Programa de Clases Teoricas
Tema 1: HISTORIA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR.
El Dogma Central de la Biología Molecular. Nacimiento, Desarrollo y Expansión de la Biología Molecular.
Tema 2: LA BIOLOGÍA MOLECULAR EN MEDICINA.
Diversidad de proteínas y función. Estructura de las proteínas en anatomía, fisiología y patología molecular, importancia de su estudio en Medicina. El genoma humano: Secuenciación e implicaciones en Medicina. Representación y visualización de aminoácidos y proteínas.
Complementos: Molecular Cell Biology, videos 19.1: Red de microtubulos y transporte axonal rápido; 19.5: mitosis. Animación: Ciclo vital de los retrovirus.
PARTE A: Síntesis, plegamiento, estructura, transporte y función de proteínas.
Tema 3: PLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS Y FUNCIÓN.
Escalas relativas de estructuras moleculares y celulares. Proteínas y procesamiento post-traduccional. Modificaciones de aminoácidos en la biosíntesis de proteínas. Destino de las proteínas: rutas principales. Plegamiento de proteínas. Reacción de plegamiento. Enzimas del plegamiento: peptidil-prolil cis-trans isomerasas y protein-disulfuro isomerasas. Complemento: Molecular Cell Biology, Animación 3.2, Ciclo vital de una proteína.
Tema 4: CHAPERONAS MOLECULARES I.
Definición y clasificación. Biología de las chaperonas moleculares. El problema celular de las superficies interactivas. Proteínas de estrés, choque térmico y regulación de su expresión. Familia de Hsp100. Familia de Hsp90. Familia Hsp/Hsc 70. Hsp 40 (Dna J), GrpE y Bag. Complemento: Molecular Cell Biology, Animación 3.2, Plegamiento dirigido por chaperonas.
Tema 5: CHAPERONAS MOLECULARES II.
Familia de chaperoninas (Hsp60, GroEL, CCT, etc.). Métodos de estudio estructural.
Cristalografía y criomicroscopía electrónica. Organización de dominios. Sitios
funcionales definidos por mutagénesis. Cambios conformacionales. Cochaperoninas. Visión integrada de las acciones concertadas de diferentes chaperonas.
Plegamiento de proteínas citoplasmáticas en la célula. Mutaciones en chaperonas responsables de enfermedades.
Tema 6: PROTEÍNAS Y PATOLOGÍA DEL PLEGAMIENTO.
Biopatología del plegamiento: Amiloidosis. Enfermedades relacionadas con plegamientos defectuosos. Fibrosis Quística, BSEs o "enfermedad de las vacas locas". Priones, estructura y función. Formación de fibras amiloides. Enfermedad de Alzheimer. Parkinson. Huntington. Chaperonas químicas. Aproximaciones terapeuticas en enfermedades del plegamiento de proteínas.
Tema 7: DESTINO DE PROTEÍNAS DE NUEVA SÍNTESIS.
¿Dónde, cómo y cuando se sintetizan?. Síntesis, transporte, importación y plegamiento compartimentalizado. Importación nuclear. Secuencias señal de translocación al núcleo. Estructura y función del poro nuclear. Mecanismos de importación y exportación nuclear. Papel de Ran. Complemento: Molecular Cell Biology, Animación 17.1, Destino de proteínas.
Tema 8: IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS AL RETÍCULO ENDOPLÁSMICO.
Secuencias señal de translocación al retículo endoplásmico. Estructura de la partícula de reconocimiento. La proteína de descarga. El traslocón. Papel del GTP. Vías de traslocación. Traslocación posttraduccional. Transporte de proteínas de membrana. Complemento: Molecular Cell Biology, Animación17.4 Síntesis de proteínas secretadas y unidas a membrana.
Tema 9: IMPORTACIÓN DE PROTEÍNAS EN LA MITOCONDRIA.
Proteínas mitocondriales sintetizadas en el citosol. Maquinaria de importación. El complejo TOM. El complejo TIM. Destino intramitocondrial. Plegamiento de proteínas en la matriz. Destino y ensamblaje de proteínas peroxisomales.
Tema 10: TRANSPORTE DE VESÍCULAS.
El aparato de Golgi. Modificaciones covalentes en el retículo endoplásmico. Control de calidad. Glicosilaciones en Retículo Endoplásmico y en Golgi. Transporte de la red Trans-Golgi a Lisosomas. Exocitósis. Rutas endocíticas. Fagocitósis. Vesículas recubiertas. Especificidad de la descarga de vesículas. Proteínas SNARE. Rutas secretoras. Complemento: Molecular Cell Biology, Animación17.3 Secreción de proteínas.
Tema 11: DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS.
Degradación no lisosómica. Marcaje de proteínas. El ciclo de la ubiquitina. El proteasoma. Arquitectura y mecanismo de acción. Control de calidad en la síntesis de proteínas. Degradación asociada al RE.
PARTE B: Control de la expresión genética.
Tema 12. EL CONTROL DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA. Concepto e importancia biológica. Puntos donde es posible ejercer la regulación. RNA- polimerasas procarióticas y eucarióticas. Naturaleza de los elementos reguladores: secuencias reguladoras y proteinas activadoras y represoras. Complejidad del fenómeno. Expresión genética y enfermedad.
Tema 13. FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN Y DOMINIOS PROTÉICOS DE UNIÓN A DNA. Características generales de la interacción ADN-proteína. Papel de las proteínas en la regulación de la transcripción. Estructura de los dominios de unión a ADN: “hélice-vuelta –hélice”, “dedos de Zn”, “ cremalleras de leucina”,otros dominios. Aislamiento y estudio de proteínas de unión a ADN. Patologías causadaspor funcionamiento defectuoso de factores de transcripción.
Tema 14. MECANISMO DE LA REGULACIÓN DEL INICIO DE LA TRANSCRIPCIÓN. Analogías y diferencias entre mecanismos presentes en procariotas y eucariotas: el promotor procariótico y la región de control eucariótica. Regulación de operones procarióticos.RNA-polimerasa-II eucariótica y su interacción con los factores de transcripción. Mecanismo molecular de la activación /represión de la transcripción. Modulación de la actividad de los factores de transcripción específicos. Alteración en complejo TFIIH: xeroderma pigmentoso.
Tema 15. CONDENSACIÓN DE LA CROMATINA Y TRANSCRIPCIÓN.Generalidades sobre la estructura de la cromatina interfásica. Efecto de la condensación de la cromatina sobre la expresión genética. Mecanismo de regulación de la expresión genética por modificación de la estructura de la cromatina: ciclo acetilación -deacetilación, remodelación de la cromatina dependiente de ATP. Condensación del cromosoma X. Expresión diferencial de los genes de globinas humanas. Patologías asociadas a la alteración de la regulación de la transcripción: talasemia.
.Tema 16. METILACIÓN DEL DNA Y SILENCIAMIENTO DEL GENOMA. Concepto y significado biológico. Metilación selectiva de bases y mecanismo de silenciamiento por metilación. Reversibilidad y mantenimiento del proceso. . La metilación del DNA como fenómeno epigenético de control de la expresión genética. Fenómenos biológicos afectados por la metilación: Clonación , diferenciación, células madre. Silenciamiento y cáncer
Tema 17. REGULACIÓN EN ETAPAS POSTERIORES A LA DEL INICIO DE LA TRANSCRIPCIÓN.
Procesado alternativo del mensajero. Poliadenilación diferencial. Vida media de los mensajeros. Pequeños RNA de interferencia. Control a nivel de traducción de mensajero. Diferente ubicación citoplasmática de la traducción. Controles posttraduccionales. Otros niveles de control. Regulación integrada de los niveles de hierro intracelular como ejemplo del control citoplasmático de la expresión. Terapias basadas en RNAs de pequeño tamaño. Estudio de la expresión genética: medida de la expresión genética mediante uso de genes de referencia. Chips de DNA y su utilización en el campo de la sanidad.
PARTE C: Aplicaciones de las técnicas de Biología Molecular a la producción de sustancias de interés médico y en el estudio de procesos patológicos a nivel molecular.
Tema 18. BIOTECNOLOGÍA Y MEDICINA. I
¿Qué es la Biotecnología?. Importancia de la Biotecnología en el campo de la sanidad. Producción de organismos y sustancias de interés biomédico. Papel de la Ingeniería Genética en el desarrollo de la biotecnología. Terapia sustitutoria. Vacunas de diseño. Productos para el diagnóstico. Fármacos de diseño. Antibióticos. Terapia génica.
Tema 19. BIOTECNOLOGÍA Y MEDICINA. II
Interés de la creación de animales y plantas transgénicas en el campo de la sanidad. Utilización de animales transgénicos y “knock-out” en el estudio de procesos patológicos. Animales y plantas transgénicos y clónicos en la industria farmacéutica.
Tema 20. BIOINFORMÁTICA Y MEDICINA.
Concepto e Importancia de la Bioinformática en el estudio de las enfermedades. Bancos de datos accesibles en la red. Acceso y manejo de la información depositada en los bancos de Datos.
Parte D: Biología molecular del cáncer. El ciclo celular y la señalización intracelular
Tema 21. El cáncer , un proceso microevolutivo.
Características de las células cancerosas y tipos de cáncer. Mutaciones y cáncer. Etapas en el desarrollo del cáncer. Inestabilidad genética en las células cancerosas. El control de la diferenciación celular y de la apoptosis y su efecto en el cáncer. Características de la metástasis.
Tema 22.- Las causas del cáncer y su prevención.
Las sustancias cancerígenas :Iniciadores y promotores tumorales. Virus y cáncer. Identificacion de carcinógenos.
Tema 23. Genética y biología molecular del cancer.
Oncogenes y genes supresores de tumor: el problema de su identificación. La activacion de genes críticos del cancer . Busqueda de nuevos genes del cáncer. La función de los oncogenes y de los genes supresores. El gen p53. El modo de acción de los virus tumorales. Telómeros,telomerasa y cáncer. Mutaciones relacionadas con la metástasis. El cáncer de colon y el modelo molecular del cáncer
Tema 24.- El tratamiento del cáncer desde el punto de vista de la Biologia Molecular.
Terapias actuales y su base molecular. Nuevas terapias basadas en el conocimiento de la biologia molecular del cáncer. Tratamientos basados en p53. Angiogénesis y sustancias antiangiogénicas. Inhibidores de oncogenes . El conocimiento de la Biología del cáncer y tratamientos específicos
Tema 25.El control molecular del ciclo celular y de la apoptosis.
Las fases del ciclo celular y su duración. El sistema general de control del ciclo: mecanismos que disparan etapas y que las frenan ( checkpoints). El papel de la fosforilación de proteinas y de la proteolisis: Cdks y ciclinas.. El control intracelular de las etapas: Papel de las proteinas Rb y p53. La muerte celular programada( apoptosis) y su regulacion. La activación de caspasas. La familia de proteinas Bcl-2 y el control de la apoptosis