Biología Celular e Introducción a la Biología Molecular (BCBM)

Programa Analítico.

Plan 2018

Duración: 1 cuatrimestre/ 16 semanas
Carga Horaria: 84 horas totales

I. Contenidos Mínimos.
LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS. Niveles de organización de los seres vivos. COMPOSICIÓN QUÍMICA SE LOS SERES VIVOS. Estructura e importancia biológica de proteínas, ácidos nucleicos, lípidos e hidratos de carbono. BIOENERGETICA Y ORDEN BIOLÓGICO. Organismos autótrofos y heterótrofos. Mecanismos de obtención de energía. Enzimas. Procesos anabólicos y catabólicos. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN de las células procariontes y eucariontes (levaduras, animales vegetales): biomembranas, transporte, compartimentos nuclear y citoplasmático. Citoesqueleto: forma y movilidad. MECANISMOS GENETICOS BASICOS. Genética mendeliana y Genética molecular. Estructura y función de los ácidos nucleicos. Expresión génica (transcripción y traducción) y su regulación. TECNOLOGÍA DE ANA RECOMBINANTE. Enzimas de restricción. ANA recombinante. Vectores. Clonación. Sistemas de expresión de proteínas. Alimentos transgénicos. CICLO CELULAR. Generalidades y su regulación. División celular conservativa: Fisión binaria y mitosis. Las fases de la mitosis. Meiosis: Fases e importancia. INTEGRACIÓN DE CÉLULAS EN TEJIDOS. Uniones celulares. Los cuatro tejidos básicos. Órganos, sistemas y aparatos. Comunicación celular. INTEGRACIÓN DE LA FUNCIÓN CELULAR EN LOS SISTEMAS.

II. Unidades temáticas.
1. LA CÉLULA COMO UNIDAD ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LOS SERES VIVOS.
Niveles de organización de los seres vivos. Tipos celulares: Célula procarionte. Célula eucarionte animal y vegetal. El tamaño, la forma y la organización de las células. Técnicas para el estudio de las células. Microscopía y Técnicas Histológicas
2. COMPOSICIÓN QUÍMICA SE LOS SERES VIVOS.
Estructura y función de las proteínas. Niveles jerárquicos de organización estructural. Interacciones entre proteínas y otras moléculas: relación con su función. Estructura y función de los ácidos nucleicos: ADN y ARN. Niveles de organización estructural. Organización de los genes en procariotas y eucariotas. Lípidos: clasificación: lípidos saponificables y no saponificables. Estructura y función. Hidratos de Carbono: Clasificación, estructura y función de monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.
3. BIOENERGETICA Y ORDEN BIOLÓGICO. Conceptos de termodinámica aplicados a los sistemas biológicos. Espontaneidad de una reacción. Enzimas. Organismos autótrofos y heterótrofos. Mecanismos de obtención de energía. Procesos anabólicos y catabólicos. Glucólisis y respiración celular. Fermentación. Fotosíntesis. Reacciones dependientes de la luz y reacciones que fijan carbono.
4. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS CÉLULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES.
Biomembranas. Estructura, composición química y función de las membranas biológicas. Propiedades fisicoquímicas de las Biomembranas. Fluidez. Proteínas asociadas a membranas: clasificación. Asimetría de las membranas biológicas. Transporte a través de membranas. Permeabilidad de una bicapa lipídica. Concepto de gradiente electroquímico. Proteínas de transporte a través de membrana. Mecanismos de transporte a través de las membranas: difusión simple y facilitada, transporte activo y transporte activo secundario. Potencial de membrana en reposo. Propiedades eléctricas de las membranas: generación de un potencial de acción.
Direccionamiento de proteínas a los compartimientos. Concepto de transporte regulado, transporte transmembrana y transporte vesicular. Señales de clasificación de proteínas. Complejo del poro nuclear. Clasificación de proteínas dirigidas al núcleo. Direccionalidad. Clasificación de proteínas dirigidas a la mitocondria, al peroxisoma y al retículo endoplásmico (RE). Topología de las proteínas de membrana. Proteínas residentes del RE. Mecanismos de control de calidad de las proteínas en el RE. Tránsito vesicular. Mecanismos moleculares del tránsito vesicular. Tipos de vesículas. Transporte anterógrado y retrógrado entre el RE, el Golgi y el compartimiento endosomal. Endocitosis y exocitosis. Autoensamblaje y dinámica del citoesqueleto. Estructura de los microfilamentos (actina), filamentos intermedios y microtúbulos (tubulina). Funciones biológicas del citoesqueleto. Proteínas accesorias y su función en la dinámica del citoesqueleto. Motores moleculares. Cilios y Flagelos.
5. MECANISMOS GENETICOS BASICOS.
Genética mendeliana. Replicación semiconservativa. Mecanismo de replicación del DNA. Sistema de corrección de errores y reparación.
Concepto de transcripción. Diferentes tipos de ARN y ADN polimerasas. Unidad de Transcripción. Secuencias consenso. Concepto de promotor. Transcripción en procariontes y en eucariontes. Maduración del preARNm. ARN y proteínas que participan de la transcripción. Concepto de traducción. Código genético. Codón, anticodón y balanceo. Estructura y función del t-ARN. Aminoacil-tARN sintetasa. Función de los r-RNA. Concepto de Ribozima. Mecanismos moleculares de la traducción. Variación del código genético: seleno cisteína. Control de calidad del mARN. Control de calidad y degradación de proteínas. Regulación de la expresión génica. Secuencias reguladoras y proteínas de regulación génica activadoras y represoras. Control de la expresión génica en procariontes: operones. Control de la expresión génica en eucariontes; diferencias con procariontes. Controles postranscripcionales.
6. TECNOLOGÍA DE ADN RECOMBINANTE. Conceptos generales. Enzimas de restricción. ADN recombinante. Vectores. Clonación. Sistemas de expresión de proteínas. Organismos alterados genéticamente: concepto de organismo “salvaje” y modificado. Alteración de la expresión de genes. Alimentos transgénicos.
7. CICLO CELULAR.
División celular conservativa: Fisión binaria y mitosis 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. Las leyes de Mendel. Cromosomas autosómicos, homólogos y sexuales. Meiosis. Variabilidad Genética.
8. INTEGRACIÓN DE CÉLULAS EN TEJIDOS.
Principales moléculas de adhesión celular: cadherinas, integrinas, inmunoglobulinas, selectinas. Disposición general de una unión célula-célula y célula-matriz. Uniones adherentes, desmosomas, hemidesmosomas, uniones tipo GAP o comunicantes, uniones estrechas. Lámina basal: estructura molecular, componentes principales y funciones. Matriz extracelular de los tejidos no epiteliales: composición y funciones.
Características generales y funciones de los tejidos epitelial, conectivo, muscular y nervioso.
9. COMUNICACIÓN CELULAR. Generalidades de la comunicación entre células. Etapas y componentes de la comunicación celular. Mensajeros Intracelulares y efectores. Tipos de señalización. Receptores citosólicos y nucleares. Receptores acoplados a proteínas G y acoplados a enzimas, vías asociadas. Señalización durante la digestión.

10. INTEGRACIÓN DE LA FUNCIÓN CELULAR EN LOS SISTEMAS. Sistema digestivo: órganos que lo conforman. Esófago, estómago e intestino delgado y grueso: relación entre la estructura y función. Glándulas digestivas anexas: hígado y páncreas: relación entre la estructura y función. Bioquímica de la digestión.

III. Descripción de las Actividades Teóricas y Prácticas.
a. Seminarios Teóricos
1. Observación de células. Microscopía.
2. Estructura y función de las Proteínas. Técnicas para el estudio de Proteínas.
3. Estructura y función de Lípidos e Hidratos de Carbono. Técnicas para el estudio de lípidos e Hidratos de Carbono.
4. Estructura y función de los Ácidos Nucleicos. Técnicas para el estudio de los ácidos nucleicos.
5. Del ADN al ARN: Transcripción.
6. Del ARN a las proteínas: Traducción.
7. Control de la expresión génica.
8. Biología Molecular aplicadas a la tecnología de Alimentos. Técnicas de Biología Molecular.
9. Biomembranas y los compartimientos celulares.
10. Energética celular. Glucólisis y Fotosíntesis.
11. Introducción a la Comunicación celular.
12. Citoesqueleto.
13. Tráfico vesicular.
14. ADN: Replicación y nociones de Reparación.
15. El control del Ciclo Celular Eucarionte. Mitosis y Meiosis.
16. Integración de células en tejidos. La matriz extracelular.
17. Integración de células en tejidos. Uniones Celulares.
18. Transporte a través de las biomembranas.
19. Biología Celular y Molecular de la Digestión – Parte I-
20. Biología Celular y Molecular de la Digestión – Parte II-
21. Charla con expertos:
Actividad integradora en la que participan especialistas en diferentes áreas de la carrera en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Esta actividad tiene por objeto la presentación de los diferentes campos laborales de la Ciencia y Tecnología de los Alimentos desde la perspectiva de la Biología Celular y Molecular.
b. Actividades Prácticas
Las actividades prácticas se dividen en tres bloques.
Primer bloque: La célula como unidad estructural.
1. Células procariontes y eucariontes animal/vegetal. Técnicas para el estudio de las células. Introducción a la Microscopía y Técnicas histológicas.
2. Estudio de la composición química de las células parte I: Proteínas y técnicas de estudio de las proteínas.
3. Estudio de la composición química de las células parte II: Lípidos e Hidratos de Carbono. Técnicas de estudio de Lípidos e Hidratos de Carbono.
4. Estudio de la composición química de las células parte III: Los ácidos nucleicos. Técnicas para el estudio de los ácidos nucleicos.
5. Biología molecular aplicada en la industria quesera.

Segundo Bloque: La célula como unidad funcional
6. Transporte a través de las biomembranas
7. División Celular. Mitosis y meiosis.

Tercer bloque: Desde los tejidos a los Sistemas.
8. Los cuatro tejidos básicos.
9. Histología y bioquímica de la Digestión.

Actividad integradora para la evaluación continua:
Confección de un informe final luego de cada unidad temática desarrollada en las actividades prácticas.

IV. 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)

V. Bibliografía
Textos
· Invitación a la Biología en contexto social. Curtis y col. 7ma Edición. Editorial Panamericana (2016).
· Introducción a la Biología Celular y Molecular. Alberts y col. 2da Edición.
· Biología Molecular de la célula, Alberts y col. 6ta-7ma Ed.
· Biología Celular y Molecular”. Lodish y col. 7ma -9na Ed.
· Histología de Ross, Texto y Atlas. Correlación con Biología Molecular. 8va Edición Wolters Kluwer health.