DADES IDENTIFICATIVES 2017_18
Assignatura (*) BIOTECNOLOGIA MOLECULAR ANIMAL I VEGETAL Codi 19204122
Ensenyament
Grau de Biotecnologia (2009)
Cicle 1r
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
6 Obligatòria Tercer 2Q
Llengua d'impartició
Català
Departament Bioquímica i Biotecnologia
Coordinador/a
UGARTE CHICOTE, JAVIER
Adreça electrònica laura.baselga@urv.cat
javier.ugarte@urv.cat
Professors/es
BASELGA ESCUDERO, LAURA
UGARTE CHICOTE, JAVIER
Web
Descripció general i informació rellevant L'objectiu de l'assignatura és presentar a l'alumne el conjunt de tècniques actuals que utilitzen animals vius o parts de mamífers amb la finalitat d'obtenir o modificar productes i/o millorar animals mamífers; també es mostraran les implicacions/aplicacions d'aquesta tecnologia en l'entorn biomèdic, industrial, ecològic i en la biologia de la conservació. Un cop realitzada l'assignatura l'alumne haurà de ser capaç de comprendre amb certa profunditat les metodologies subjacents a la creació d'animals clònics, transgènics, knock-outs, knock-ins, etc. Conèixer les particularitats en funció del model animal escollit. Considerar els animals com un reactiu de laboratori i conèixer els criteris de qualitat que han de tenir. Dominar la biologia del desenvolupament dels mamífers, així com les principals tècniques de reproducció assistida i la seva implicació en l'enginyeria genètica animal. El coneixement d'aquesta tecnologia facilitarà la capacitat de raonament crític aplicat, així com possibilitat d'enriquir un hipotètic futur treball en camps vinculats amb la biotecnologia animal tant des d'una perspectiva investigadora com professionalitzadora. Des de la perspectiva de la biotecnologia vegetal, l'objectiu és aprendre les bases teòriques i pràctiques de la Biotecnologia Vegetal i les eines de les que es val aquesta disciplina. Aprendre les tècniques que utilitza l'enginyeria genètica així com els fonaments necessaris per aprofundir en el concepte de plantes transgèniques i els diferents mètodes d'obtenció de les mateixes amb aplicacions pràctiques.

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 A5 Conèixer els principis, la instrumentació i les aplicacions de les principals tècniques d'anàlisis i separació de biomolècules, així com les tècniques de cultiu de microorganismes i de cèl•lules d'organismes pluricel•lulars
 A10 Saber aplicar els coneixements bàsics d'estructura i funció dels organismes pluricel•lulars en l'obtenció de productes biotecnològics
 A11 Aplicar adequadament la diversitat de tècniques i metodologies de DNA recombinant per a dissenyar estratègies d'enginyeria genètica cel•lular per a la producció de proteïnes homòlogues o heteròlogues, o de cèl•lules capaces d'actuar com biocatalitzadors
Tipus B Codi Competències Transversals
 B5 Treballar en equip de forma cooperativa i responsabilitat compartida.
Tipus C Codi Competències Nuclears
 C4 Expressar-se correctament de manera oral i escrita en una de les dues llengües oficials de la URV.

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 A5 Conèixer la biologia molecular de sistemes a les seves vesants de genòmica, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica.
Dominar les tècniques de biologia molecular utilitzades per a l'obtenció d'animals i vegetals modificats genèticament, i conèixer les possibilitats d'aplicació de biotecnologia molecular a animals i vegetals.
 A10 Dominar les tècniques de biologia molecular utilitzades per a l'obtenció d'animals i vegetals modificats genèticament, i conèixer les possibilitats d'aplicació de biotecnologia molecular a animals i vegetals.
Conèixer la biologia molecular de sistemes a les seves vesants de genòmica, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica.
 A11 Conèixer la biologia molecular de sistemes a les seves vesants de genòmica, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica.
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
 B5 Accepta i compleix les normes del grup
Contribueix a l’ establiment i aplicació dels processos de treball de l’ equip
Actua constructivament per afrontar els conflictes de l’ equip
S’ interessa per la importància de l’activitat que es desenvolupa en el grup
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge
 C4 Produeix un text oral gramaticalment correcte
Produeix un text escrit gramaticalment correcte
Produeix un text escrit adequat a la situació comunicativa

Continguts
Tema Subtema
Plant biotechnology. Topic 1. Introduction to plant biotechnology Definitions of plant biotechnology
The history of genetic modifications in crops
Green Revolution (GR)
Next GR and circular economy in the food system
Genetically modified organisms (GMOs)
Techniques to produce GM plants
Development of GM plants
Cultivation trends of GM crops
GM crops
GM traits
Production data
Biotech crop developments in USA and Europe
Bt maize (MON 810) in Spain
Applications
Biotech food considerations, Hunger and future
Plant biotechnology. Topic 2. Plant in vitro cultures
Plant in vitro cultures
Stages
Applications
Explants
Plant biotechnology. Topic 3. Somaclonal variation Definition
Factors
Advantages and disadvantages
Methods of detection
Plant biotechnology. Topic 4 Techniques to produce TG plants Overview of techniques to produce transgenic plants
Agrobacterium tumefaciens- the major vector in plant genetic engineering
Ti plasmid
Mechanism of action
Applications in plant genetic engineering:
Disarmed vectors, intermediate vectors and binary vectors
Transformation with Agrobacterium
Arabidopsis and floral dip method
Limitations of Agrobacterium
Virus-mediated gene transfer
Direct gene transfer methods
Transformation of protoplasts
Biolistics or gene gun bombardment
Electroporation
Microinjection
Transfer with glass fibers (Whiskers)
Vectors, promoters and selection markers
Plant biotechnology. Topic 5 Applications of plant biotechnology I generation
Resistance against viruses and insects
Tolerance to herbicides
II generation
Food quality
III generation
Pharming
Biomaterials
Biofuels
Bioremediation
Others
Gardening and forestry
Plant biotechnology. Topic 6 Modifying the plant genome RNAi
Zinc Finger Nucleases (ZFN)
Transcription Activator-Like Effector Nucleases (TALENs)
CRISPR/Cas9
T-DNA and transposon’s insertions
TILLING (targeted induced local lesions in the genome)
Animal biotechnology. Topic 1. Introduction to animal biotechnology Definition and objectives
Historical facts
The technologies involved
Applications
Regulation and concerns
Animal biotechnology. Topic 2. Animals as laboratory tools
Natural and laboratory populations
Key principles of 3Rs
Mouse as model system
Genetic standardization
Inbred strains, F1 hybrids, coisogenic, congenic and outbred strains among others
Mouse nomenclature
Genetic drift and substrain development
Genetic integrity monitoring and SNPs
Cryopreservation
Animal biotechnology. Topic 3. Early embryogenesis and reproductive biology in laboratory mouse Preformism versus epigenesis
Stages of embryogenesis
Spermatogenesis
Oogenesis
Fertilization
Acrosomal and cortical reaction
Cleavage divisions
Zygote, morula, blastula, blastocyst
Gastrulation
Ectoderm, endoderm and mesoderm
Organogenesis
Embryonic stem (ES) cells
Reproductive characteristics
Sex determination
Male anatomy and sperm production
Female anatomy and egg production
Estrous cycle
Mating options
Problems
Animal biotechnology. Topic 4. Assisted reproduction technologies (ARTs) in human and animals Assisted reproduction technologies (ARTs)
Human infertility
Causes of female and male infertility
Controled ovarian hyperstimulation (COH) and artificial insemination (AI)
Cryopreservation- egg, sperm and embryo banking
Sex determination
In vitro fertilization (IVF) and intracytoplasmic sperm injection (ICSI)
Preimplantation genetic diagnostics (PGD)
Omics in reproductive medicine
Animal biotechnology. Topic 5. Cloning Reproductive cloning:
Embryos and biotechnology
Reproductive and therapeutic cloning
History of cloning
Embryo splitting
Somatic cell nuclear transfer (SCNT) Dolly
Problems and difficulties
Cloning of endangered and extinct species
Therapeutic cloning:
Regenerative medicine and therapeutic cloning
Stem cells
Adult stem cells
Embryonic stem (ES) cells
Somatic cell nuclear transfer (SCNT) stem cells
Induced pluripotent stem cells (iPS cells)
Applications in regenerative medicine, disease modeling and drug discovery
Animal biotechnology. Topic 6. Non-targeted transgenesis Physiological, pathological and induced models
Forward versus reverse genetics
Non-targeted transgenesis
Pronuclear injection (PNI)
Viral transgenesis
Sperm-mediated transgenesis
Animal biotechnology. Topic 7. Targeted transgenesis Gene targeting
Mouse embryonic stem (ES) cells
Homologous recombination
Positive and negative selection of ES cell clones
Typical gene targeting experiment
Blastocyst injection
Chimera production and breeding
YAC transgenes
Knock out (KO) and Knock in (KI)
Conditional strategies
Cre/loxP recombination system
Flp/Frt system
Inducible strategies
Cre-ERT system
TetOn/TetOff systems
Reporter mouse
RNAi
Animal biotechnology. Topic 8. Applications in transgenic livestock Transgenic livestock
Methodologies
Pharming (biopharming)
Applications in agriculture: enhanced nutrition, reduced environmental impact, enhanced milk,
enhanced growth rates and carcass composition, improved disease resistance, improved reproductive performance and fecundity, improved hair and fiber
Risks and conclusions
Animal Topic 9 Transgenesis and pathology
Non-targeted transgenesis and HER2 TG mice in breast cancer
Targeted transgenesis, colon stem cells and colon cancer
Lineage tracing in KI mice
Aging
Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS)

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
1 0 1
Sessió Magistral
A5
A11
25 53 78
Seminaris
A5
A11
10 20 30
Pràctiques a laboratoris
A5
B5
20 16 36
Atenció personalitzada
5 0 5
 
 
(*) 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 Introducció dels continguts i organització assignatura
Sessió Magistral Desenvolupament dels continguts teòrics de l'assignatura
Seminaris Seminaris teòrics-pràctics sobre aspectes relacionats amb l'assignatura per professionals del sector
Pràctiques a laboratoris Realització d'activitats pràctiques al laboratori relacionats amb el contingut de l'assignatura
Atenció personalitzada Ressolució de dubtes tèorico pràctics fora de l'aula

Atenció personalitzada
Descripció
Appointments previously confirmed by e-mail: Sirle Laos: sirle.laos@urv.cat

Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Seminaris
A5
A11
Attendance at seminars and testing its content (short answer questions)
Animal biotechnology seminars: 5%
Plant biotechnology seminars: 5%
10%
Pràctiques a laboratoris
A5
B5
Evaluation of laboratory practise reports
Animal laboratory practice: 5%
Plant laboratory practice: 5%
10%
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Qualifier: Exam of plant biotechnology Weight: 30% (minimum grade to pass 4)

Qualifier: Exam of animal biotechnology Weight: 50% (minimum grade to pass 4)

Qualifier: Seminars in plant biotechnology Weight: 5% (obligatory presence)

Qualifier: Seminars in animal biotechnology Weight: 5% (obligatory presence)

Qualifier: Laboratory practice_ plant Weight: 5% (obligatory presence)

Qualifier: Laboratory practice_ animal Weight: 5% (obligatory presence)


Fonts d'informació

Bàsica Adrian Slater, Nigel Scott and Marl Fowler, Plant Biotechnology. The genetic manipulatio of plants, OXFORD UNIVERSITY PRESS, 2003
C. al Stewart, Plant Biotechnology and Genetics. Principles, techniques and applications, WILLEY, 2007
M.M.Ranga, Animal Biotechnology, Agrobios, 2007

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