Biología Celular Molecular (BCM)

Programa Analítico.
Plan 2023
(ResCS-2023-1929-UBAREC y ResCS-2023-1930-UBAREC)

a. Contenidos Mínimos BCM
La célula como unidad de los seres vivos. Fundamentos químicos: estructura y función de proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y hidratos de carbono. Técnicas para el estudio de la célula. Microscopía, cultivo celular, nociones de biología molecular. Dogma central de la biología: replicación, transcripción y traducción. Estructura celular. Biomembranas: la membrana plasmática y sistema de endomembranas. Funciones de las biomembranas: transporte, recepción y transducción de señales, adhesión entre células y con la matriz extracelular. Citoesqueleto: forma y movilidad. Regulación del ciclo celular. División celular: mitosis y meiosis. Fecundación. Diferenciación y especialización celular. Ecología celular: interacción de la célula con su ambiente.

b. Objetivos
Dentro de los objetivos docentes de Biología Celular Molecular nos interesa que los alumnos:
· Comprendan los mecanismos moleculares involucrados en el mantenimiento de la vida reproducción y muerte de las células eucariontes animales.
· Comprendan los mecanismos de interacción de la célula con su microambiente.
· Accedan al conocimiento de las técnicas actuales que se emplean en el estudio de la Biología Celular Molecular.
· Desarrollen habilidades cognitivas que favorezcan el pensamiento crítico a través de la integración de los contenidos con diferente nivel de complejidad.
· Apliquen los contenidos curriculares de la asignatura en etapas posteriores de la carrera y en su actividad profesional.

c. Unidades Temáticas
Unidad 1: LA CÉLULA
Origen evolutivo de las células. Células procarionte y eucarionte. Moléculas y macromoléculas de los seres vivos: Estructura y función de proteínas, concepto de enzima; concepto de anticuerpo. Estructura y función de hidratos de carbono, lípidos y ácidos nucleicos. Complementariedad molecular.
Unidad 2: TÉCNICAS PARA EL ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR.
Tipos de Microscopía. Concepto de fluorescencia y de fluorocromo; microscopía de fluorescencia: inmunofluorescencia. Sistemas para el estudio de las células. Cultivo celular. Fraccionamiento celular. Nociones de biología molecular. Biosensores.
Unidad 3: MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS.
Estructura y función del ADN. Genoma, cromosoma, gen. Dogma central de la biología: transcripción, traducción. Replicación y reparación. Mecanismos básicos del control de la expresión génica.
Unidad 4. MEMBRANAS CELULARES
Estructura de las membranas celulares. La membrana plasmática y el sistema de endomembranas. Funciones de las biomembranas: transporte a través de las biomembranas, recepción y transmisión de señales, interacciones célula-célula y célula matriz. Biogénesis de membranas.
Unidad 5. TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS.
Permeabilidad de la bicapa lipídica. Gradiente electroquímico. Mecanismos de transporte a través de las membranas: difusión simple y facilitada, transporte activo primario y transporte activo secundario.

Unidad 6: COMPARTIMIENTOS CELULARES
Transporte de biomoléculas desde y hacia los compartimientos celulares: Transporte regulado, transporte transmembrana y transporte vesicular. Biomoléculas dirigidas al núcleo, a la mitocondria, al peroxisoma y al retículo endoplásmico. Mecanismos de control de calidad de las proteínas. El complejo de Golgi: estructura y función. Mecanismos moleculares del tránsito vesicular. Transporte anterógrado y retrógrado. Compartimiento endosomal. Endocitosis y exocitosis.
Unidad 7: COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS.
Etapas y componentes de la comunicación celular. Mensajeros Intracelulares y efectores. Tipos de señalización. Tipos de Receptores y vías asociadas. Vías que participan en proliferación, supervivencia y diferenciación.
Unidad 8: UNIONES CELULARES y MATRIZ EXTRACELULAR.
Matriz extracelular y lámina basal. Moléculas de adhesión celular. Uniones célula-célula y célula-matriz. Concepto de células polarizadas y su transición a mesénquima.
Unidad 9: CITOESQUELETO.
Ensamblaje y dinámica del citoesqueleto. Estructura de los microfilamentos, filamentos intermedios y microtúbulos. Funciones biológicas del citoesqueleto. Proteínas accesorias y su función en la dinámica del citoesqueleto. Motores moleculares. Cilios y Flagelos.
Unidad 10: REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR EN EUCARIONTES.
Fases del ciclo celular eucarionte. Ciclinas y quinasas dependientes de Ciclinas (CDK). Proteólisis cíclica. Mecanismos moleculares que controlan el avance a través de las fases del ciclo. Conceptos de proliferación, crecimiento y supervivencia. Desregulación del control del ciclo celular.
Unidad 11: DIVISIÓN CELULAR: MITOSIS Y MEIOSIS. FECUNDACIÓN
Cromosomas autosómicos, homólogos y sexuales. Cromosomas interfásicos y metafásicos. Concepto de Ploidía. Mitosis: Fases. Meiosis: etapas. Importancia biológica de la división: conservación vs. variabilidad del genoma. Fecundación y formación del cigoto. Hojas germinativas.
Unidad 12: DETERMINACIÓN DE LA ESTIRPE CELULAR Y DIFERENCIACIÓN.
Del cigoto al embrión. Mecanismos de la determinación celular: inhibición lateral, división asimétrica, interacción inductiva, gradiente de morfógeno. Células madre: totipotencialidad, pluripotencialidad y células progenitoras. Vías de señalización involucradas. Genes Maestros.
Unidad 13: ECOLOGÍA CELULAR: LA CELULA Y SU AMBIENTE.
Mecanismos celulares que sensan estímulos microambientales: luz y oscuridad, niveles de oxígeno, nutrientes, temperatura y estímulos físicos. Mecanismos de respuesta celular: adaptación, supervivencia y muerte.

d. Descripción de las Actividades
La asignatura se desarrolla en 14 semanas. Cada semana consta de las siguientes clases:
· Trabajos prácticos (actividad presencial + actividades virtuales) laboratorio, taller o clases problemas: 4 h. Total de horas prácticas: 56 h
· Teóricas (actividad presencial o virtual): 3 clases semanales. Total de horas teóricas 56 h.

e. Clases Teóricas
Se dictarán según las unidades temáticas del programa de la asignatura. El cronograma figurará en el Aula Virtual de BCM de cada ciclo lectivo.

f. Actividades Prácticas (AE: Actividades Experimentales)
AE1. Taller: Sistemas para el estudio de las células: In vivo, ex vivo, in vitro, sistema libre de células. Cultivos celulares. Tipo de cultivos: primarios y de línea. Utilidad de los cultivos celulares. Perspectiva profesional (U. Temáticas1-2
Práctica de Subcultivo de células en un laboratorio virtual. Práctica previa a la actividad presencial (U. Temática 2)-virtual
AE2. Laboratorio: Subcultivo de células. Cosecha, recuento y siembra de una monocapa de células MDCK. Utilización de la cámara hemocitométrica de Neubauer para el conteo de células. Determinación de Viabilidad con Azul de Tripan (U. Temática 2)-presencial
Uso del microscopio virtual FFyB-UBA para recuento en cámara Neubauer. (U. Temática 2)- virtual
AE3. Clase de Problemas: Resolución de ejercicios y análisis de datos experimentales sobre estructura de membranas y transporte a través de las membranas (U. Temáticas 1, 2, 4 y 5)-presencial.
AE4.Taller: Sistemas para el estudio de las células: Fraccionamiento celular. Centrifugación diferencial y centrifugación en gradiente. Separación de compartimentos por perlas magnéticas. Criterios de pureza de las fracciones. Biomoléculas que actúan como marcadores identificativos de cada compartimento.
AE5. Laboratorio. Caracterización de fracciones celulares y/o celular. Evaluación de los perfiles de proteínas y de lípidos. Discusión de los resultados obtenidos. (U. Temáticas 1, 2 y 4)-presencial.
AE6. Clase de Problemas. Resolución de ejercicios y análisis de datos experimentales sobre compartimentos celulares, distribución de biomoléculas en los compartimentos, tránsito vesicular, endocitosis y exocitosis (U. Temáticas 6)-presencial.
AE7. Clase de Problemas-Integración de la primera parte. Perspectiva profesional: Discusión de artículos seleccionado: (UT 1-6, AE 1-6)
AE8. Taller. El dogma central de la biología: transcripción y traducción. Expresión de genes. Introducción a las técnicas de ADN recombinante aplicado al estudio de células vivas. Expresión de proteína fluorescente verde y biosensores (U. Temáticas 1-6)-presencial.
AE9. Laboratorio. Genes constitutivos y genes inducibles. Estudio de su expresión por técnicas bioquímicas o por microscopía de fluorescencia. (U. Temáticas 1-6 y)-presencial.
Actividad virtual previa a la clase de problemas sobre comunicación celular y expresión de genes (U. Temáticas 2, 3 y 7)-virtual-asincrónica
AE10. Clase de Problemas. Resolución de ejercicios y análisis de datos experimentales sobre comunicación entre células y activación de respuestas celulares (U. Temáticas 1-6 y 7)-presencial.
AE11. Taller. Regulación del ciclo celular eucarionte. División celular: mitosis. Relación de los componentes del citoesqueleto y las adhesiones célula-célula y célula-matriz con los procesos de proliferación (U. Temáticas 8, 9, 10, 11)-presencial.
Actividad sobre división mitótica en un laboratorio virtual. Práctica previa a la actividad presencial (U. Temática 11)-virtual-asincrónica
AE12.Laboratorio. Uso de cultivos celulares para el estudio de drogas que inhiban la proliferación: preparación y observación de células por microscopía de fluorescencia que fueron tratadas con desestabilizadores de microtúbulos o filamentos de actina (U. Temáticas 2, 9, 10, 11)-presencial.
Uso del microscopio virtual FFyB-UBA para visualización del citoesqueleto y mitosis por fluorescencia. (U. Temática 2)- virtual
AE13. Clase de Problemas. Resolución de ejercicios y análisis de datos experimentales relacionados con el concepto de Ploidía. Mitosis, Meiosis, Importancia biológica de la división: conservación vs. variabilidad del genoma, Cromosomas autosómicos, homólogos y sexuales. Cromosomas interfásicos y metafásicos. (U. Temáticas 11)-presencial.
AE14. Clase de Problemas-Integración de la primera y segunda parte. Perspectiva profesional: Discusión de artículos seleccionados (U. Temáticas: todas las vistas en las Actividades prácticas)
g. Modalidad de evaluación y requisitos de aprobación y promoción
Según resolución RESCD-2022-993-E-UBA-DCT. (Leer Reglamento: Normas de regularidad y promoción de las asignaturas)

h. Bibliografía
h1. Textos
· Biología Molecular de LA CÉLULA, Alberts y col. 6ta-7ma Ed.
· Biología Celular y Molecular”. Lodish y col. 7ma -9na Ed.
· KARP’S CELL AND MOLECULAR BIOLOGY, Concepts and experiments, 8th ed.
· Manual de Actividades Prácticas de la cátedra de Biología Celular y Molecular, 2023

h2. Sitios Web
· iBiology
· BiteSizeBio
· Introduction to cell culture
· Centro de recursos académicos
· Journal of Cell Biology
· BMC Molecular and Cell Biology
· Cell Biology Open Access