ASIGNATURA

BIOTECNOLOGÍA BÁSICA

Máster Universitario en

INVESTIGACIÓN EN CIENCIAS

Universidad de Alcalá

Curso Académico 2017/18

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GUÍA DOCENTE

Nombre de la asignatura: Biotecnología Aplicada

Código: 202231

Titulación en la que se imparte: Máster Universitario en Investigación en Ciencias Departamento: Ciencias de la Vida / Biomedicina y Biotecnología Áreas de Conocimiento: Fisiología Vegetal / Genética / Microbiología / Biología Celular

Carácter: Obligatoria Créditos ECTS:4

Curso y cuatrimestre: Segundo cuatrimestre Coordinación: Alfredo Guéra Antolín/ José Ramón de Lucas García Profesorado: Alfredo Guéra Antolín / Mª Dolores Abarca Sanchis / Juan González Triguero / Yolanda Loarce Tejada / José Luis Copa Patiño/Juana Rodríguez Bullido/ José Ramón de Lucas García/ Mar Royuela García

Horario de Tutoría: Se concertarán citas de forma individual entre el profesor y el alumno.

Idioma en el que se imparte: Español

1. PRESENTACIÓN

Podríamos definir Tecnología, en un sentido amplio, como el conjunto de conocimientos, operaciones y procesos destinados a obtener productos que satisfagan las necesidades de los seres humanos. La fuente última, a partir de la cual se van a obtener estos productos, son los recursos naturales. La tecnología surge en el paleolítico con la fabricación de las primeras armas y herramientas. En el neolítico, la humanidad comenzó a explotar de forma planificada y dirigida los recursos naturales, tanto los biológicos como los geológicos. De esa planificación dirigida a la producción estable de alimentos, surgieron la agricultura y la ganadería y con ellas las primeras civilizaciones. Si definimos a la Biotecnología como aquella parte de la Tecnología que toma como fuente de recursos a los organismos vivos, tanto la agricultura como la ganadería serían las primeras actividades biotecnológicas que realizaron los seres humanos. Así, la creación de nuevas razas de animales y nuevas variedades de plantas, junto con la utilización de procesos de fermentación en la fabricación del pan, del vino, del vinagre y la cerveza, etc, serían algunos de los primeros logros biotecnológicos de la humanidad. Estos logros se realizaron de forma intuitiva, sin conocer las bases científicas que los permitían. Actualmente, el conocimiento aportado por la Ciencia permite una base más sólida, eficaz y rápida para desarrollar aplicaciones nuevas derivadas de los seres vivos: bioelectricidad, mejora de los cultivos vegetales o de la producción animal, biorremediación, biominería, producción de biocombustibles, vacunas, anticuerpos, desarrollo de nuevos fármacos y nuevos materiales, etc. La exploración, caracterización y posterior uso de estos recursos se sustenta en el conocimiento de las bases metabólicas, fisiológicas y moleculares que determinan la producción. A

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partir de esta información, nuevos organismos podrán ser utilizados directamente en algún proceso biotecnológico concreto o bien como fuente de nuevos genes de interés. El objetivo general de la asignatura “Biotecnología básica” es que el alumno obtenga una visión global acerca de los métodos y herramientas básicos para manipular el desarrollo de los seres vivos, su genoma y la producción de sustancias en sistemas biológicos.

Prerrequisitos y Recomendaciones (si es pertinente): Se requieren conocimientos en Biología Molecular, Genética, Fisiología Vegetal, Fisiología Animal y Microbiología, así como un nivel de inglés adecuado para la lectura y comprensión de artículos científicos.

2. COMPETENCIAS Competencias genéricas:

1. Conocer y manejar las principales fuentes de información científica, siendo capaces de buscar información relevante a través de Internet, de las bases de datos bibliográficas y de la lectura crítica de trabajos científicos, conociendo los temas de importancia y la bibliografía especializada en el campo de las ciencias.

2. Adquirir las habilidades de aprendizaje que permitan a los estudiantes continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

3. Adquirir los conocimientos necesarios para identificar y definir problemas científicos concretos de interés en el ámbito de las ciencias, así como para ubicar los resultados de una investigación dentro del acervo científico existente.

4. Ser capaces de aplicar los conocimientos y la capacidad de resolución de problemas adquiridos en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

5. Entender y saber aplicar las técnicas de campo y de laboratorio (instrumentales, informáticas y estadísticas) adecuadas para la resolución de problemas concretos en la investigación en ciencias.

6. Adquirir la capacidad de trabajo en equipo y así como habilidades de interacción humana.

7. Ser capaces de integrar los conocimientos de la asignatura concreta en el contexto de la actividad científica general.

8. Adquirir la capacidad de presentar un trabajo de investigación por escrito o de forma oral.

9. Ser capaces de emplear por lo menos un idioma extranjero, preferentemente el inglés, como medio de comunicación oral y escrita en el seno de la comunidad científica internacional.

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Competencias específicas:

1. Conocer y ser capaces de utilizar las principales bases de datos moleculares y bibliográficos para documentar y diseñar un abordaje experimental en biología funcional.

2. Conocer la metodología para el cultivo in vitro y su utilización para la producción de metabolitos, la obtención, selección y regeneración de organismos modificados genéticamente y la manipulación transitoria de la expresión génica.

3. Conocer las técnicas básicas de ingeniería genética, análisis enzimático y análisis de expresión génica, así como los vectores para la obtención de organismos transgénicos.

4. Conocer y ser capaces de utilizar los principales recursos bioinformáticos para realizar estudios funcionales in silico y analizar resultados de estudios de expresión génica a gran escala.

5. Conocer la normativa internacional en materia de biotecnología.

3. CONTENIDOS

Bloques de contenido (se pueden especificarlos temas si se considera necesario)

Total de clases, créditos u horas

Introducción • 1 h Clases magistrales

Bloque 1: Técnicas de cultivo, producción y análisis • 8 h Clases magistrales

• 8 h Seminarios

Bloque 2: Técnicas de manipulación genética • 8 h Clases magistrales

• 7 h Seminarios

Programa detallado de contenidos Introducción 1. La Biotecnología. Bloque 1.- Técnicas de cultivo, producción y análisis 2. Cultivos microbianos. 3. Cultivo in vitro de plantas. 4. Producción de metabolitos en cultivos vegetales. 5. Cultivo de células animales. 6. Técnicas instrumentales aplicadas a la Biotecnología.

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Bloque 2- Técnicas de manipulación genética 7. Manipulación genética de microorganismos procariotas. 8. Manipulación genética de hongos. 9. Manipulación genética de plantas. 10. Manipulación genética de células animales. 11. Biotecnología y bioseguridad.

Cronograma

Cronograma (Optativo)

Semana / Sesión

Contenido

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4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS

4.1. Distribución de créditos(especificar en horas)

Número de horas presenciales: 32

Número de horas del trabajo propio del estudiante:

68

Total horas 100

4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos

Actividades presenciales

- Clases magistrales teóricas:

Consistirán en la explicación de las bases teóricas por parte del profesor mediante exposición oral con apoyo de medios audiovisuales.

- Seminarios impartidos por alumnos:

Consistirán en la preparación por parte de los alumnos de presentaciones y exposiciones orales basadas en artículos científicos relacionados con los contenidos teóricos y/o la resolución de problemas biotecnológicos concretos planteados por el profesor.

Actividades no presenciales Elaboración de un proyecto de biotecnología aplicada, que se presentará y discutirá en un seminario.

Tutorías Los alumnos recibirán atención personalizada

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tanto presencial como on-line para solventar dudas y recibir orientaciónpara el aprendizaje de la asignatura.

5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación1

PROCEDIMIENTO

El estudiante dispondrá de dos convocatorias por matrícula: una ordinaria y otra extraordinaria.

En la convocatoria ordinaria habrá un examen obligatorio para todos los alumnos (puntuable de 0 a 10) que supondrá hasta un 60% de la nota final. El 40% restante corresponderá a la calificación obtenida por el alumno en los seminarios, así como el juicio que haya merecido a los profesores su participación en las clases: se valorará sobre todo el grado de comprensión de los temas que revelen sus aportaciones durante las discusiones sobre los artículos y casos prácticos tratados en los seminarios.

La convocatoria extraordinaria será exclusivamente para aquellos alumnos que no hayan superado la ordinaria, se hará en las fechas fijadas por la comisión docente del máster y su nota vendrá dada en su totalidad por un examen final.

Criterios de evaluación

La asignatura se evaluará en base al grado de adquisición de las competencias generales y específicas indicadas en apartados anteriores. Se tendrá en consideración:

- Capacidad de delimitación, síntesis y estructuración de los conocimientos adquiridos.

- Capacidad de análisis crítico y de síntesis de la información científica.

- Capacidad para proponer y discutir proyectos biotecnológicos

-Calidad en la expresión y comunicación oral y escrita.

Calificación

1Es importante señalar los procedimientos de evaluación: por ejemplo evaluación continua, final, autoevaluación, co-evaluación. Instrumentos y evidencias: trabajos, actividades. Criterios o indicadores que se van a valorar en relación a las competencias: dominio de conocimientos conceptuales, aplicación, transferencia conocimientos. Para el sistema de calificación hay que recordar la Normativa del Consejo de Gobierno del 16 de Julio de 2009: la calificación de la evaluación continua representará, al menos, el 60%. Se puede elevar este % en la guía.

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Las calificaciones se asignarán siguiendo los criterios indicados en el R.D. 1125/2003 que regula el Suplemento al Título. Se expresarán como notas numéricas con un decimal y una calificación cualitativa:

- 0,0 - 4,9 SUSPENSO (SS)

- 5,0 - 6,9 APROBADO (AP)

- 7,0- 8,9 NOTABLE (NT)

- 9,0 – 10 SOBRESALIENTE (SB)

- 9,0 – 10 MATRÍCULA DE HONOR

(limitada al 5% de los alumnos matriculados)

6. BIBLIOGRAFÍA

Bibliografía Básica Altman, A., Hasegawa, P. M. 2011. Plant biotechnology and agriculture: prospects for the 21st century. Academic Press. USA. An, Z. 2005. Hanbook of Industrial Micology. Marcel Dekker, New York, USA. Ashihara, H., Crozier, A., Komamine, A. 2011. Plant metabolism and biotechnology. John Wiley & Sons. Reino Unido. Baltz, RH., Davis, J., Demain, AL. 2010. Manual of Industrial Microbiology and Biotechnology. ASM Press. USA. Bennett JW. , Lasure LL. 1991. More Gene Manipulations in Fungi. Academic Press, Inc, San Diego, USA. Bodega, G. 2015. Métodos en Biociencias. Dextra editorial. Madrid. Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L. 2015. Biochemistry and molecular biology of plants (2nd edition). American Society of Plant Physiologists. USA. Dewick, P.M. 2009. Medicinal natural products (3rd edition). Wiley & sons. Chichester U.K. Hodson, M.J., Bryant J.A. 2012. Functional Biology of Plants. Wiley & Blackwell eds. USA Kirakosyan, A. 2009. Recent advances in plant biotechnology Springer. USA. Kole, C. Michler, C.H. Abbott, A. G., Hall, T.C. 2009. Transgenic crop plants v. 1 Principles and development. Springer. Alemania. Kole, C., Michler, C.H., Abbott, A.G., Hall, T.C. 2009. Transgenic crop plants v. 2 Utilization and biosafety. Springer. Alemania.

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Neumann, K.-H., Kumar, A., Imani, J. 2009. Plant cell and tissue culture: a tool in biotechnology: basics and application. Springer. Alemania. Okafor, N. 2007. Modern Industrial Microbiology and Biotechnology. CRC Press. Boca Raton, USA. Peberdy, JF., Caten, CE., Ogden, JE., Bennet, JW. 1990. Applied Molecular Genetics of Fungi., Cambridge University Press, Cambridge United Kingdom. Slater, A. et al. 2008. Plant biotechnology: the genetic manipulation of plants. Oxford University Press. Reino Unido. Taiz, L., Zeiger E., Møller, I.M., Murphy, A. 2015. Plant physiology and Development. Sinauer Ass. Inc., Massachusetts. 6th Ed. Wink, M. 2010. Biochemistry of plant secondary metabolism. Wiley-Blackwell. Reino Unido. Publicaciones periódicas:

Current opinion in Biotechnology Nature reviews in drug discovery Nature Biotechnology Plant Biotechnology Journal Trends in Biotechnology

A lo largo del curso se darán referencias de artículos de investigación y revisiones que traten temas más específicos de cada lección, así como los de aquéllos que habrán de discutirse durante los seminarios.