MF1740_3 Análisis de Biología Molecular en Muestras Biológicas

OBJETIVOS

En el ámbito de agraria, es necesario conocer los diferentes campos de la realización de procedimientos experimentales con animales para investigación y otros fines científicos, dentro del área profesional ganadería. Así, con el presente curso se pretende aportar los conocimientos necesarios para realizar análisis de biología molecular en muestras biológicas.

CONTENIDOS

MÓDULO 1. Análisis de Biología Molecular en Muestras Biológicas

UNIDAD FORMATIVA 1. TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE ADN, ARN Y PROTEÍNAS DE MUESTRAS BIOLÓGICAS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. OBTENCIÓN, MANIPULACIÓN Y PROCESAMIENTO DE MUESTRAS BIOLÓGICAS PARA ANÁLISIS DE ADN, ARN Y PROTEÍNAS

1. Tipos de muestras para análisis de ADN, ARN y proteínas
2. - Extracción de ADN (a partir de sangre, tejidos o células en cultivo, células bucales, etc...)
3. - Extracción de ARN (mediante tiocianato de guanidina, urea-cloruro de lítio, purificación de poli(A)-ARN,
4. Determinación analítica. Perfil analítico. Cartera de servicios
5. - Determinación de ácidos nucleicos
6. - Separación analítica y preparativa del ADN (electroforesis analítica, geles de agarosa, etc...)
7. Errores más comunes en la manipulación de las muestras
8. - Identificación y etiquetado de las muestras
9. - Contaminación (por RNAsas, DNA, etc...)
10. - Degradación enzimática
11. Características generales de la obtención y procesamiento de muestras para análisis de ADN, ARN y proteínas
12. - Obtención de ADN y ARN a partir de tejidos líquidos (anticoagular)
13. - Inhibidores RNAsas
14. Prevención de riesgos en la obtención, manipulación y procesamiento de muestras biológicas
15. - Recepción o toma de muestras. Medidas preventivas
16. - Precauciones generales relativas al laboratorio
17. - Precauciones durante el desarrollo del trabajo
18. - Reglas de higiene personal

UNIDAD DIDÁCTICA 2. CONSERVACIÓN Y TRANSPORTE DE MUESTRAS BIOLÓGICAS PARA ANÁLISIS DE ADN, ARN Y PROTEÍNAS

1. Etiquetado e identificación de las muestras
2. Sistemas y formatos de archivos. Sistemas de almacenamiento
3. Equipos de almacenamiento (-20ºC, - 80º C)
4. Transporte de muestras (ADN: descongeladas, tubos estabilizadores ARN, tiempo de transporte recomendado 72 horas. ARN, congelado mediante agentes crioprotectores y con inhibidores de ARNAsas)
5. Prevención de riesgos en la conservación y transporte de muestras biológicas
6. - Precauciones durante el desarrollo del trabajo
7. - Reglas de higiene personal
8. - Almacenamiento de muestras biológicas. Zonas de acceso restringido. Contenedores específicos. Manejo con EPIs
9. - Transporte de material biológico. Sistema básico de embalaje. Identificación

UNIDAD DIDÁCTICA 3. BIOLOGÍA MOLECULAR: ADN, ARN Y PROTEÍNAS

1. Composición molecular, estructura y función de los ácidos nucleicos
2. - Composición química y estructura de los ácidos nucleicos: Nucleótidos de importancia biológica y Factores que estabilizan la doble hélice
3. - Funciones de los ácidos nucleicos
4. Descripción de las enzimas asociadas a los ácidos nucleicos
5. - Endonucleasas (Tipo 1 y 2)
6. - Polimerasas
7. - Ligasas
8. - Nucleasas
9. - Fosfatasas
10. - Quinasas
11. - ARNasas
12. Replicación del ADN
13. - Modo semiconservativo
14. - Horqueta de replicación
15. - Enzimas que intervienen en el proceso
16. - Molécula accesoria: Iniciador
17. Transcripción del ADN y su control
18. - Proceso: Cadena molde o antisentido. ARNm o transcripto primario. Enzima que dirige: polimerasa de ARN
19. - Modificaciones postranscripcionales
20. Mecanismos de reparación del ADN
21. - Agentes genotóxicos y mecanismos de reparación del DNA
22. - Reparación de dímeros de pirimidinas mediante fotoreactivación
23. - Remoción de grupos metilo
24. - Bases mal apareadas
25. - Metilación del DNA
26. - Reparación del DNA durante o después de su replicación
27. - Reparación de cortes en ambas cadenas del DNA
28. - Sistemas De reparación de DNA: NER (Nucleotide Excision Repair)
29. - Mecanismos de reparación de DNA: BER (Base escisión Repair)
30. Mutaciones del ADN, alteraciones en las proteínas que sintetizan y enfermedades asociadas
31. - Alteraciones que puede sufrir el ADN: Mismatch (mal apareamiento), Desaminación, Pérdida de bases, Unión covalente entre bases de la misma cadena, Unión de grupos alquilo, Ruptura de simple cadena (nick) y Ruptura de doble cadena
32. - Alteraciones en las proteínas que se sintetizan y enfermedades asociadas. Desnaturalización
33. Estructura y función de las proteínas
34. - Aminoácidos y neurotransmisores
35. - Enlaces peptídicos, oligopeptidos y polipeptidos
36. - Estructura primaria, secundaria , terciaría y cuaternaria
37. - Funciones de las proteínas: estructural, reguladora, de transporte, de reserva, enzimática, mensajera y de receptores químicos
38. Transcripción y traducción
39. - Moléculas implicadas en la transcripción y traducción de las proteínas
40. - Fases de la transcripción de las proteínas
41. - Fases de la traducción de las proteínas
42. - Regulación de la transcripción y traducción
43. Síntesis y modificación de las proteínas
44. - Moléculas implicadas en la síntesis y traducción de las proteínas
45. - Fases de la síntesis de las proteínas
46. - Fases de la modificación de las proteínas
47. - Regulación de la síntesis y modificación de las proteínas
48. Alteraciones conformacionales de las proteínas
49. - Serpinopatías
50. - Proteínas priónicas
51. - Neuroserpinas
52. - Hemoglobina
53. - Repeticiones de glutamato
54. - Proteína Tau
55. - Inmunoglobulinas cadenas ligeras
56. - Proteína CFRT Péptido B-amiloide
57. - Superóxido dismutasa
58. - B2 microglobulina

UNIDAD DIDÁCTICA 4. METODOLOGÍA APLICADA A LA SEPARACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS

1. Electroforesis
2. - Tipos de electroforesis: unidimensionales, bidimensionales y técnicas relacionadas
3. - Separación electroforética de las proteínas séricas. Patrones de normalidad y de alteración
4. - Características del material y de los reactivos. Averías o disfunciones
5. Técnicas cromatográficas
6. - Características de los equipos. Condiciones de uso y mantenimiento
7. - Calibración. Averías o disfunciones
8. - Características del material y de los reactivos
9. Técnicas de inmunodetección
10. - Inmunocitoquímica
11. - Western blot
12. - Inmunoprecipitación
13. - Co-inmunoprecipitación
14. - Pull-down
15. - TUNEL
16. Espectrometría de masas
17. - Fundamento y aplicaciones
18. - Características de los equipos
19. - Condiciones de uso y mantenimiento. Calibración. Averías o disfunciones
20. - Características del material y de los reactivos
21. Tecnología de microarrays y chips de proteínas
22. - Microarrays de ADN: Diseño de un microarrays de ADN. Tipos
23. - Microarrays de Proteínas: Diseño de un microarrays de proteínas. Tipos
24. - Microarrays de Carbohidratos: Diseño de microarrays de carbohidratos. Aplicaciones
25. - Microarrays de Células
26. - Microarrays de Tejidos
27. - Perspectivas de mercado de los microarrays y biochips en el área de salud humana
28. Bioinformática. Bases de datos de proteómica
29. - Genómica funcional
30. - Relación entre la biología y la informática
31. - Biochips
32. - Bioinformática
33. - Bibliografía

UNIDAD FORMATIVA 2. ANÁLISIS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. METODOLOGÍA APLICADA AL ANÁLISIS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

1. Extracción. Purificación y análisis espectroscópico y electroforético de ácidos nucleicos
2. - Material y métodos
3. Amplificación de ADN mediante PCR y variantes
4. - El ADN
5. - Los enzimas
6. - Los nucleótidos
7. - Los cebadores
8. - Limitaciones y problemas de la PCR (tamaño secuencias limitado, PCR previa, contaminación, inespecifidad de cebadores, etc...)
9. Electroforesis y técnicas relacionadas
10. - Factores que afectan a la movilidad del ADN en el gel (masa molecular, voltaje, composición de las bases, temperatura, solución amortiguadora, etc...)
11. - Tipos de electroforesis: PFGE (Pulsed Field Gel Electroforesis), OFAGE (Orthogonal Field Alternative Gel), FIGF (Field Inversion Gel Electroforesis), CHEF (Contour Clamped Homogeneus Electric Field), Electroforesis preparative
12. - Aplicaciones: Análisis comparativos de patrones de restricción cromosómicos, construcción de mapas cromosómicos, topología y tamaño de cromosomas, análisis de elementos extracromosómicos
13. Hibridación de ácidos nucleicos
14. - Factores que influyen en la hibridación
15. - Composición de las bases
16. - Concentración de ADN/ARN y tiempos Cot y Rot
17. - Concentración y tamaño de la sonda
18. - Concentración ADN diana
19. - Desnaturalización del ADN diana y fijación a un soporte
20. - Marcaje de una sonda monocadena
21. - Hibridación: mezcla y renaturalización
22. - Detección de los híbridos
23. - Medio de reacción
24. - Polímeros inertes
25. - Tiempos de hibridación y mecanismos de detección
26. - Tipos de hibridación (soporte sólido, en fase líquida, in situ, in situ sobre cromosomas, in situ de bacterias para clonaje)
27. Análisis de fragmentos de ADN
28. - Método Southerm
29. - Métodos de transferencia (por capilaridad, por vacío, electroforético)
30. - Aplicaciones del Método Southerm
31. - Mapas de restricción
32. - Detección de polimorfismos (RFLP, VNTR, STR) y deleciones
33. Secuenciación
34. - Secuenciación química, método de Maxam y Gilbert
35. - Secuenciación enzimática, método de Sanger o de los dideoxinucleótidos
36. - Tipos de secuenciaciones enzimáticas (Cíclica, múltiple, automática, quimioluminiscente)
37. Tecnología de microarrays y chips de ácidos nucléicos
38. - Utilidad: analizar el genoma completo de un organismo
39. - Fundamento: hibridación con sondas
40. - Soporte: placas microtitulación o membranas de blotting
41. - Fabricación: pueden ser creados en el laboratorio o usando robótica : Macroarray: señales > 300 micras y Microarray: pocillos < 200 micras
42. Aplicaciones: identificación de secuencias (genes, Mutaciones), determinación del nivel de expresión génica, descubrimiento de genes, diagnóstico de enfermedades, Farmacogenómica: desarrollo de Fármacos y Toxicogenómica: investigación Toxicológica
43. Bioinformática. Bases de datos de genómica
44. - Introducción a la Bioinformática
45. - Consulta de Bases de datos en biología molecular
46. - Alineamiento de secuencias
47. - Predicción de genes
48. - Introducción a los microarrays de DNA

UNIDAD DIDÁCTICA 2. PRINCIPIOS GENERALES DE ENFERMEDADES DE BASE GENÉTICA

1. Genoma: células, cromosomas y genes
2. - Definición de genoma, gen y cromosoma
3. - Organización, estabilización y localización del genoma
4. Estructura y función de los genes y cromosomas
5. - Estructura del ADN
6. - Estructura del ARN
7. - El código genético
8. - Secuencias codificantes versus no codificantes
9. Bases cromosómicas de la enfermedad
10. - Citogenética. El cariotipo normal en los roedores de laboratorio
11. - Anomalías del número de cromosomas (Heteroploidías)
12. - Anomalías de la estructura de los cromosomas
13. Herencia y enfermedad: enfermedades monogénicas, patrones de herencia, enfermedades poligénicas. Susceptibilidad genética
14. - Genético
15. - Congénito
16. - Hereditario
17. Genética de las enfermedades comunes
18. - Modelos provenientes de mutaciones espontáneas o inducidas
19. - Modelos generados por transgénesis
20. - Modelos generados in Vitro por manipulación de células ES
21. - Modelos generados por transgénesis condicional
22. Genética de la reproducción y del diagnóstico prenatal
23. - Modelos animales del desarrollo embrionario
24. - Diagnóstico prenatal rápido de aberraciones cromosómicas por PCR
25. - Diagnóstico citogenético
26. - Diagnóstico prenatal de enfermedades hereditarias
27. Diagnóstico en medicina legal y forense
28. - VNTR
29. - STR
30. Modelos animales de enfermedad de base genética
31. - Modelos murinos de enfermedades hereditarias simples (mendelianas): Desórdenes de la visión, de la audición, neurológicos y neuromusculares. Enfermedades de los huesos y cartílagos, de la piel y el pelo, hematológicas, inmunodeficiencias y metabólicas
32. - Modelos murinos de enfermedades hereditarias complejas (multigénicas): Cáncer, obesidad, diabetes, etc