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Universidad Guadalajara

Centro Universitario de los Altos UNIDAD DE APRENDIZAJE POR COMPETENCIAS 1. IDENTIFICACIÓN DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Área de formación: optativa abierta 1.1 DEPARTAMENTO: Ciencias de la Salud 1.2 ACADEMIA: Academia de Disciplinas Funcionales 1.3 NOMBRE DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE: Biología molecular Clave de la materia: FO170

Horas de teoría:

Horas de práctica:

Total de horas:

Valor en créditos:

50

30

80

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Tipo de curso:         

C = curso CL= curso laboratorio L = laboratorio P = práctica T = taller CT = curso - taller N = clínica M = módulo S = seminario

     

Nivel en que se ubica: Técnico Técnico Superior Licenciatura Especialidad Maestría Doctorado

Carrera      

Cirujano Dentista Cultura Física Deportes Enfermería Medicina Nutrición Técnico Superior Enfermería

Prerrequisitos:

y

F0164 BIOQUÍMICA

en

Elaborado por: Academia de Biología Molecular del CUCS Fecha de elaboración: Julio de 2005 Actualizado por: Dra. en C. Melva Gutiérrez Angulo Dra. en C. María de la Luz Ayala Madrigal Dra. en C. Nelly M. Macías Gómez Dr. en C. Jorge Peregrina Sandoval Fecha de Actualización Enero de 2012

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2. PRESENTACIÓN La asignatura de biología molecular se ubica dentro de la carrera de nutrición en el área de formación optativa abierta y está orientada al estudio de los procesos moleculares básicos, el manejo de técnicas en biología molecular y el mecanismo molecular de algunas enfermedades relacionadas con el estado nutricio. Adicionalmente, el alumno realizará la integración de los conocimientos recibidos en la asignatura de bioquímica y tendrá continuación con los conocimientos que se adquirirán en la asignatura de bases moleculares de la nutrición.

3. UNIDAD DE COMPETENCIA El alumno comprenderá cuales son los constituyentes básicos y funciones críticas de las células y analizará la relación que existe entre el DNA, los procesos celulares y las patologías que alteran el estado nutricio. Además, conocerá los métodos moleculares que existen para aislar y modificar las secuencias de DNA y sus aplicaciones en el campo de la nutrición.

4. ATRIBUTOS O SABERES

Saberes teóricos

SABERES TEORICOS: ( QUE SABER )

Saberes técnicos

Identificar los métodos más comunes de la biología molecular, su aplicación e interpretación.

Saberes metodológicos

Elegir y manejar las muestras para estudios moleculares, así como interpretar los resultados y aplicarlos en el tratamiento práctico del paciente. Además de analizar artículos científicos actuales en nutrición que versen sobre temas moleculares.

Saberes formativos

Se fomentará en el alumno el espíritu de la investigación y la necesidad de actualizarse constantemente, el trabajo en equipo y la autocrítica. Así mismo, la disciplina, el orden y la ética profesional ante cualquier acción relacionada con la vida humana.

Conocer el desarrollo de la biología molecular, los conceptos básicos de estructura y funcionamiento celular y su relación con el DNA, así como los fundamentos de la expresión de los genes.

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5.

DESGLOSE DE CONTENIDO TEÓRICO-PRÁCTICO Unidad temática y contenido

1. Estructura función celular

2. DNA

3. Ciclo celular

y

Desglose de contenido

Carga horaria (horas)

1.1. Membrana celular 1.1.1. Estructura 1.1.2. Proteínas 1.1.3. Lípidos 1.2. Citoesqueleto 1.2.1. Microtúbulos 1.2.2. Filamentos intermedios 1.2.3. Microfilamentos 1.3. Organelos 1.3.1. Núcleo 1.3.2. Retículo endoplásmico 1.3.3. Aparato de Golgi 1.3.4. Ribosomas 1.3.5. Mitocondrias 1.3.6. Lisosomas 1.3.7. Peroxisomas 1.4. Diferencias entre células procariotas y eucariotas 2.1. Los seres vivos transmiten características a su descendencia: experimentos de Mendel 2.2. Evidencia de que el material genético es el DNA: Experimentos de Griffith, Avery, MacLeod y McCarty, Hershey-Chase y Watson y Crick 2.3. Estructura primaria del DNA 2.3.1. Bases nitrogenadas 2.3.2. Nucleótido y nucleósido 2.4. Estructura secundaria del DNA nuclear 2.4.1. Tipos de DNA: A, B y Z 2.5. Tipos de secuencias 2.5.1. DNA de secuencia única 2.5.2. Secuencias repetitivas 2.6. Empaquetamiento del DNA 2.6.1. Histonas 2.6.2. Modificaciones de las histonas: metilación, acetilación y fosforilación 2.7. DNA mitocondrial 2.8. Las secuencias repetitivas en uvas y maíz 2.9. Práctica “Extracción y cuantificación del DNA” 3.1. Las células se dividen: Trabajo de Walter Flemming 3.2. Etapas del ciclo celular 3.2.1. Etapas de la interfase 3.2.2. Etapas de la mitosis 3.2.3. Citocinesis 3.2.4. Etapas de la meiosis 3.2.5. Recombinación 3.3. Regulación del ciclo celular 3.3.1 Ciclinas y cinasas 3.3. Efecto de la vitamina A y D en la división celular 3.4. Práctica “Mitosis”

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PRIMER EXAMEN 4. Replicación

4.1. La replicación es semiconservativa: Experimento Meselson y Stahl 4.2. Formas de replicación: theta, círculos rodantes y lineal 4.3. Proceso de replicación procariota

de

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5. Transcripción

6. Traducción

7. Control de la expresión génica

4.3.1. Componentes 4.3.2. Iniciación 4.3.3. Elongación 4.3.4. Terminación 4.3.5. Diferencias entre replicación procariota y eucariota 4.3.6. Replicación de telómeros 4.4. Participación de ácido fólico, la vitamina B6 y B12 5.1. Estructura génica 5.2. Estructura del RNA 5.3. Tipos de RNA 5.4. Definición de transcripción 5.4.1. Sólo una cadena sirve como molde: Experimento de Julius Marmur y cols. 5.4.2. Proceso 5.4.2.1. Componentes 5.4.2.2. Iniciación 5.4.2.3. Elongación 5.4.2.4. Terminación 5.5. Diferencias entre la transcripción procariota y eucariota 5.6. Modificaciones postranscripcionales para mRNA 5.6.1. Modificación en 5’ 5.6.2. Modificación en 3’ 5.6.3. Corte y empalme del transcrito primario 5.6.4. Corte y empalme alternativo 5.7. Estructura y procesamiento de tRNA, rRNA y miRNA 5.8. Efecto del Zinc en la transcripción de genes 6.1. Estructura y función de las proteínas 6.2. Código genético 6.2.1. Interpretación: Experimento de Nirenberg y cols. 6.2.2. Características 6.3. Unión de aminoácidos a los tRNA 6.4. Definición de traducción 6.4.1. Proceso 6.4.1.1. Componentes 6.4.1.2. Iniciación 6.4.1.3. Elongación 6.4.1.4. Terminación 6.5. Diferencias entre traducción en procariota y eucariota 6.6. Modificaciones postraduccionales 6.7. Degradación de proteínas 6.8. Efecto del ácido fólico en las modificaciones postraduccionales 6.9. Práctica “Código genético” 7.1. Niveles de regulación génica 7.2. Experimento de Jacob y Monod 7.3. Operón 7.3.1. Estructura del operón 7.3.2. Control negativo y positivo 7.3.3. Operón lac de E. coli 7.3.4. Operón trp de E. coli 7.4. Control de expresión génica en eucariotas 7.4.1. Mecanismos epigenéticos 7.4.1.1. Metilación del DNA 7.4.1.2. Modificación de las histonas 7.4.2. Remodelación de la cromatina 7.4.3. Factores de transcripción 7.4.4. Regulación por procesamiento y degradación del RNA 7.4.5. RNA de interferencia 7.5. Efecto de ácido fólico y colina en la expresión génica

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SEGUNDO EXAMEN 8. Mutación Reparación DNA

y del

9. Técnicas de Biología Molecular

10. Biología Molecular de enfermedades relacionadas con el estado nutricio

8.1. Definición de mutación 8.2. Tipos de mutaciones: génicas y cromosómicas 8.3. Consecuencias de las mutaciones 8.4. Bases moleculares de las mutaciones espontáneas 8.4.1. Mecanismo 8.4.2. Enfermedades por expansión de nucleótidos 8.5. Bases moleculares de las mutaciones inducidas 8.5.1. Mecanismo 8.5.2. Test de Ames 8.6. Mecanismos de reparación 8.7. Reparación por escisión de bases 8.8. Reparación por escisión de nucleótidos 8.9. Reparación de errores de apareamiento 8.10. Reparación de rupturas de doble cadena 8.11. Efecto del té verde en la reparación del DNA 9.1. Generación de moléculas de DNA recombinante 9.1.1. Extracción de DNA 9.1.2. Enzimas de restricción 9.1.3. Vectores 9.1.4. Clonación 9.2. PCR 9.3. Electroforesis 9.4. Secuenciación 9.5. Microarreglos 9.6. Aplicaciones en nutrición 9.7. Práctica “Enzimas de restricción y electroforesis” 10.1. Errores Innatos del metabolismo 10.1.1. Fenilalaninemias 10.1.2. Galactosemia 10.1.3. Hipercolesterolemia familiar 10.2. Biología Molecular del cáncer 10.3. Biología Molecular de la diabetes mellitus 10.4. Biología Molecular de la obesidad

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TERCER EXAMEN

6. TAREAS O ACCIONES 1.- Se formarán equipos de trabajo en los cuales se hará una revisión de artículos de cada tema se indicará a los estudiantes que analicen, discutan y resuman el contenido de los mismos. 2.- Se requerirá que el alumno consulte páginas de internet con información de biología molecular interactiva para entender la estructura tridimensional y los mecanismos moleculares que se revisen. 3.- Se fomentará la participación individual continua mediante una sesión de preguntas y respuestas previa a cada tema.

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7. EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO Evidencias de desempeño

1.- Tres exámenes parciales 2. Manual de prácticas de laboratorio terminado 3. Elaboración de análisis y resúmenes de artículos científicos

Criterios de desempeño profesional

Campo de aplicación

Los alumnos evidenciarán su conocimiento teórico-práctico en las respuestas y la conclusión del manual así como sus habilidades en el análisis crítico de artículos científicos de biología molecular y nutrición.

Los conocimientos adquiridos en esta materia se aplicarán a la resolución de problemas en la práctica al establecer una nutrición personalizada para los pacientes, con base en los hallazgos moleculares en estado de salud o enfermedad.

8. CALIFICACIÓN

1. Participación ---------------------------------------------------------------------------------------------- 10 % (personal, por equipo y reportes escritos) 2. Exámenes--------------------------------------------------------------------------------------------------- 80 % 3. Prácticas y talleres---------------------------------------------------------------------------------------- 10 %

9. ACREDITACIÓN 1.- Asistir por lo menos al 80% de las clases. 2.- Aprobar los exámenes parciales con un promedio mínimo de 60. 3.- Asistir por lo menos al 80% de las prácticas de laboratorio y talleres 4.- Participar en clase

10. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA 1. 2. 3. 4. 5.

BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR. Lodish H. 5ª edición, 2005. Ed. Panamericana. NUTRITION IN EPIGENETICS. Niculescu M.D. y Haggarthy P. 1ª edición, 2011. Ed. Wiley-Blacwell, 370 pp. NUTRITIONAL GENOMICS. Bidlack W.R. y Rodríguez R.L. 1ª edición, 2012. Editorial CRC Press, 426 pp. GENÉTICA Un enfoque conceptual. Pierce BA. 3ª edición, 2009. Ed. Panamericana GENÉTICA, Griffiths AJF, 9ª edición, 2008, Ed. McGraw-Hill

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BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA 1. 2.

GENÉTICA: TEXTO Y ATLAS. Passarge, E. 2010. Ed. Médica Panamericana GENES IX. Lewin B. Oxford, 2008.

SITIOS WEB 1. 2. 3. 4.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed www.ncbi.nlm.nih.gov/omim www.eimaep.org http://learn.genetics.utah.edu/

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Anexos:

OBJETIVOS EDUCATIVOS GENERALES Formar Licenciados en Nutrición, capaces de incidir en el proceso alimentario nutricio individual o poblacional a partir de su evaluación con un enfoque multi e interdisciplinario en las áreas de ciencias de los alimentos, nutrición clínica y comunitaria, administración de servicios de alimentos comercialización de los alimentos y educación e investigación en nutrición; a través de la construcción de conocimientos, el desarrollo de actitudes y valores en sus egresados, que les permitan insertarse en los mercados de trabajo profesional a escala local, nacional e internacional.

MISIÓN Somos un programa educativo que forma Nutriólogos profesionales de la Salud, con reconocimiento Local, Regional y Nacional. Con un compromiso ético y social, para desarrollarse en las áreas de Servicios de Alimentos, Nutrición Clínica, Nutrición Poblacional, Tecnología de Alimentos, Docencia e Investigación, en un marco de trabajo multidisciplinario. VISIÓN Es un programa educativo acreditado y prestigioso a nivel nacional e internacional que contribuye a la solución de problemas de salud pública y nutrición mediante su planta constituida por docentes e investigadores con un alto nivel de producción y divulgación científica, que forman egresados destacados en su campo profesional. PERFIL DE EGRESO Es un programa educativo acreditado y prestigioso a nivel nacional e internacional que contribuye a la solución de problemas de salud pública y nutrición mediante su planta constituida por docentes e investigadores con un alto nivel de producción y divulgación científica, que forman egresados destacados en su campo profesional. El licenciado en nutrición es un profesionista capaz de evaluar el estado nutricional de la población a nivel colectivo e individual, administrar programas de alimentación, nutrición y educación, realizar investigaciones en estas áreas e integrarse a equipos multidisciplinarios para incidir significativamente en la situación alimentario nutricia, mediante acciones de prevención, promoción y atención. El egresado tendrá perfiles idóneos para su ejercicio profesional, principalmente en las áreas de: ciencias de los alimentos, nutrición clínica, nutrición comunitaria, administración de servicios de alimentación comercial y empresarial, e investigación y educación. Dispondrá de capacidades científicas, críticas, innovadoras, creativas y reflexivas, sobre el proceso alimentario nutricional, para su aplicación en la satisfacción de necesidades y demandas, además de adquirir los elementos epistemológicos, metodológicos y técnicos para realizar la evaluación del proceso alimentario nutricio en el individuo, la familia y la comunidad; elaborar ensayos científicos en la nutrición humana; elaborar y aplicar protocolos de investigación utilizando metodologías cuantitativas y cualitativas con énfasis en sus áreas especializantes: clínica, comunitaria, administración de servicios alimentarios, tecnología de los alimentos y de comunicar sus ensayos e investigaciones en distintos espacios científicos entre otros aspectos. Manejará los métodos, técnicas y procedimientos propios del campo de la nutrición para contribuir a la solución de los problemas de salud enfermedad de la población, sin detrimento del entorno. Desarrollará un carácter humanista considerando al individuo como una entidad compleja biopsicosocial con juicio crítico y respeto a la diversidad ideológica. Con capacidad de integrarse a equipos multidisciplinarios; respondiendo a las demandas de la comunidad y procurando preservar sus valores culturales.

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CURRICULUM VITAE Dra. en C. MELVA GUTIÉRREZ ANGULO Correo electrónico: [email protected] Lugar y fecha de nacimiento: Mocorito, Sinaloa, México. 27 de diciembre de 1973. Estado civil: Casada Licenciatura en Químico Fármaco-Biólogo Maestría y Doctorado en Genética Humana, SNI: Nivel I PUBLICACIONES 1. “MDR1 C3435T polymorphism in Mexican children with acute lymphoblastic leukemia and healthy individuals”. LealUgarte E, Gutiérrez-Angulo M, Macías-Gómez NM, Peralta-Leal V, Durán-González J, Ayala-Madrigal ML, Partida-Perez M, Barros-Nuñez P, Ruiz-Diaz D, Moreno-Ortiz JM, Peregrina-Sandoval J, Meza-Espinoza JP. Hum Biol 80:449-455, 2008. 2. “Molecular characterization of a patient with 3p deletion syndrome and a review of the literature”. Fernandez TV, García-González IJ, Mason CE, Hernández-Zaragoza G, Ledezma-Rodríguez VC, Anguiano-Alvarez VM, E'Vega R, Gutiérrez-Angulo M, Maya ML, García-Bejarano HE, González-Cruz M, Barrios S, Atorga R, López-Cardona MG, Armendariz-Borunda J, State MW, Dávalos NO. Am J Med Genet 146A:2746-2752, 2008. 3. “A de novo interstitial 6q deletion in a boy with a Split hand malformation”. Duran-Gonzalez J, Gutierrez-Angulo M, Garcia-Cruz D, Ayala Mde L, Padilla M, Davalos IP. J Appl Genet 48:405-407, 2007. 4. “Prevalence of the BCR/ABL1 transcripts in Mexican patients with chronic myelogenous leukemia”. Meza-Espinoza JP, Gutiérrez-Angulo M, Vázquez-Cárdenas A, Delgado-Lamas JL, Esparza-Flores MA, González-García JR. Rev Invest Clin 59:338-341, 2007. 5. “Cardio-facio-cutaneous syndrome with hemihidrosis: ectodermal dysplasias spectrum?”. Leal-Ugarte E, Macías-Gómez NM, Gutiérrez-Angulo M, Barros-Núñez P. Int J Dermatol 45:1481-1482, 2006. 6. “A complex translocation (9;22;16)(q34;q11.2;p13) in chronic myelocytic leukaemia”. Meza-Espinoza JP, Picos-Cardenas VJ, Vázquez-Jiménez EA, Gutiérrez-Angulo M, Esparza-Flores MA, González-Garcia JR. Cancer Genet Cytogenet. 157:1757, 2005. 7. “Increased expression of AML1-a and acquired chromosomal abnormalities in childhood acute lymphoblastic leukemia”. Gutierrez-Angulo M, Gonzalez-Garcia JR, Meza-Espinoza JP, Picos-Cardenas VJ, Esparza-Flores MA, Lopez-Guido B, Rivera H. Hematol Oncol 22:85-90, 2004. 8. “A t(1;9)(q23.3-q25;q34) affecting the ABL1 gene in a biphenotypic leukemia”. González GJR, Bohlander SK, GutiérrezAngulo M, Esparza-Flores MA, Picos-Cárdenas VJ, Meza-Espinoza JP, Ayala-Madrigal M, Rivera H. Cancer Genet Cytogenet 152; 81-83, 2004. 9. “Secondary chromosomal changes in 34 Philadelphia-chromosome-positive chronic myelocytic leukemia patients from the Mexican west”. Meza-Espinoza JP, Picos-Cárdenas VJ, Gutiérrez-Angulo M, González GJR. Cancer Genet Cytogenet 148: 166-169, 2004. 10. "Isodicentric Y chromosomes and secondary microchromosomes". Rivera H, Ayala-Madrigal LM, Gutiérrez-Angulo M, Vásquez AI, Ramos AL. Genet Couns 14: 227-231, 2003. 11. "True vs. false inv(Y)(p11q11.2): a familial instance concurrent with trisomy 21". Rivera H, Gutiérrez-Angulo M, GómezSánchez H, Macías-Gómez N, Barros-Núñez P. Ann Genet 45:63-5, 2002. 12. "del(x)(p22.1)/r(x)(p22.1q28) dynamic mosaicism in a Turner syndrome patient". Gutiérrez-Angulo M, Lazalde B, Vásquez AI, Leal C, Corral E, Rivera H. Ann Genet 45:17-20, 2002. 13. "A 45,X sterile male with Yp disguised as 21p". Dávalos IP, Rivera H, Vásquez AI, Gutiérrez-Angulo M, Hernández-Vázquez M, Cortina-Luna FA, Wong-Ley LE, Domínguez-Quezada MG. Am J Med Genet 111:202-4, 2002. 14. "Paternal isodisomy 7q secondary to monosomy 7 at recurrence in a Down syndrome child with acute myelogenous leukemia". Picos-Cárdenas VJ, Meza-Espinoza JP, Gutiérrez-Angulo M, Esparza-Flores MA, Ayala-Madrigal ML, Hansmann I and González GJR. Cancer Genetics and Cytogenetics 134:138-41, 2002. 15. In search of a 9q13 latent centromere in 9qh polymorphic inversions. Gutiérrez-Angulo M, Vásquez-Velázquez AI, Ramos AL, Domínguez-Quezada MG, González-García JR, Rivera H. Genet Couns 12:359-362, 2001. 16. Chromosome 9qh inversions may not be true inversions. Rivera H, Gutiérrez-Angulo M, González-García JR. Hum Genet 105:181-182, 1999. 17. An extra idic(21)(q22.1) in a child with some features of Down’s syndrome. Gutiérrez-Angulo M, Ramos AL, Dávalos N, Sánchez-Corona J, Rivera H. Clin Genet 55:203-206, 1999.

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