Título:	Biología Molecular
Semestre:	2024-2
Sede:	Instituto de Biotecnología, Campus Morelos
Horario:	Lunes de 4 a 7 exámenes. Clases de martes a viernes de 9 a 12 AM de 9 a 12 A
No. de sesiones:	31
Duración de la sesión:	3.00
Cupo total:	20
Observaciones:	Objetivo General: que el alumno adquiera la información necesaria para conocer, discutir y analizar la manera en que la información genética está estructurada en los organismos procariotes y eucariotes, cómo se expresa y cuáles son los mecanismos involucrados en su control. Métodos de enseñanza: es requisito indispensable que el alumno revise los capítulos sugeridos en cada tema, previamente a la clase. La información en la sesión de clase será presentada analizando los conceptos generales y revisando con detalle los mecanismos involucrados en los procesos estudiados. Los temas serán expuestos y discutidos basándose en los libros de texto recomendados en la bibliografía y se revisarán aquellos artículos cuyos contenidos sean relevantes para enfatizar los avances más importantes en el campo. En lo posible, los profesores asignarán ejercicios a los temas correspondientes, con el objeto de fomentar la participación activa de los estudiantes en el proceso enseñanza-aprendizaje. Es muy importante que cada alumno participe activamente en clase. Método evaluación: Se realizarán los exámenes parciales en fechas predeterminadas dentro del horario especificado para el curso. La calificación final será el promedio ponderado de las calificaciones parciales, según el número de clases correspondientes a cada tema. Estas serán de acuerdo al criterio que el profesor haya elegido para evaluar a los alumnos, la participación en clase es considerada en la calificación. Para aprobar el curso el alumno debe obtener una calificación global igual o mayor a 6.0 y aprobar más del 50% de las sesiones.

Responsable

Nombre:	HELENA PORTA DUCOING
Entidad:	Instituto de Biotecnología
Email:	helena.porta@ibt.unam.mx

Métodos de evaluación

Método	Cantidad	Porcentaje
Examen final	1	10%
Exámenes parciales	8	90%

Integrantes

Integrante	Rol	Horas
PORTA DUCOING HELENA	Responsable	9.00
GARCIARRUBIO GRANADOS ALEJANDRO	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
RONCERET ARNAUD JACQUES MARCEL	Profesor invitado (MDCBQ)	9.00
BECERRIL LUJAN BALTAZAR	Profesor invitado (MDCBQ)	9.00
NÚÑEZ LÓPEZ CINTHIA ERNESTINA	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
FORMEY DE SAINT LOUVENT . DAMIEN	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
CORDOBA MARTINEZ ELIZABETH	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
REYNAUD GARZA ENRIQUE ALEJANDRO	Profesor invitado (MDCBQ)	3.00
PARDO LÓPEZ LILIANA	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
SHISHKOVA SVETLANA	Profesor invitado (MDCBQ)	6.00
BUSTAMANTE SANTILLÁN VICTOR HUMBERTO	Profesor invitado (MDCBQ)	9.00
DAVID VALLE GARCÍA	Profesor invitado (Externo)	9.00
JORGE LUIS RUIZ SALAS	Profesor invitado (Externo)	6.00
OROPEZA NAVARRO RICARDO	Profesor invitado (Externo)	3.00

Introducción

La Biología Molecular permite el entendimiento de los procesos moleculares que se desarrollan en las células, tales como la replicación del DNA y el flujo de la

información genética. El curso pretende que los estudiantes tengan el conocimiento necesario acerca de los temas más relevantes de la Biología Molecular, lo

cual les dará una base sólida para profundizar en el estudio de los temas del área.

Objetivos

Objetivo General: que el alumno adquiera la información necesaria para conocer, discutir y analizar la manera en que la información genética está estructurada en los organismos procariotes y eucariotes, cómo se expresa y cuáles son los mecanismos involucrados en su control.

Temario

POSGRADO EN CIENCIAS BIOQUÍMICAS

INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA, UNAM

PROGRAMA DEL CURSO DE BIOLOGÍA MOLECULAR.

Semestre 2020-2.

Coordinador: Dra. Helena Porta Ducoing

Email: helena@ibt.unam.mx

Las clases serán de 9 a 12 hrs., en el aula magna.

Introducción

La Biología Molecular permite el entendimiento de los procesos moleculares que se desarrollan en las células, tales como la replicación del DNA y el flujo de la información genética. El curso pretende que los estudiantes tengan el conocimiento necesario acerca de los temas más relevantes de la Biología Molecular, lo cual les dará una base sólida para profundizar en el estudio de los temas del área.

Objetivo

Que el alumno adquiera la información necesaria para conocer, discutir y analizar la manera en que la información genética está estructurada en los organismos procariotes y eucariotes, cómo se expresa y cuáles son los mecanismos involucrados en su control.

Método de evaluación

Exámenes de los temas / Cantidad = 9 / Valor en porcentaje = 90

Examen Final / Cantidad = 1 / Valor en porcentaje = 10

Número de sesiones = 25

Programa

MÓDULO 1: GENES Y GENOMAS.

3 sesiones

Sesión 1 / Dr. Enrique Reynaud

-El dogma central en la Biología Molecular: del gen a la proteína.

El genoma como reservorio de la información genética.
El concepto del gen.
Flujos de información entre macromoléculas.
El código genético. Universalidad y degeneración.
Organización de los genomas procarionte y eucarionte.

-De los inicios de la Biología Molecular a la era de las ciencias “ómicas”.

Orígenes y desarrollo de la Biología Molecular.
Aportaciones de la Microbiología al desarrollo de la Biología Molecular.

Sesión 2 / Dr. Alejandro Garciarrubio

-Introducción a la evolución molecular.

Conceptos básicos de evolución (Darwin y la selección natural, leyes de Mendel, mutación y variación genética).
Fuerzas que determinan la evolución molecular (mutación, recombinación, deriva, selección).
Teoría neutralista.
Evolución neutral vs selección natural.

Teoría de la colaescencia. es una teoría dentro de la genética de poblaciones que propone que, en una población dotada de una cierta variabilidad genética, y para genes neutros que no afecten a la viabilidad de un individuo, las diferentes secuencias genéticas (alelos) presentes en ella deberían haber tenido un solo

-Evolución molecular.

Variación a nivel molecular.
Tasas de cambio molecular.
Evolución de proteínas. Modelos evolutivos basados en codones. Inferencia de fuerzas evolutivas.
Evolución de secuencias no codificantes.
Reloj molecular. Variaciones del reloj molecular (reloj molecular relajado, modelos de múltiples tasas evolutivas).
Homología.

Sesión 3 / Dr. Alejandro Garciarrubio

-Evolución de genomas.

Duplicación y pérdida de genes.
Elementos móviles.
Transferencia horizontal.
“Gene shuffling”.
Duplicación de genomas.

-Filogenia molecular.

Concepto de especie.
Divergencia.
Árboles filogenéticos.
Métodos de construcción de filogenias: máxima parsimonia, máxima verosimilitud e inferencia bayesiana.

II. MÓDULO 2: REPLICACIÓN, REPARACIÓN Y RECOMBINACIÓN DEL DNA.

5 sesiones.

Sesión 1 / Dr. Arnaud Ronceret

-Replicación.

Aspectos generales de la replicación.

El concepto de replicón.
La replicación es semiconservativa.
La replicación en general es bidireccional.
La replicación inicia en sitios específicos del cromosoma.
Replicones è, ó y D.
Conjugación bacteriana.

La maquinaria de la replicación del DNA.

Las DNA polimerasas y enzimas auxiliares.
Inicio. El origen de replicación.
Elongación.
Término. Telomerasa y replicación de telómeros.
El papel de las topoisomerasas en la replicación del DNA.
Las topoisomerasas de tipo I y II.

Sesión 2 / Dr. Arnaud Ronceret

-Recombinación.

Recombinación generalizada u homóloga.
Intermediarios de recombinación, la estructura de Holliday.
Resoluciones alternativas.
Rupturas de doble cadena en el DNA, sitios de inicio de la recombinación.
Complejo sinaptonémico.
Conversión génica.
Recombinación en bacterias, maquinaria.
Recombinación sitio específica.

Sesión 3 / Dr. Arnaud Ronceret

-Mutagénesis y reparación.

Mutaciones espontáneas y por mutágenos físicos y químicos.
Errores en la replicación.
Reparación de daños al DNA.
Sistemas de reparación directa.
Sistemas de reparación por escisión.
Sistemas de reparación por recombinación.
Sistema SOS.

Sesión 4 / Dra. Elizabeth Córdoba

-Elementos móviles y retrovirus.

Tipos de elementos móviles y mecanismos generales de transposición.
Transposones de DNA simples y compuestos
Mecanismos de transposición de transposones de DNA (replicativa y

no replicativa)

Transposones bacterianos (TnA y Tn10)
Transposones de plantas (Ac-Ds)
Efectos de la transposición en genomas eucariotes (disgénesis híbrida)
Los retrovirus y su ciclo de vida

Sesión 5 / Dra. Elizabeth Córdoba

-Retrotransposones y rearreglos genómicos.

Semejanzas y diferencias entre retrovirus y retrotransposones.
Tipos y familias de retroelementos (Ty de levadura y copia y P de

Drosophila).

Replicación e inserción de retroelementos tipo LTR.
Replicación e inserción de retroelementos tipo LINE.
Tipos sexuales y apareamiento de levaduras.
Transferencia Interespecífica de genes (El sistema Ti de Agrobacterium).

III. MÓDULO 3: REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIONTES.

4 sesiones.

Sesión 1 / Dra. Katy Júarez

-Etapas de la transcripción.

Iniciación.

Estructura de la RNA polimerasa.
Factores sigma y la holoenzima.
Factores accesorios de la RNA polimerasa para el inicio.
Estructura y motivos de los promotores bacterianos y su reconocimiento por la RNA polimerasa.

Elongación.

Fase abortiva y liberación del promotor.
Movimiento de la RNA polimerasa. Síntesis del RNA, pausa y arresto de la RNA polimerasa.
Factores accesorios de la RNA polimerasa para la elongación.

Terminación.

Rho independiente.
Estructura del terminador intrínseco.
Rho dependiente.
Características y mecanismo de acción del factor Rho.
Antiterminación.
Factores accesorios de la RNA polimerasa para la terminación.

Sesión 2 / Dra. Katy Júarez

-Modelos clásicos de regulación transcripcional.

El operón lac. Catabolismo.

El concepto de operón.
Estructura del operón lac.
Regulación negativa.
El represor LacI y el operador.
Regulación positiva.
Represión catabólica. La proteína CAP (CRP) y el AMP cíclico.

Regulación positiva y regulación negativa, por inducción y por represión.
El operón trp. Anabolismo.

Estructura del operón.
Regulación por atenuación.

-Regulación por la formación de estructuras en el RNA (“riboswitches”).

Sesión 3 / Dra. Katy Júarez

-Sistemas de regulación transcripcional y/o postranscripcional.

Familias de reguladores transcripcionales.
Sistemas de dos componentes.
Regulación por "Quorum sensing".
Regulación por segundos mensajeros.

Sesión 4 / Dra. Katy Júarez

Regulación por proteínas asociadas al nucleoide.
Regulación por RNAs pequeños.
Sistemas CRISPR-Cas.
Regulación por modificaciones en el DNA.
Regulación global.

Cascadas de regulación.
Redes de regulación.

IV. MÓDULO 4: REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIONTES .

3 sesiones.

Sesión 1 / Dr. Davis Valle

-Cromatina y expresión génica.

Cromosomas.

“Loops, dominios y scaffolds” en el DNA eucarionte.
Cromatina interfásica y mitótica.
Cromosomas “lumprush”.
Cromosomas politénicos.
Cromosomas y segregación.
Telómeros.

Nucleosomas.

El nucleosoma como la subunidad de la cromatina.
Superenrollamiento del DNA.
Las fibras cromatinianas.
Organización del octámero de histonas.
Posición del los nucleosomas en los cromosomas.
Los nucleosomas y la transcripción.
Sitios hipersensibles en la cromatina.
Heterocromatina y los nucleosomas.
Metilación e “imprinting”.
Epigénesis.

Sesión 2 / Dr. David Valle

-Iniciación de la transcripción.

Las RNA polimerasas de eucariontes.
Los promotores de las diferentes RNA polimerasas.
La maquinaria basal para la RNA polimerasa II.
Transcripción y reparación.
“Enhancers”.
Factores transcripcionales.

Sesión 3 / Dr. David Valle

-Regulación de la transcripción.

Elementos de respuesta en el genoma que responden a una regulación común.
Diferentes tipos de dominios de unión al DNA.
Diferentes tipos de factores transcripcionales.
Remodelamiento de la cromatina.
Acetilación y desacetilación de histonas.
Polycomb y Trithorax.
Secuencias aislantes.
Regulación de la expresión génica por metilación del DNA.

V. MÓDULO 5: PROCESAMIENTO POSTRANSCRIPCIONAL.

3 sesiones.

Sesión 1 / Dr. José Luis Reyes

-Definición y composición del transcriptoma.

-Procesamiento post-transcripcional en eucariontes.

-Maduración del RNAm.

“Capping”.
Poliadenilacion.

-Splicing.

Frecuencia y clasificacion de intrones.
Mecanismos de “splicing”.
Spliceosoma canónico y alternativo.
“Splicing” alternativo.
“Trans-splicing”.
Empalme de RNAs de transferencia.
Respuesta a acumulación de proteínas mal plegadas (UPR).

Sesión 2 / Dr. José Luis Reyes

-Procesamiento de RNAs ribosomales.

-Transporte núcleo-citoplasma.

-Localización y transporte de RNAm en el citoplasma.

-Supervisión de RNAm en el citoplasma.

-RNAs catalíticos.

-“Splicing” autocatalítico.

-“Riboswitches” y ribozimas.

-Modificaciones de RNA (epitranscriptoma).

-Edición de RNA.

Sesión 3 / Dr. Gustavo Rodríguez

-RNAs no codificantes.

microRNAs.
siRNAs.
RNAs pequeños en el control de la cromatina.
Otros RNAs pequeños en eucariontes.
RNAs largos no codificantes.

VI. MÓDULO 6: TRADUCCIÓN Y PROCESAMIENTO POSTRADUCCIONAL.

4 sesiones.

Sesión 1 / Dra. Liliana Pardo

-Síntesis del proteoma.

RNAs de transferencia.

Síntesis y procesamiento.
Estructura.
Contenido informacional y especificidad.

Bioquímica de la traducción.
Partículas ribosomales.

Papel de los RNAs.
Papel de las proteínas.

Sesión 2 / Dra. Liliana Pardo

Estructura y función del ribosoma.
Ciclo de la traducción en procariontes.
Ciclo de la traducción en eucariontes.
Mecanismos de traducción alternativos (“leaderless”, “70S-scanning”, “internal ribosome entry site”).
Mecanismos generales de regulación de la traducción.

Sesión 3 / Dr. Jorge Ruiz

-Procesamiento y recambio del proteoma.

Plegamiento espontáneo.
Plegamiento asistido.

Chaperonas y chaperoninas.

Procesamiento proteolítico.
Movilización intracelular de proteínas.

Secreción de proteínas.
Internación en organelos.

Sesión 4 / Dr. Jorge Ruiz

Modificaciones covalentes.

Glicosilaciones.
Ubiquitinación (Ubiquitina y Ub-“like” modificantes).
Inteínas.

Otras modificaciones.

Acetilación.
Metilación.
Fosforilación.

Control de la estabilidad de proteínas.

Proteosomas.
Lisosomas.

VI. MÓDULO 6: TRADUCCIÓN Y PROCESAMIENTO POSTRADUCCIONAL.

4 sesiones.

VII. MÓDULO 7: INGENIERÍA GENÉTICA.

3 sesiones.

Sesión 1 / Dr. Baltazar Becerril

-El DNA recombinante.

Enzimas de restricción y modificación de DNA.
Vectores de clonación y de expresión, vectores lanzadera.
Construcción de genotecas.
Identificación, análisis y secuencia de DNA clonado.
Análisis de secuencias específicas en mezclas complejas.
PCR como alternativa a la clonación.

Sesión 2 / Dr. Baltazar Becerril

-Aplicaciones del DNA recombinante.

Mutagénesis dirigida y mutagénesis al azar.
Sobre-expresión de proteínas heterólogas.

En bacterias.
En levaduras.
En sistemas eucarióticos.

Diagnóstico.
Transgénesis.

Sesión 3 / Dr. Baltazar Becerril

-Edición de genomas.

Sistema CRISPR-Cas9.
Sistema ë Red y otros sistemas bacterianos.

BIBLIOGRAFÍA GENERAL

Genomes (2da Edición en adelante) T. Brown (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21128/)

Genes (VIII en adelante) B. Lewin

Molecular Cell Biology (4ta Edición en adelante) Darnell

Genetics (5ta Edición en adelante) Russell

An Introduction to Genetic Analysis (7ma Edición en adelante) A. Griffiths

Protein Evolution Laszlo Patthy

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