Guía docente de Expresión Heteróloga para Caracterización de Dianas Moleculares (M78/56/1/12)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 12/07/2022

Máster

Máster Universitario en Biología Molecular Aplicada a Empresas Biotecnológicas (Bioenterprise)

Módulo

Módulo 2: Docencia Optativa

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

International School for Postgraduate Studies

Semestre

Segundo

Créditos

4

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • María Dolores Girón González
  • Rafael Salto González

Tutorías

María Dolores Girón González

Email
Anual
  • Martes 11:30 a 14:30 (Despacho Facultad)
  • Jueves 11:30 a 14:30 (Despacho Facultad)

Rafael Salto González

Email
Anual
  • Martes 11:30 a 14:30 (Despacho Facultad)
  • Jueves 11:30 a 14:30 (Despacho Facultad)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

- Técnicas avanzadas en DNA recombinante: Obtención de secuencias codificantes, clonación y subclonación.

- Expresión de proteínas recombinantes. Vectores de expresión, células hospedadoras, estrategias para el control de la expresión de proteínas recombinantes. Proteínas de fusión

- Purificación y procesamiento de proteínas recombinantes. Cromatografía de afinidad basada en proteínas de fusión. Sistemas de procesamiento proteolítico de proteínas de fusión. Sistemas de expresión bicistrónicos.

- Mutagénesis de proteínas. Mutagénesis al azar y sitio-específica de proteínas. Phage display. Evaluación de sistemas comerciales de mutagénesis de proteínas.

- Métodos para la caracterización estructural de dianas moleculares.

- Análisis mediante mutagénesis de la validez de dianas moleculares. Mecanismos de acción de fármacos y resistencias a fármacos.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se recomienda tener conocimientos básicos de Biología Molecular.

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

 -  Comprender los principios que determinan la estructura de las macromoléculas biológicas (incluyendo proteínas y ácidos nucleicos), así como de los complejos supramoleculares biológicos, y ser capaz de explicar las relaciones entre la estructura y la función.

-  Conocer los principios de manipulación de los ácidos nucleicos, así como las principales técnicas que permiten la expresión de proteínas y proteínas de fusión, mutagénesis dirigida y purificación de las mismas. Ser capaz de realizar manipulaciones de DNA recombinante que conduzcan a la expresión heteróloga de proteínas.

-  Conocer las aplicaciones de los diferentes tipos de técnicas de mutagénesis para el estudio de la relación estructura-función en proteínas. Ser capaz de realizar técnicas de mutagénesis de proteínas.

-  Conocer las técnicas de estudio de la relación estructura-función en proteínas.

-  Conocer las aproximaciones experimentales para realizar determinaciones estructurales aplicadas al estudio de la relación estructura-función.

-  Capacidad para evaluar y planificar métodos de expresión de proteínas recombinantes en diferentes vectores de expresión y hospedadores.

-  Conocer  los procesos biotecnológicos que implican la producción de proteínas recombinantes, mutadas o no, aplicados actualmente al campo de la salud humana y su aplicación al desarrollo de productos biotecnológicos.

-  Conocer las aplicaciones que los estudios de relación estructura función tienen en la caracterización de proteínas eucariotas para el diseño de fármacos, como base del ciclo de investigación de nuevos medicamentos en el ámbito preclínico.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

1.- Técnicas de clonación de secuencias codificantes para la expresión de proteínas recombinantes. Aislamiento de ácidos nucleicos, retrotranscripción, amplificación por PCR y empleo de nuevos vectores especializados de clonación

2.- Sistemas de expresión avanzados en hospedadores procariotas, proteínas de fusión, nuevas proteasas para el procesamiento de proteínas de fusión, vectores alternativos en levaduras y células de insecto

3.- Sistemas de expresión en células eucariotas, sistemas de expresión transitoria y estable, uso de sistemas reporteros, sistemas específicos para el estudio de la interacción proteína-proteína, expresión de proteínas como sensores de metabolitos, efectores e iones en células eucariotas

4.- Técnicas avanzadas para el diseño de mutagénesis sitio específica en proteínas de interés en biomedicina o en biotecnología. Técnicas de caracterización de proteínas mutadas

5.- Importancia de la expresión y mutagénesis de proteínas en la validación de dianas moleculares para el diseño de fármacos

Práctico

Mutagénesis, expresión recombinante y caracterización de diversas proteínas fluorescentes con nuevas propiedades espectrales y sensibilidad a iones

 

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

1.- Mutagénesis sitio específica de la proteína fluorescente verde

2.- Transformación

3.- Crecimiento bacteriano

4.- Minipreps, digestión de DNA

5.- Electroforesis en gel de poliacrilamida de las proteínas mutadas

6.- Purificación de las proteínas mutadas

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • Structure and Mechanism in Protein Science. A Guide to Enzyme Catalysis and Protein Folding. First Edition, Fersht, A. (1999) W. H. Freeman & Co,
  • Recombinant DNA. Second Edition, Watson JD, Gilman M, Witkowski J, Zoller M (1992) Scientific American books, WH Freeman
  • Principles of Gene Manipulation. Sixth edition. Old RW y Primrose SB. (2002) Blackwell Scientific Publications
  • Biopharmaceutical Drug Design and Development, Second Edition, edited by Susanna Wu-Pong and Yongyut Rojanasakul. (2008) Humana Press
  • Pharmaceutical Biotechnology, Second Edition, Edited by Michael J. Groves (2006) CRC Press ISBN: 0-8493-1873-         4
  • Genetic engineering: Manipulating the Mechanisms of Life, First Edition, Russ Hodge R. (2009) Facts On File, Inc.
  •  

Bibliografía complementaria

  • MD Girón, R Salto. From green to blue: Site‐directed mutagenesis of the green fluorescent protein to teach protein structure–function relationships. Biochemistry and Molecular Biology Education 39 (4), 309-315
    Walsh G. “Second-generation biopharmaceuticals”. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 58 (2004): 185–196.
  • Rosé JR, Salto R and Craik CS Regulation of Autoproteolysis of the HIV-1 and HIV-2 Proteases with Engineered Amino Acid Substitutions”. Journal of Biological Chemistry 268 (1993): 11939-11945.
  • Salto R, Babé LM, Li J, Rosé JR, Yu Z, Burlingame A, De Voss J, Sui Z, Ortiz de Motellano PR and Crack CS “In vitro Characterization of Nonpeptide Irreversible Inhibitors of HIV Proteases” Journal of  Biological Chemistry 269 (1994): 10691-10698.
  • Delgado A, Salto R, S. Marqués S and Ramos JLSingle Amino Acids Changes in the Signal Receptor Domain of XylR Resulted in Mutants that Stimulate Transcription in the Absence of Effectors”. Journal of Biological Chemistry 270 (1995): 5144-5150.
  • In Vitro Mutagenesis Protocols, Trower, Michael K. (Ed.) (1996) Methods in Molecular Biology, Vol. 57. Springer
  • Green Fluorescent Protein, Hicks, Barry W. (Ed.) (2002) Methods in Molecular Biology, Vol. 183. Springer.

Metodología docente

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

El sistema de calificaciones se expresará mediante calificación numérica de acuerdo con lo establecido en el Art. 5 del R. D 1125/2003, de 5 de septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en el territorio nacional. La calificación, será:

1. Realización de las prácticas y tareas especializadas 40%.

3. Elaboración y exposición de trabajos etc. 40%.

4. Participación y actitud 20%.

Evaluación Extraordinaria

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

Examen escrito sobre el contenido del módulo con un peso del 100% sobre la calificación

Evaluación única final

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación en tal caso consistirá en:

Examen escrito sobre el contenido del módulo con un peso del 100% sobre la calificación

Información adicional