Aspectos generales
Responsable
Métodos de evaluación
| Método |
Cantidad |
Porcentaje |
| Evaluaciones de cada sección |
17 |
80% |
| Examen departamental |
1 |
20% |
Integrantes
| Integrante |
Rol |
Horas |
Actividad complementaria |
| PERAZA REYES CARLOS LEONARDO |
Responsable |
15.00 |
|
| LARA NÚÑEZ AURORA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
6.00 |
|
| ESCALANTE ALCALDE DIANA MARÍA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
12.00 |
|
| GONZÁLEZ HALPHEN DIEGO |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| MAS OLIVA JAIME |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| GÓMORA MARTÍNEZ JUAN CARLOS |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| MORÁN ANDRADE JULIO |
Profesor invitado (MDCBQ) |
6.00 |
|
| MACIAS SILVA MARINA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
9.00 |
|
| LICONA LIMÓN PAULA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
6.00 |
|
| GONZÁLEZ GARCÍA CONDE RAMÓN ANTONIO |
Profesor invitado (MDCBQ) |
4.50 |
|
| CORIA ORTEGA ROBERTO |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| NAVARRO GONZÁLEZ ROSA ESTELA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
4.50 |
|
| CASTRO OBREGÓN SUSANA |
Profesor invitado (MDCBQ) |
12.00 |
|
| HANSBERG TORRES WILHELM |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| PÉREZ MARTÍNEZ XOCHITL |
Profesor invitado (MDCBQ) |
3.00 |
|
| ANDRES MARTIN SARALEGUI AMARO |
Profesor invitado (Externo) |
3.00 |
|
Introducción
Todos los seres vivos están constituidos por células. Nuestro cuerpo está formado por trillones de células que funcionan de manera coordinada, por lo que se comunican entre ellas mediante diversos mecanismos moleculares. Las funciones específicas que cada célula realiza y que permiten la vida se determinan durante el desarrollo embrionario gracias a la expresión coordinada de distintos genes, los cuales codifican para las proteínas estructurales y funcionales, así como ARNs reguladores, que permiten la diferenciación de cada tipo celular del organismo. La comunicación entre las células es fundamental desde el inicio del desarrollo embrionario, que dirige la ejecución de procesos celulares, como la proliferación, la migración y la muerte celular. A lo largo de la vida del organismo el funcionamiento normal de la células se ve alterada por diferentes estímulos medioambientales como: patógenos, radiación, falta o exceso de nutrientes, etc. A estos estímulos la célula responde activando, una vez más, programas específicos de expresión genética que le permiten contender con dichos insultos y regresar a la homeostasis o morir en beneficio del organismo. Entender a nivel molecular cómo funciona la célula eucarionte es parte esencial de la formación de los estudiantes del Posgrado en Ciencias Bioquímicas. Para lograrlo, es fundamental que los alumnos interesados en este curso tengan conocimientos previos de Bioquímica y Biología Molecular.
Objetivos
El objetivo de este curso es revisar, desde una perspectiva molecular, los conceptos básicos de la biología celular de los eucariontes, enfocándose en los principios comunes, tomando los ejemplos más relevantes en animales y microorganismos. Entender a nivel molecular cómo funciona la célula eucarionte es parte esencial de la formación de los estudiantes de Posgrado en Ciencias Bioquímicas,. Para lograrlo, es fundamental que los alumnos interesados en este curso tengan conocimientos previos de bioquímica y biología molecular.
Temario
Temario.
I. Visualizando las células
1 clase. M.C. Andrés Saralegui, 30 de enero.
a) Microscopía de luz.
b) Microscopía de fluorescencia.
c) Microscopía confocal.
d) Microscopía electrónica.
II. La estructura de la membrana celular y el transporte a través de las membranas celulares
3 clases. Dra. Xochitl Pérez, Dr. Jaime Mas, Dr. Juan Carlos Gómora.
1, 6 y 8 de febrero.
Sesión 1. Dra. Xochitl Pérez, 1 de febrero.
La estructura de la membrana.
Algunas funciones de la membrana plasmática.
La bicapa lipídica: composición, estructura, propiedades.
Lamelas, micelas, liposomas.
Fluidez de la membrana.
Tipos de asociación de proteínas con la membrana plasmática; ejemplos de proteínas de membrana y sus funciones.
Modelos de membrana: modelo del sandwich (Davson-Danielli), modelo del mosaico fluido (Singer & Nicolson) y microdominios de membrana (generalidades).
Sesión 2. Dr. Jaime Mas, 6 de febrero.
Transporte a través de las membranas celulares.
Principios: Difusión, primera y segunda ley de Fick; coeficiente de permeabilidad.
Actividad del agua y presión osmótica; regulación del volumen celular.
Proteínas acarreadoras, transportadores activos primarios, secundarios y pasivos.
Bombas, ATPasas, acuaporinas.
Sesión 3. Dr. Juan Carlos Gómora, 8 de febrero.
Propiedades eléctricas de las membranas.
Potencial químico de iones, potencial eléctrico y capacitancia de la membrana.
El modelo eléctrico de la membrana.
Tipos de canales iónicos.
Estructura molecular de los canales iónicos.
Propiedades de los canales iónicos.
III. Señalización celular: Percepción y transducción de señales
5 clases. Dra. Marina Macías, Dra. Paula Licona.
13, 15, 20, 22, 27 de febrero.
Sesión 1. Dra. Marina Macías, 13 de febrero.
1. Generalidades
La señalización como una respuesta celular de adaptación al medio ambiente mediada por receptores.
- Distintos niveles y mecanismos de comunicación célula/célula.
- Principios generales de la señalización en los organismos vivos:
a) Ligandos con diferente naturaleza química.
b) Receptores específicos para un ligando.
c) Efectores específicos de un receptor.
d) Segundos mensajeros.
e) Otras proteínas que participan en señalización:
- Proteínas adaptadoras.
- Proteínas de andamio.
- Cinasas y fosfatasas.
Sesión 2. Dra. Marina Macías, 15 de febrero.
2. Receptores acoplados a proteínas G y sus efectores.
a) Sistema de transducción de la adenilato ciclasa (segundo mensajero AMP cíclico).
b) Sistema de transducción del recambio de fosfoinosítidos/calcio (IP3 y DAG).
c) Sistema de transducción de la ruta de Hippo (Taz/Yap).
d) Mecanismos de desensibilización.
Sesión 3. Dra. Marina Macías, 20 de febrero.
3.1. Receptores con actividad de cinasa de residuos de tirosina (RTKs) para factores de crecimiento.
a) Sistema de transducción de MAPK (proliferación celular).
b) Sistema de transducción de PI3K/AKT (sobrevivencia celular).
c) Sistema de transducción de la cinasa mTOR (metabolismo).
3.2. Receptores con actividad de cinasa de residuos de serina/treonina (RS/TKs) para la superfamilia del TGF-beta.
a) Vía de transducción canónica de las Smad (proliferación celular).
b) Vías de transducción no canónicas (MAPKs, PI3K).
Sesión 4. Dra. Paula Licona, 22 de febrero.
a) Generalidades del sistema inmune
b) Sistemas de transducción para citocinas (vía JAK/STAT)
Sesión 5. Dra. Paula Licona, 27 de febrero.
a) Sistemas de transducción para Quimiocinas (GPCRs)
b) Sistemas de transducción para Inmunoglobulinas (cinasas itinerantes de la familia de src)
c) Sistemas de transducción de los receptores tipo Toll/NLRs (TLRs, inflamasomas)
IV. Las especies reactivas del oxígeno como transductores de señales
1 clase, Dr. Wilhelm Hansberg. 29 de febrero.
Las especies reactivas del oxígeno como transductores de señales.
V. La compartimentación celular y la distribución intracelular de las proteínas
7 clases. Dr. Leonardo Peraza; Dr. Ramón González, Dr. Diego González, Dra. Rosa
Navarro.
5, 7, 12, 14, 19, 21 de marzo, 2 de abril.
Sesión 1. Dr. Leonardo Peraza, 5 de marzo.
Compartimentación de la célula eucarionte.
a) Origen y evolución de la célula eucarionte.
b) Organelos y su función, generalidades: núcleo, mitocondria, plástidos, peroxisomas, retículo endoplásmico, complejo de Golgi, etc.
c) Síntesis y transporte de proteínas a los organelos: co-traduccional y post-traduccional.
d) Características generales del transporte de proteínas a los organelos.
El retículo endoplásmico
a) Función, composición y organización.
b) Síntesis de lípidos.
c) Síntesis y translocación de proteínas.
Sesión 2. Dr. Leonardo Peraza, 7 de marzo.
El retículo endoplásmico (continuación)
d) Modificación post-traduccional de proteínas.
e) Proteínas residentes del retículo endoplásmico.
f) Respuesta al estrés y proteínas mal pleagadas (UPR).
Complejo de Golgi
a) Estructura (cisternas) y funciones.
b) Síntesis y transporte de lípidos.
c) Modificación de proteínas.
d) Organización: modelo estático vs modelo dinámico (maduración de cisternas).
Sesión 3. Dr. Diego González, 12 de marzo.
Mitocondria.
a) Función, organización y origen de la mitocondria.
b) Organización del genoma mitocondrial.
c) Biogénesis de la mitocondria.
d) Estructura de la membrana mitocondrial.
e) Síntesis de proteínas en citoplasma y en mitocondria.
f) Translocación de proteínas a cada compartimento mitocondrial.
g) Comunicación mitocondria-retículo endoplásmico.
Sesión 4. Dr. Ramón González, 14 de marzo.
Transporte núcleo-citoplasma.
a) Organización y ensamblaje de la membrana nuclear.
b) Estructura y organización del poro nuclear.
c) Tipos de transporte: difusión pasiva, difusión facilitada, importación mediado por señal-receptor, exportación mediado por señal-receptor.
d) Componentes del sistema de transporte.
e) Mecanismo de importación y exportación de proteínas.
f) Mecanismo de transporte de ARN.
g) Mecanismo de ensamblaje y transporte de ribosomas.
h) Regulación del transporte núcleo-citoplasma.
Sesión 5. Dr. Leonardo Peraza, 19 de marzo.
Introducción al sistema de tráfico vesicular.
Exocitosis y endocitosis.
a) Exocitosis.
b) Endocitosis, generalidades.
c) Mecanismos: vesículas endocíticas, caveolae, etc.
d) Los diferentes tipos de endosomas y sus funciones.
Sesión 6. Dr. Leonardo Peraza, 21 de marzo.
Vacuola y lisosoma.
a) Estructura y composición.
b) Función: células vegetales, animales y hongos.
c) Biogénesis.
d) Transporte mediado por receptores.
e) Transportadores membranales de vacuola (ATPasas, acuaporinas).
Peroxisomas
a) Características y funciones de los peroxisomas.
b) Biogénesis de los peroxisomas y su relación con la mitocondria y el retículo endoplásmico.
Sesión 7. Dra. Rosa Navarro y Dr. Ramón González, 2 de abril.
Compartimentos sin membrana
a) Introducción a condensados biomoleculares y la separación de fases líquidas.
b) Proteínas o dominios de proteínas involucradas en la separación de fases.
c) Compartimentos no membranosos en citoplasma: p bodies, gránulos de estrés y gránulos germinales.
d) Compartimentos no membranosos en núcleo: nucleolo, cuerpos de Cajal, PML-NB, etc.
e) Compartimentos no membranosos en enfermedades e infecciones.
VI. El citoesqueleto
2 clases: Dr. Julio Morán, 4 y 9 de abril.
Sesión 1. Dr. Julio Morán, 4 de abril.
Características generales del citoesqueleto.
a) Movilidad y forma celular.
b) Citocinesis y transporte vesicular.
c) Organizador del citoplasma.
El citoesqueleto de actina.
a) Las propiedades de la actina (actina G y actina F).
b) La dinámica de polimerización y despolimerización.
c) Las proteínas asociadas y motores moleculares: miosinas.
d) El músculo “una máquina molecular especializada”.
e) Movimiento celular y continium : matriz extracelular-membrana-citoplasma.
Sesión 2. Dr. Julio Morán, 9 de abril.
La tubulina y los microtúbulos.
a) Tipos de tubulina y sus propiedades.
b) La dinámica de polimerización y despolimerización de tubulina.
c) Proteínas asociadas y motores moleculares: cinesina y dineína.
d) Centrosomas, centriolos, cilios y flagelos.
e) Ciclo celular y mitosis.
f) Citocinesis y formación del septo celular en levaduras y plantas.
Los filamentos intermedios.
a) Propiedades generales y función de los filamentos intermedios.
b) Dinámica de ensamble de las laminas nucleares y el ciclo celular.
c) Uniones celulares (desmosomas y hemi-desmosomas).
d) Patogenia de los filamentos intermedios.
El citoesqueleto como un integrador de señales extra e intracelulares.
VII. El proteasoma
1 clase. Dra. Susana Castro, 11 de abril.
Función, control y degradación controlada de proteínas.
VIII. El ciclo y la mecánica de la división celular
2 clases, Dra. Aurora Lara, 16 y 18 de abril.
1. Estrategias generales del ciclo celular:
Las diferentes maneras en que se pueden dividir las células: división celular asimétrica (i.e., diferenciación celular de células madre, activación de linfocitos T), división nuclear sin división celular (sincicio), división celular sin duplicación del material genético (i.e., meiosis), duplicación del material genético sin división nuclear o celular (i.e., cromosomas politénicos, etc.), división celular sin crecimiento celular (i.e. segmentación en los primeros estadios embrionarios de algunos metazoarios). El concepto del ciclo celular.
2. El ciclo celular embrionario y el papel del "MPF":
La historia de la identificación de p34 y las ciclinas. Descubrimiento y caracterización del factor promotor de la maduración “MPF”. Énfasis sobre la actividad bioquímica de las CDK, las ciclinas y otros reguladores.
3. Las levaduras y la genética del ciclo celular:
El análisis detallado de los componentes y sus interacciones. Analizar los reguladores del ciclo celular con base a los estudios genéticos en las levaduras. En particular destacar la conservación de las maquinarias que controlan a las transiciones G2-M y G1-S. También incluir a otros reguladores (cinasas y fosfatasas) que regulan la actividad de las CDKs. Resaltar la conservación de estos componentes en el humano.
4. La mitosis:
El complejo APC y su papel regulatorio. Describir la composición molecular y la actividad del complejo APC. Resaltar cómo su función define la progresión a través de las fases de la mitosis.
5. Control metabólico del ciclo celular:
Describir el efecto de reguladores del ciclo celular en enzimas clave para la regulación metabólica y la regulación del ciclo celular por enzimas del metabolismo.
6. La citocinesis:
La mecánica de la distribución de los componentes celulares durante la fisión. Describir los mecanismos que controlan la distribución de los componentes celulares.
7. El control de la división celular:
Los factores extracelulares y la mecánica de señalización que determina la entrada o la salida del ciclo celular. Destacar la función de los supresores oncogénicos Rb y p53 y su interacción con la maquinaria que regula el ciclo celular en respuesta a daño al ADN.
IX. La Muerte Celular
1 clase. Dra. Susana Castro, 23 de abril.
1. Los conceptos de muerte celular programada, fisiológica y patológica.
Establecer las diferencias entre el concepto funcional (e.g., muerte celular programada, muerte fisiológica) y el concepto mecanístico (e.g., apoptósis, necrosis, etc.) de la muerte celular. Revisión histórica de la identificación de los genes que controlan la muerte celular programada en Caenorhabditis elegans y su conservación evolutiva.
2. Definición de apoptosis y vías de activación intrínseca y extrínseca.
a) Morfología y maquinaria molecular de la apoptosis.
b) Actividad bioquímica de las caspasas, substratos, cascada de proteólisis.
c) Elementos estructurales de la familia de Bcl-2; miembros anti-apoptóticos y proapoptóticos.
d) Moléculas reguladoras: IAP, Smac/Diablo, etc.
e) Receptores de muerte y receptores de dependencia.
3. Otros mecanismos de muerte celular.
Oncosis, necroptosis, piroptosis, paraptosis, NETosis etc.
X. La Senescencia celular
1 clase. Dra. Susana Castro, 25 de abril.
a) Senescencia celular programada.
b) Senescencia celular en el envejecimiento.
XI. Autofagia
1 clase. Dra. Susana Castro, 30 de abril.
1. Definición de autofagia como mecanismo catabólico.
2. Maquinaria molecular y regulación.
3. Su papel en el destino celular.
XII. Uniones y adhesiones entre células y la matriz extracelular
2 clases. Dra. Diana Escalante, 2 y 7 de mayo.
1. Conceptos generales
Introducción a conceptos y elementos básicos de la comunicación entre células animales.
2. La comunicación y los contactos entre las células animales.
a) Cómo se comunican las células animales.
b) Introducción a conceptos y elementos básicos de la comunicación entre células animales.
c) Uniones celulares: Descripción estructural y funcional de los diferentes tipos de contactos entre las células animales y entre éstas y la matriz extracelular.
3. La matriz extracelular.
a) Su función y estructura general.
b) Sus componentes y regulación.
c) Los receptores celulares para la MECA.
-Señalización a través de las integrinas.
XIII. Mecanismos celulares del desarrollo
4 clases. Dr. Roberto Coria, Dra. Rosa Navarro, Dra. Diana Escalante.
9, 14, 16 y 21 de mayo.
Sesión 1. Dr. Roberto Coria, 9 de mayo.
Diferenciación y desarrollo.
De la unicelularidad a la multicelularidad.
Agregación, vacuolización y esporulación.
Sesión 2. Dra. Rosa Navarro, 14 de mayo.
Gametogénesis.
Las bases celulares de la gametogénesis, los fundamentos de la meiosis y particularidades de las célula germinales.
Sesión 3. Dra. Diana Escalante, 16 de mayo
Migración celular: Movimientos morfogenéticos y definición del plan de desarrollo en vertebrados.
a) Concepto de organizador y de inducción.
b) Procesos celulares en morfogénesis.
c) Tipos de movimientos durante la gastrulación.
d) Formación de la capas germinales, derivados y tipos celulares.
e) Definición de patrones de desarrollo, conceptos de homeosis y genes homeóticos.
Sesión 4. Dra. Diana Escalante, 21 de mayo.
Diferenciación celular; moléculas en la morfogénesis.
Moléculas extracelulares conservadas filogenéticamente que guían procesos del desarrollo. Ejemplos de cascadas de transducción e interacciones entre sí de Hedgehog, Wnt, FGFs, TGF-betas, Hipo.
Diversificación celular.
Introducir al concepto de célula troncal y las cascadas de diferenciación guiadas por genes maestros. Ejemplos: el sistema hematopoyético, el sistema nervioso y la miogénesis.
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