (PL).

Les pràctiques de laboratori tenen com a finalitat que els alumnes relacionin els aspectes teòrics de les metodologies amb els protocols pràctics dels diferents kits  i productes emprats en el laboratori de biologia molecular. Aquests protocols sempre són en anglès per la qual cosa l’alumne ha de tenir un nivell d’anglès bàsic. Aquestes pràctiques es realitzaran en grups reduïts.

Teoria. Presencial
Part 1. Tecnologia del DNA recombinant. Temes del 1 al 9. 25 hores. Professor Eloi Garí

Part 2. Tècniques de Biologia Molecular. Temes del 10 al 11. 5 hores. Professor Eloi Garí

Problemes. Presencial

Quantificació i estructura d’àcids nucleics. Disseny de clonatges. Disseny de primers i PCR. Estratègies de mutagènesi dirigida. 22 hores. Professor Eloi Garí. Dos grups.

Pràctiques. Presencials

Pràctica 1- Purificació d’un fragment de DNA a partir d’un gel d’agarosa. 5 hores. Professor Eloi Garí. Tres grups de pràctiques.

Pràctica 2- Purificació de RNA de biòpsies humanes. 3 hores. Professor Eloi Garí. Quatre grups de màxim 10 alumnes.

 

És OBLIGATORI que els estudiants portin en el transcurs de les pràctiques docents:

• Bata laboratori blanca UdL  unisex
• Ulleres de protecció
• Guants de protecció química

NORMES GENERALS  DE SEGURETAT EN LES PRÀCTIQUES DE LABORATORI

• Mantenir el lloc de realització de les pràctiques net i ordenat. La taula de treball ha de quedar lliure de motxilles, carpetes, abrics...
• En el laboratori no es podrà venir amb pantalons curts ni  faldilles curtes.
• Portar calçat tancat i cobert  durant la realització de les pràctiques.
• Portar el cabell llarg sempre recollit
• Mantenir les bates cordades per protegir enfront d’esquitxades i vessaments de substàncies químiques.
• No portar polseres, penjolls o mànigues amples que puguin ser atrapats pels equips.
• Evitar portar lents de contacte, ja que l'efecte dels productes químics és molt més gran si s'introdueixen entre la lent de contacte i la còrnia.
• No  menjar ni beure dins el laboratori
• Està prohibit fumar dins dels laboratoris
• Rentar-se les mans sempre que es tingui contacte amb algun producte químic i abans de sortir del laboratori.
• Seguir  les instruccions del professor i consultar qualsevol dubte sobre seguretat

Avaluació aprenentatges
	% nota final	Tipus avaluació
Teoria	40 10	Tipus test Preguntes curtes
Pràctiques	10	Escrita en format  preguntes curtes
Problemes	40	Escrita en format de problemes i casos pràctics

 

Descriure com s’avaluaran i quin valors tindran sobre la nota final les diferents activitats d’aprenentatge programades.

Avaluació

Es faran en tres avaluacions:

• S’avaluarà el treball en el laboratori mitjançant preguntes curtes per valorar la capacitat de comprensió de l’alumne dels protocols emprats en pràctiques. Aquesta avaluació representarà un 10% de la nota final.

• S’avaluarà el coneixement per part de l’alumne dels conceptes teòrics donats en la primera part de l’assignatura. Es farà una avaluació de tipus test dels temes 1 al 9. Aquesta avaluació representarà el 40% de la nota final. Dels temes 10 i 11 es farà una avaluació en preguntes curtes i comptarà un 10% de la nota.

• Finalment s’examinaran de la part de problemes i casos realitzada la segona meitat del semestre. Es valorarà la capacitat de resolució dels problemes i casos bàsics en el camp de la enginyeria genètica. Es farà una avaluació escrita en format de resolució de problemes i casos. Aquesta avaluació representarà el 40% de la nota final.

Per eliminar continguts en els exàmens parcials els alumnes hauran de treure una nota de 5 o superior en els exàmens teòric (50%) i problemes (40%). Els alumnes que no aprovin podran esmenar-ho en l'examen de recuperació on s'aprovarà amb una nota de 5 sobre 10.

 

Avaluació alternativa

Per causa justificada de conciliació laboral o familiar es farà una avaluació única que constarà:

• teoria en format tipus test dels temes 1 al 11. Comptarà un 50% de l'assignatura. Aquesta part contindrà conceptes relacionats amb les pràctiques que hauran estat explicats a classe.
• Problemes i casos en format pregunta curta. Comptarà un 50% de l'assignatura.

L'examen es farà el mateix dia de la convocatòria del segon parcial en l'avaluació continuada. S'haurà d'obtenir un mínim de 5 sobre 10 per aprovar l'assignatura. Els alumnes tindran la possibilitat de recuperar l'examen en la convocatòria de recuperació on s'aprovarà també amb una nota de 5 sobre 10. 

 

 

 

Bàsica

 

-“Cálculo en Biología Molecular y Biotecnología. Guía de matemáticas para el laboratorio”. 2ª Edició. 2012. F.H. STEPHENSON. Academic Press. Ed. Elsevier

-“Molecular Biotechnology” 3ª Edició. 2003. BR. GLICK, JJ. PASTERNAK. ASM Press.

-“Principles  of  Gene  Manipulation”  6ª  Edició.  2001.  SB.  PRIMROSE,  RM. TWYMAN, RW. OLD. Blackwell Science Publishers.

-“Gene  Cloning  and  DNA  analysis.  An  Introduction”  4ª  Edició.  2001.  TA.  BROWN. Blackwell Science Publishers.

-“Ingeniería Genética y Transferencía Génica” 1ª Edició. 1999. M. IZQUIERDO ROJO. Ed. Pirámide.

-“Ingeniería Genética. Vol I i II” 1ª Edició. 2002. J. PERERA, A. TORMO i JL. GARCIA. Ed. Síntesis

-"Tècnicas de Ingeniería Genética". 1ª Edició. 2017. MD. REAL GARCÍA, C. RAUSELL i A. LATORRE. Ed. Síntesis.

- The Crispr page at CNB. http://wwwuser.cnb.csic.es/~montoliu/CRISPR/

 

Complementària

 

-“Current Protocols in Molecular Biology” Edició en CD rom. 2006. John Wiley Press.

-“Molecular Cloning. A  Laboratory  Manual” 3ª Edició. 2001. J. SAMBROOK, DW. RUSSELL. CSHL Press.

-“Biotechnologie” 5ª Edició. 1999. R. SCRIBAN (coord). Ed. Tec&Doc.

-“DNA Science. A First Course.” 2ª Edició. 2003. DA. MICKLOS, GA FREYER. CSHL Press.

-“Genes VIII” 8ª Edició. 2004. B. LEWIN. Prentice Hall.

- “Biología Molecular e Ingeniería Genética. Conceptos técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud”. 2ª Edició. 2012. A. HERRÀEZ. Ed. Elsevier