DADES IDENTIFICATIVES 2012_13
Assignatura (*) BIOQUÍMICA I BIOLOGIA MOLECULAR Codi 14224001
Ensenyament
Grau de Nutrició Humana i Dietètica (2010)
Cicle 1r
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
9 Formació bàsica Primer Anual
Llengua d'impartició
Català
Departament Bioquímica i Biotecnologia
Coordinador/a
FOLCH LOPEZ, JAUME
Adreça electrònica mariamercedes.gomez@urv.cat
jaume.folch@urv.cat
Professors/es
GÓMEZ ARNAIZ, MARÍA MERCEDES
FOLCH LOPEZ, JAUME
Web
Descripció general i informació rellevant L'assignatura té com a objectiu que l'alumne tingui una formació bàsica en temes fonamentals de bioquímica i biologia molecular, que li permeti abordar satisfactoriament els continguts de cursos posteriors

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 A4 Composició d'aliments i matèries primeres.
 A6 Bioquímica.
Tipus B Codi Competències Transversals
 B5 Treballar de forma col·laborativa.
Tipus C Codi Competències Nuclears
 C3 Gestionar la informació i el coneixement.

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 A4 Ser capaç d'obtenir, utilitzar i interpretar la informació científica a partir de les fonts bibliogràfiques.
 A6 Comprendre i reflexionar sobre les vies metabòliques utilitzades pels diferents principis immediats en situació post-prandrial, interdigestiva, dejuni i exercici físic.
Comprendre els diferents aspectes que té la utilització dels nutrients, és a dir, els processos metabòlics que succeeixen a l'interior de la cèl·lula amb la intenció d'integrar els diferents dins de l'organisme.
Comprendre i valorar la importància de l'alimentació sobre els processos oxidatius de l'home
Comprendre la importància i els mecanismes de la regulació genètica mediada per nutrients
Comprendre les bases moleculars de l'absorció i digestió dels nutrients i les bases moleculars de la comunicació i senyalització cel·lulars, per tal que pugui entendre millor els seus aspectes fisiològics i patològics.
Diferenciar els processos metabòlics dels àcids nucleics per tal d'entendre les aplicacions d'aquests coneixements en la investigació biomèdica.
Diferenciar amb claredat els components fonamentals de la matèria viva amb la finalitat de comprendre les bases moleculars de la nutrició.
Reconèixer i saber diferenciar els processos metabòlics essencials per a la vida d'una cèl·lula.
Entendre la integració dels processos biològics que converteixen la cèl·lula per al seu bon funcionament.
Ser capaç d'obtenir, utilitzar i interpretar la informació científica a partir de les fonts bibliogràfiques.
Valorar la importància de la integració metabòlica davant una determinada situació fisiològica
Valorar la importància del coneixement bàsic dels components fonamentals de la matèria viva amb la intenció d'aconseguir una adequada formació en l'àmbit de la nutrició humana.
Valorar les repercussions de la investigació en bioquímica i biologia molecular amb la finalitat que sigui capaç de les seves implicacions en l'àmbit de la nutrició humana.
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
 B5 Ser capaç d'obtenir, utilitzar i interpretar la informació científica a partir de les fonts bibliogràfiques.
Diferenciar amb claredat els components fonamentals de la matèria viva amb la finalitat de comprendre les bases moleculars de la nutrició.
Comprendre les bases moleculars de l'absorció i digestió dels nutrients i les bases moleculars de la comunicació i senyalització cel·lulars, per tal que pugui entendre millor els seus aspectes fisiològics i patològics.
Valorar la importància del coneixement bàsic dels components fonamentals de la matèria viva amb la intenció d'aconseguir una adequada formació en l'àmbit de la nutrició humana.
Valorar les repercussions de la investigació en bioquímica i biologia molecular amb la finalitat que sigui capaç de les seves implicacions en l'àmbit de la nutrició humana.
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge
 C3 Avalua críticament la informació i les seves fonts i la incorpora a la pròpia base de coneixements i al seu sistema de valors

Continguts
Tema Subtema
I - ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA MATERIA VIVA (18h)
Tema 1.- BIOELEMENTS I BIOMOLÉCULES (1h)
Elemets químics de la materia viva. Importancia mèdica dels oligoelements. Polímers biològics i els seus monòmers.

Tema 2.- AIGUA I DISOLUCIONS AQUOSES (2h)
L’aigua; estructura, propietats, forces intermoleculars. Disolucions aquoses. Propietats coligatives. Pressió osmótica. Àcids i bases. Concepte de pH. Solucions amortiguadores; amortiguadors fisiològics, importancia biològica i médica.

Tema 3.- L’ENERGÈTICA DE LA VIDA (2h)
Energia, calor i treball. Energia interna. Energia lliure en les reaccions químiques. Fonts d’energia lliure en sistemes biològics. Reaccions acoblades. Compostos de fosfat rics en energia. ATP com a moneda energètica.

Tema 4.- AMINOÀCIDS, PÈPTIDS I PROTEÏNES (2h)
Concepte. Aminoàcids; classificació i propietats. Péptids. Proteïnes; nivells estructurals, desnaturalització. Propietats i funcions biològiques. Colàgen i elastina. Interés en la clínica. Proteïnes amb funcions especialitzades: hemoglobina.

Tema 5.- CATÁLISI ENZIMÁTICA (2h)
Catàlisi enzimàtica: característiques generals. Classificació i nomenclatura dels enzims. Cinètica enzimàtica; factors que influeixen sobre la velocitat de les reaccions, influencia de la concentració de sustrat. Coenzims; relació amb les vitamines. Interés clínic dels enzims.

Tema 6.- GLÚCIDS (2h)
Concepte. Classificació: monosacàrids simples i derivats, oligosacàrids, polisacàrids simples i derivats. Propiedats i funcions biològiques. Interés en la clínica.

Tema 7.- LÍPIDS (2h)
Concepte. Classificació: ácidos grassos, lípids simples, lípids complexes i lípids isoprenoides. Propietats i funcions biològiques. Interés en la clínica.

Tema 8.- MEMBRANES BIOLÒGIQUES, TRANSDUCCIÓ DE SENYALS I TRANSPORT CEL.LULAR (3h)
Composició i estructura de les membranes; model de mosaic fluid. Receptors hormonals, proteïnes G, efectors i segons missatgers. Implicacions mèdiques Mecanismes de pas; clases i nomenclatura. Difussió simple. Transport mediat passiu i actiu; concepte de transportador, fonts energètiques del transport actiu. Canals iónics.

Tema 9.- ÀCIDS NUCLEICS (2h)
Concepte. Bases púriques i pirimidíniques. Nucleòsids i nucleòtids. DNA i RNA: estructura. Propietats i funcions biològiques. Interés en la clínica.

II- DINÁMICA DE LA VIDA: BIOENERGÉTICA I METABOLISME (17 hores) Tema 10.- INTRODUCCIÓ AL METABOLISME (1h)
Cicle de la materia i fluxe d’energia en la biosfera. Concepte, fases i etapes del metabolisme. Metabolisme energètic; processos de producció, emmagatzemament consum d’energia, funcions de l’ATP.

Tema 11.- METABOLISME OXIDATIU (3h)
Acetil CoA i piruvat; fonts i destinacions. Cicle dels àcids tricarboxílics (COT): reaccions, rendimient, regulació i localització cel.lular. Cadena respiratoria mitocondrial (CRM); transport d’equivalents de reducció, estructura de la cadena. Fosforilació oxidativa (FO); ATPasa mitocondrial, acoblament CRM-FO, regulació.

Tema 12.- METABOLISME DELS GLÚCIDS (3h)
Fonts de glúcids: alimentació i síntesi endógena. Paper central de la Glucosa-6-P; destinacions possibles. Glucolisi, gluconeogènesi, glucogenolisi, glucogenogènesi i ruta de les pentoses fosfat: fases, reaccions, rendimient regulació i localització cel.lular.

Tema 13.- METABOLISME DELS LÍPIDS (2h)
Fonts d’àcids grassos: alimentació i síntesi endògena; àcidos grassos esencials. Els triglicèrids com a elements de reserva: biosíntesi i mobilització. Localització cel.lular. Oxidació dels àcids grassos: fases, reaccions, rendiment, regulació i localització cel.lular. Síntesi i utilització de cossos cetònics, reaccions, regulació i localització cel.lular.

Tema 14.- METABOLISME DELS AMINOÀCIDS (2h)
Origen dels aminoàcids: alimentació i proteolisi intracel.lular. Reaccions de desaminació oxidativa, transaminació i transdesaminació. Degradació dels esquelets carbonats: aminoàcids glucogènics i cetogènics. Localització cel.lular. Cicle de la urea: reaccions, rendimient, regulació i localització cel.lular.


Tema 15.- METABOLISME DE NUCLEÒTIDS (1h)
Vies de síntesi de novo o de salvament. Degradació d’àcids nucleics. Biosíntesi i degradació de purines, formació d’àcid úric, gota, transtorns clínics. Biosíntesi i degradació de pirimidines.

Tema 16.- REGULACIÓ DEL METABOLISME (5h)
Regulació i integració metabòlica. Regulació metabòlica en l’home.
Homeostasis metabòlica en diverses situacions fisiopatològiques: cicle dejú-alimentació, dejú, obesitat, gestació, lactancia, exercici, diabetes i estres.


III - FISIOLOGÍA MOLECULAR (13 h) Tema 17.- BASES MOLECULARS DE L’ABSORCIÓ I TRANSPORT DE COENZIMS I BIOMOLÈCULES (2 h)
Digestió i absorció de proteïnes, glúcids i lípids. Transport de lípids : lipoproteïnes. Absorció i transport de ferro: paper de la ferritina i la transferrina.

Tema 18. BASES MOLECULARS DE LA IMMUNITAT (3h)
Generalitats de la resposta immunitaria. Complement: funcions biològiques de les proteïnes del complement. Mecanismes : via clàssica i via alternativa. El complexe d’atac a la membrana, regulació. Anticossos: estructura, regions variables i constants. Classes d’immunoglobulines. Reordenació dels gens de les immunoglobulines. Generació del repertori d’anticossos. Aspectes estructurals de la unió antigen-anticos.. Estructura de les molècules de classe I i II. Organització genòmica del MHC. Cascada de citocines en la inflamació: paper del factor de necrosi tumoral i interleucines 1 i 6. Citocines com a reguladores de l'activació, proliferació i diferenciació cel.lulars. D'altres citoquines implicades en la immunitat natural: interferó i quimiocines.

Tema 19.- BASES MOLECULARS DE LA MOTILITAT (2h)
Estructura molecular del múscul estriat. Característiques bioquímiques de les molècules d’actina i miosina. Proteïnes associades al procés de contracció : tropomiosina, troponina i distrofina. Mecanisme de la contracció : model dels filaments lliscants. Energètica i control de la contracció. Mecanisme i control de la contracció en el múscul llis. Requeriments energètics de l’activitat física.

Tema 20.- BASES MOLECULARS DE LA COMUNICACIÓ CEL.LULAR (2h)
Generalitats de la comunicació intercel.lular. Citoquines: interleucines i chemoquines. Hormones: concepte i classificació. Mecanismes de l’acció de les hormones.

Tema 21.- METABOLISME DELS XENOBIÒTICS. ESTRÉS OXIDATIU I ENVELLIMENT (2h)
Metabolisme dels xenobiòtics: funcions biològiques del citocrom p450. Radicals lliures i oxidació. Enzims antioxidants i envelliment.

Tema 22.- MECANISMES MOLECULARS DE MORT CEL.LULAR (2h)
Mecanismes de mort cel.lular i funcions biològiques de l’apoptosi: implicacions en processos neurodegeneratius i càncer. Mecanismes moleculars : via extrínseca, via intrínseca, caspases, vies independents de caspases. Radicals lliures i funció mitocondrial. Efectes del dany oxidatiu al DNA, mecanismes de reparació. Vies de senyalització molecular: ATM i ATR, p53, MAP kinases, JNK kinases, ciclines i quinases depenents de ciclines, factors de transcripció.

IV- BIOLOGIA MOLECULAR: INFORMACIÓ MOLECULAR DE LA VIDA (11 h) Tema 23.- INFORMACIÓ GENÉTICA (1h)
El DNA i el RNA com a suport molecular de la informació genètica. Característiques generals del genoma. Estructuració de la informació genética: gens, seqüències informacionals, elements reguladors.

Tema 24.- REPLICACIÓ DEL DNA (1h)
Transferència de la informació genètica: duplicació del DNA. Replicació semiconservativa del DNA. DNA polimerases, estructura i activitats, polimerases eucariòtiques. Proteïnes implicades en la replicació: DNA ligasa, primasa, proteïnes accessòries de la polimerasa. Fidelitat del procés de replicació. Sistemes de reparació d’errors de la replicació.

Tema 25.- TRANSCRIPCIÓ (1h)
DNA com a motlle en la síntesi de RNA. RNA polimerasa, funció biológica i estructura. Mecanisme de transcripció. Regulació.

Tema 26.- TRADUCCIÓ DEL DNA (1h)
Codi genètic, característiques. Estructures i molècules protagonistes de la traducció. Activació d’aminoàcids. Mecanisme de la síntesi proteica: iniciació, elongació i terminació. Modificació post-traduccional. Control de l’expressió genètica en procariotes i en eucariotes.

Tema 27.- PATOLOGIA MOLECULAR (2h)
Tipus de malalties de base genética: monogèniques, poligèniques i multifactorials. Tipus d’alteracions del DNA:mutacions puntuals, deleccions, mutacions dinàmiques. Bases moleculars de les malalties neurodegeneratives i dels processos tumorals.

Tema 28.- TÈCNIQUES DE DIAGNÒSTIC MOLECULAR (2 h)
Aïllament d’àcids nucleics. Tècnica de PCR. Hibridació molecular. Tècniques d’array. Nutrigenòmica.

Tema 29.-TECNOLOGIA DEL DNA RECOMBINANT, APLICACIONS. MODELS D’ESTUDI EN BIOMEDICINA (2h)
Principis generals de la manipulació genètica. Organismes transgènics, utilitats. Transgènics en l’alimentació. Transgènesi, definició i tipus. Animals defectius, Knockout. Animals transgènics. Transgènesi vegetal, concepte de transgènic.

Tema 30.- EPIGENÈTICA I NUTRICIÓ (1h)
Concepte de factor epigenètic. Mecanismes epigenètics: metilació i modificació de les histones. Silenciament gènic. Polifenols, sirtuines i leptina. Factors epigenètics: histones i silenciament gènic, mecanismes de metilació del DNA. Models d’estudi: models animals, models “in vitro”.






Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
1 0 1
Pràctiques a laboratoris
12 6 18
Seminaris
8 8 16
Pràctiques a laboratoris
A4
58 116 174
Pràctiques a laboratoris
A4
6 0 6
Atenció personalitzada
0 0 0
 
Proves objectives de preguntes curtes
4 4 8
Proves pràctiques
4 0 4
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries
Pràctiques a laboratoris El treball que es realitzarà al laboratori de pràctiques ha estat estructurat atenent els objectius generals següents:

- Iniciar-se en el mètode i tècniques de treball al laboratori de bioquímica.
- Practicar el processament científic dels resultats i observacions segons els objectius pràctics de cada sessió.
- Desenvolupar informes científics a partir de mètodes experimentals.

Per tal d’assolir aquests objectius, es realitzaran un total de sis sessions de pràctiques de 3h.

PROGRAMA DETALLAT:

PRÀCTICA 1: Determinació de la concentració de proteïnes d’una mostra
PRÀCTICA 2: Electroforesi de proteïnes sèriques
PRÀCTICA 3: Valoració de l’activitat ?-amilasa i determinació dels paràmetres cinètics
PRÀCTICA 4: Aïllament de DNA
PRÀCTICA 5: Tècnica de PCR
PRÀCTICA 6: Electroforesi d’àcids nucleics
Seminaris 2. SEMINARIS

En els seminaris informàtics es treballaran aspectos bàsics de la bioinformàtica aplicada als continguts de l’assignatura: bioquímica bàsica i tècniques de diagnòstic en biologia molecular (PCR).

PROGRAMA DETALLAT:

SEMINARI INFORMÀTIC 1: Bioquímica a la xarxa, recursos sobre bioquímica bàsica: estructures moleculars i genètica.
SEMINARI INFORMÀTIC 2: Bioinformàtica bàsica, treball amb bases de dades biomèdiques: San Diego Supercomputer Center, SDSC Biology Workbench
SEMINARI INFORMÀTIC 3: Aproximació a les tècniques bàsiques en biologia molecular
SEMINARI 4: Recerca de la seqüència del gen codificant de la leptina humana. Disseny de primers.
Pràctiques a laboratoris Els temes corresponents al programa teòric s’han estructurat en quatre blocs, abordant conceptes de bioquímica i biología molecular aplicats a la nutrició:
I- ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA MATERIA VIVA
II- DINÀMICA DE LA VIDA: BIOENERGÊTICA I METABOLISME
III- FISIOLOGIA MOLECULAR
IV- GENÈTICA MOLECULAR: INFORMACIÓ MOLECULAR DE LA VIDA
Pràctiques a laboratoris En els seminaris PBL es treballaran dos casos problema i es durà a terme una activitat de tipus PBL, proposats a l’inici del curs, i que els alumnes aniran treballant en grups al llarg del mateix. Per a la resolució dels casos, els alumnes podran utilitzar la informació bibliogràfica i els recursos bioinformàtics recomanats, així com els continguts teòrics de les classes magistrals
SEMINARI PBL 1 : Discussió del cas 1.
SEMINARI PBL 2 : Discussió del cas 2.
Atenció personalitzada

Atenció personalitzada
Descripció
L'atenció personalitzada es durà aterme mitjançant consultes al llarg de l'horari d'atenció del professor, i mitjançant trobades programades anticipadament amb alumnes o grups d'alumnes que necessitin resoldre dubtes i/o temes relacionats amb l'assignatura

Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

L'assignatura de la que és responsable la Unitat de Bioquímica, s'evaluarà d'acord amb els criteris següents :

Activitat

Subjecte evaluable

Procediment

Percentatge nota final

Classes teoria

Continguts teòrics

Prova test

50

Seminaris

Assistència

Resolució del cas

Document escrit

10

20

Pràctiques

Assistència

Continguts teòrics

Prova test

5

15

L'assistència a les pràctiques de laboratori serà un requisit indispensable per a superar l'assignatura.

L'avaluació es realitzarà de manera independent per cadascuna de les Unitats responsables de l'assignatura (Bioquímica i Fisiologia). La part de l'assignatura de la que és responsable la Unitat de Bioquímica, s'evaluarà d'acord amb els criteris següents :

Activitat

Subjecte evaluable

Procediment

Percentatge nota final

Classes teoria

Continguts teòrics

Prova test

70

Seminaris

Assistència

Resolució del cas

Document escrit

10

10

Pràctiques

Assistència

Continguts teòrics

Prova test

5

5

L'assistència a les pràctiques de laboratori serà un requisit indispensable per a superar l'assignatura.


Fonts d'informació

Bàsica

1. Llibres de text recomanats :

 

 

1. Bioquímica médica

Edición: 3ª
Autores: John Baynes
Editorial: Elsevier España
ISBN: 9788480867306
Año publicación: 2011

 

2. Mckee. Bioquímica. La base molecular de la vida

Edición: 3ª
Autores: T. McKee
Editorial: Mcgraw-Hill Interamericana
ISBN: 9788448605247
Año publicación: 2007

 

3.Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas.

4ª edición

Devlin TM

Editorial Reverté

Año publicación: 2004

 

5. Immunologia. Janeway,

Junqueira, Rhoa

Masson, 1ª edición.

Año publicación: 2004

 

2. Recursos bioinformàtics:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov

http://sebbm.bq.ub.es/BioROM/indices/index.html

http://www.dnalc.org/home_alternate.html

http://genome.ucsc.edu/index.html

 

* A les classes teòriques s’utilitzaran presentacions audiovisuals, recollides en un document disponible al servei de fotocòpies i a l’espai web de l’assignatura (moodle).

* Les pràctiques de laboratori també es detallen en un document disponible al servei de fotocòpies i a l’espai web de l’assignatura.

Complementària

Recomanacions


(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent