Contenidos en clases teóricas (3 créditos):

Las páginas y comentarios específicos se añadirán progresivamente durante el curso, señalándolos con 

Recordatorio de conocimientos previos

Estructura de bases nitrogenadas, nucleósidos y nucleótidos (se estudia en la Bioquímica de 2.º)

Libro de texto: cap. 2 y 3

No se explicará en clase, pero es necesario dominarlo para seguir la asignatura.

Tema 1: Introducción.

Concepto y objetivos de la Biología Molecular. Situación actual y perspectivas. Su relación con la Ingeniería Genética.

Presentación de la asignatura el primer día del curso.

I . Estructura molecular del material genético

Tema 2: Estructura primaria de los ácidos nucleicos.

Aspectos generales. Estructura primaria. Formas de representación lineal. Dos tipos de ácidos nucleicos según su composición. Propiedades fisicoquímicas de los ácidos nucleicos.

Libro de texto: partes del cap. 1 (1.1, 1.2 sin figuras, 1.3.1, 1.3.3) y todo el cap. 4
Errata en pág.34 del libro, apdo. 4.5.1: el pK_a del fosfato en DNA y RNA no es próximo a 6, sino a 2.

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Los experimentos de Avery y de Hershey (figs. en 1.2) no se estudiarán en detalle, aunque es interesante su lectura.

Tamaño del genoma: comparación de los cromosomas humanos

Para discusión: noticia "El genoma de los aborígenes australianos": El Mundo, 23 sep. 2011 versión web

Nomenclatura y abreviaturas de bases, nucleósidos y nucleótidos: (recomendaciones de IUPAC e IUB)

Material complementario:

• Guía en "DNA from the beginning", secc. 15 y 17.

Tema 3: Estructura secundaria del DNA.

Proporción de bases nitrogenadas: reglas de Chargaff. Modelo de Watson y Crick: forma B del DNA.

Libro de texto: cap. 5
Interpretación poco correcta en el libro, pág.48: las fuerzas de apilamiento no son "fuerzas hidrofóbicas", sino fuerzas de van der Waals. El "efecto hidrófobo" coincide con las interacciones (o carecia de ellas) de partes de la molécula con el agua. Figura corregida:

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario (DNA):

• Modelos moleculares, en Biomodel-1.
• ¿Por qué se forman hélices en las macromoléculas? Modelo en Biomodel-5.
• Modelos de hélice dextrorsa y sinistrorsa, en Biomodel-5.
• Guía en "DNA from the beginning", secc. 19.
• En 2003 se cumplió el quincuagésimo aniversario del artículo de Watson y Crick. Puedes visitar la página conmemorativa de la revista Nature: 
• Traducción al español del artículo original: 
• Imágenes en internet: 

Tema 4: Variaciones en la estructura del DNA.

Variantes en doble hebra: formas A y Z. Variantes locales de la estructura secundaria del B-DNA. Motivos estructurales responsables de la unión del DNA con proteínas.

Libro de texto: cap. 6
Erratas en pág.52 , pág.52  y pág.58 del libro.

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario (DNA y DNA-proteínas):

• modelos moleculares, en Biomodel-1

Tema 5: Estructuras de orden superior de DNA y RNA.

Superenrollamiento del DNA. Estructura de los RNA. Los ribosomas. Condensación del DNA en eucariotas.

Libro de texto: cap. 7 y 8.1, excepto 7.1.2 y 7.3.3
Errata en pág.72  del libro. Errata en pág.76  del libro.

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• 5A) Superenrollamiento: sección "Estudio de los ácidos nucleicos" en Biomodel.
• 5B) RNA: modelos moleculares, en Biomodel-1.
  Guía en "DNA from the beginning", secc. 21
  Problema de estructura del tRNA: 
  Imágenes en internet: 
  Estructuras diversas de los RNA:
• 5C) Ribosomas: modelos tridimensionales en Biomodel-5 y Biomodel-1
• 5D) DNA eucariótico: modelo tridimensional del nucleosoma en Biomodel-1
  Guía en "DNA from the beginning", secc.29
  DNA e histonas - humor: 
  Imágenes en internet: 

Tema 6: Preparación y análisis del DNA genómico.

Extracción de ácidos nucleicos por solubilidad en fases inmiscibles. Purificación por precipitación salina diferencial. Fraccionamiento de ácidos nucleicos: ultracentrifugación y electroforesis.

Libro de texto: cap. 11.8, 11.9 y 11.12 (complementado con 11.3.1.1 y 11.3.1.2)
Posible errata en pág.134  del libro.

En parte se estudiará en prácticas, donde se aplica.

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• Extrae tu DNA en casa:
• 
  (corto de vídeo; fíjate en especial en la precipitación del DNA en fibras mediante el alcohol) Autor: Dr. Hsien-Hsien Lei; página original
• Otros cortos de extracción casera de DNA
• Purificación de DNA y RNA: (Univ.Paris VI) (en francés)
• Técnicas modernas de extracción de ácidos nucleicos: películas y
• Electroforesis: en Biomodel, sección "Estudio de los ácidos nucleicos"
  • en especial, animación n.º 2
  • comportamiento de los plásmidos en electroforesis

II . Transmisión de la información genética y tecnologías relacionadas

Tema 7: Replicación del DNA.

Características generales de la replicación. Enzimología de la replicación. Etapas en el proceso de replicación.

Libro de texto: cap. 12,
Excepto 2º a 4º párrafos de apdo. 12.2.4.2 y apdo. 12.2.5 (p. 148-149)
Sólo brevemente apdos. 12.3.1.1 y 1.2
Excepto 2ª fig. de apdo. 12.3.2.3 (mecanismo de las ligasas)
Excepto 12.3.3.3, 3.4 y 3.5 (telomerasas)
Excepto 12.4 (replicación mitocondrial)

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Replicación.
  o en esquemas animados, en la secc.D de Biomodel
• Guía en "DNA from the beginning", secc.20
• Animaciones:
  • Replicación: origen, bidireccional, semidiscontinua (Lodish)
  • Replicación coordinada de las dos hebras y mecanismo con bucle para la retardada (Lodish)
• Imágenes del replisoma:
• Animaciones del replisoma: ¡muy buenas!
  • 
    Avance de la replicación, con especial atención a la hebra retardada.
  • Avance de la replicación en ambas hebras, en 3D: (Biomodel) o bien (YouTube)
• Reseña de T. Okazaki:
• Ejercicios de autoevaluación en “El Proyecto Biológico” (corresponden a este tema los n.^os 2 a 6):

Tema 8: Hibridación de ácidos nucleicos.

Introducción: desnaturalización y renaturalización del DNA. Análisis molecular de la hibridación. Métodos de ensayos de hibridación: en fase líquida, en soporte sólido e in situ.

Libro de texto: cap. 13, excepto apdos. 13.2.2.1, 13.3.1, 13.3.4

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• BioROM > Índice por contenidos > Biotecnología > Hibridación.
• Imágenes en internet: 

Tema 9: Clonación.

Introducción general. Amplificación in vitro del DNA: reacción en cadena de la polimerasa o PCR. Clonación celular: tecnología del DNA recombinante. Enzimas de restricción. Clonación celular de moléculas de DNA. Genotecas.

Libro de texto: cap. 15 y 16
Del cap.15, apdos. 15.1 a 15.2.2 y 15.2.5.6
Del cap.16, todo excepto 16.1.2.2, 16.2.1.2, fig.p.210, 16.3

En parte se estudiará en prácticas, donde se aplica.

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• Imágenes en internet: 
• BioROM > Índice por contenidos > Biotecnología > PCR.
• BioROM > Índice por contenidos > Biotecnología > Clonación.
• Plásmidos en electroforesis (en Biomodel, sección "Estudio de los ácidos nucleicos"):
• Clonación usando un plásmido (Lodish)
• PCR (Lodish); PCR (DNA Learning Center); la canción de la PCR (BioRad)

III . Expresión génica

Tema 10: Transcripción.

Introducción: conceptos generales. Enzimología de la transcripción: mecanismo de la reacción. Transcripción en eucariotas: diferencias con procariotas. Etapas en el proceso de transcripción. Inhibidores de la transcripción.

Libro de texto: cap. 19, excepto 19.1.2.3, 19.3.5, 19.4.1.4 parte de procariotas, 19.4.3.1, 19.5
Erratas en el libro: pág.257 (puede que falte una elipse) y en pág.259  (estructura de cumermicina).

Material de refuerzo usado en la presentación en clase ^(Nota):

Material complementario:

• Esquemas animados, en la secc.D de Biomodel o en
  BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Transcripción > Transcripción.
• Formación del complejo de inicio; inicio, elongación y terminación. (Virtual Cell Animation Collection, North Dakota State University)  
  Versión con subtítulos en español:
• Ejercicios de autoevaluación en “El Proyecto Biológico” (corresponde a este tema el n.^o 15):

Tema 11: Control de la expresión génica

Introducción general a la regulación de la expresión génica. Control pretranscripcional. Regulación genética de la transcripción. Regulación epigenética.

Libro de texto: cap. 20
Del apdo. 20.2: sólo la presentación en p.263 y la acetilación de histonas, en p.264 [no los apdos. a), b) y c) ].
El resto completo, excepto apdos. 20.3.3.5, 20.3.4, 20.4.1, 20.4.2 y 20.4.3

Material complementario:

• BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Transcripción > Regulación.
• Transcripción regulada. (Virtual Cell Animation Collection, North Dakota State University)
• Ayuda con el concepto de secuencia consenso: 
• Tarea de estudio: haz una tabla donde resumas todos los factores de transcripción, indicando su nombre, si son de inicio, de elongación o de terminación, con qué polimerasa actúan, cuál es su papel.

Tema 12: Maduración del RNA o procesamiento postranscripcional.

Introducción. Características diferenciales de la maduración. Procesamiento del RNA mensajero. Procesamiento de los RNA ribosómico y de transferencia. Regulación postranscripcional y pretraduccional de la expresión génica.

Libro de texto: cap. 21, excepto la del RNA mitocondrial (21.5)

Material complementario:

• BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Postranscripcional.
  o en esquemas animados, en la secc.D de Biomodel (incluidos en BioROM)
• Maduración del RNA mensajero: caperuza y cola; ayuste. (Virtual Cell Animation Collection, North Dakota State University)
• Artículo de revisión del ayuste en Investigación y Ciencia, mayo 1992
• Para ampliar (autoayuste): Guía en "DNA from the beginning", secc.26

Tema 13: El código genético.

Antecedentes y propiedades generales del código. Asignación de codones a aminoácidos concretos. Modelos de representación. Características específicas.

Libro de texto: cap. 22, excepto el establecimiento experimental del código (apdo. 22.2)

Material complementario:

• Esquema circular del código: BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Traducción.
• Guía en "DNA from the beginning", secc.22
• Ejercicios de autoevaluación en “El Proyecto Biológico” (corresponden a este tema los n.^os 10 a 13):
• Herramienta de transcripción y traducción:  Para practicar la relación entre secuencias de DNA, mRNA y proteína.

Tema 14: Síntesis de proteínas: traducción.

Características de la traducción. Fase previa: activación de los aminoácidos en forma de aminoacil-tRNA. Fase 1: iniciación. Fase 2: elongación o alargamiento de la cadena peptídica. Fase 3: terminación. Energética de la síntesis de proteínas. Inhibidores de la traducción. Niveles de regulación de la síntesis proteica.

Libro de texto: cap. 23, excepto apdo. 23.2.2.4 y ejemplos del 23.2.3

Material complementario:

• BioROM > Índice por contenidos > Biol. molecular > Traducción.
  o en esquemas animados, en la secc.D de Biomodel
• Guía en "DNA from the beginning", secc.22
• Traducción. (Virtual Cell Animation Collection, North Dakota State University)
• Movimiento de los tRNA en el ribosoma durante la elongación (R. Agrawal, A. H. Whiting, J. Frank)
• Traducción (S. Sannuga y V. Ramakrishnan)
  
• Ejercicios de autoevaluación en “El Proyecto Biológico” (corresponde a este tema el n.^o 14):
• Tarea de estudio: haz una tabla donde resumas todos los factores de tranducción, indicando su nombre, si son de inicio, de elongación o de terminación, en qué subetapa intervienen, cuál es su papel.

Tema 15: Modificaciones postraduccionales.

Introducción a las modificaciones postraduccionales. Maduración, tráfico, plegamiento y degradación de proteínas.

Libro de texto: cap. 24

Esquema resumiendo las vías de direccionamiento de proteínas:

Una visión general:

24.1	sí
24.2	> sí (*)
	24.2.1	no explícitamente (es básico)
	24.2.2	sólo lo que hay en pág.323
	24.2.3	no (*)
24.3	sí
	24.3.1.1	algunos ejemplos (a, c)
	24.3.1.2	no
	24.3.1.3	no
	24.3.1.4	sí
	24.3.1.5	no
	24.3.2	sólo la introducción (*)
24.4	concepto; carabinas; efecto hidrófobo
24.5	no (*)

*se estudian con más detalle en la Bioquímica Clínica y Patología Molecular Humana de 4º curso

Contenidos en clases prácticas (1 crédito):

Purificación y análisis de DNA plasmídico

1.ª parte: purificación (“mini-prep”) del DNA de un plásmido recombinado.

2.ª parte: digestión de DNA con endonucleasas de restricción. visualización del plásmido intacto y de sus fragmentos de restricción mediante electroforesis.

Guión de laboratorio:  (documento en formato PDF, 159 kB)

Material complementario o ilustrativo:

• Espectro de absorción de luz ultravioleta de ácidos nucleicos y proteínas (en Biomodel, sección "Laboratorios virtuales")
• Comportamiento de los plásmidos en electroforesis (en pág. 4 y 5 del documento de refuerzo del tema 6)
• Superenrollamiento (en sección "Estudio de los ácidos nucleicos" de Biomodel)
• Electroforesis, animación n.º 2 (en Biomodel, sección "Estudio de los ácidos nucleicos" o sección "Animaciones")
• Plásmidos, superenrollamiento y análisis por electroforesis (en Biomodel, sección "Estudio de los ácidos nucleicos")

Objetivos docentes en el laboratorio

Objetivos específicos (conocimientos)

Objetivos para la adquisición de habilidades y competencias

Ensayo de un procedimiento de purificación, separación de biomoléculas. Efecto de los diferentes reactivos sobre el DNA, el RNA, las proteínas, etc. (propiedades fisicoquímicas y su relación con la estructura): desnaturalización, hidrólisis, renaturalización, insolubilización. Propiedades singulares de los plásmidos: renaturalización diferencial. Cuantificación y análisis de pureza del DNA mediante espectrofotometría ultravioleta. Propiedades espectrales de ácidos nucleicos y de proteínas. Plásmidos como vectores de clonación. Conceptos de vector e inserto, DNA recombinado, enzimas de restricción. Requisitos de las enzimas de restricción (cofactores, tamponamiento...). Superenrollamiento en el DNA circular: concepto y topoisómeros posibles. Análisis de DNA mediante electroforesis: parámetros de la separación. Comportamiento diferencial de moléculas circulares y lineales.

Manejo de volúmenes reducidos (intervalo de 2 a 300 µL): tubos, micropipetas, centrífuga, precauciones experimentales. Precauciones asociadas al material biológico: trabajo con material estéril de un solo uso, reactivos libres de nucleasas, eliminación de residuos biológicos potencialmente infecciosos. Estímulo de las dotes de observación y anotación durante el trabajo experimental. Elaboración del cuaderno de laboratorio personal. Procedimientos de cálculo habituales en el laboratorio. Preparación de geles y montaje de electroforesis. Aplicación de muestras al gel. Precauciones asociadas al uso de la corriente eléctrica, de reactivos intercalantes de carácter mutágeno y de la radiación ultravioleta.

Bibliografía:

Libro de texto:

J. Luque  y  A. Herráez
Texto Ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética. Conceptos, técnicas y aplicaciones en ciencias de la salud
2001; 470 pp; Harcourt/Elsevier, Madrid
Biblioteca UAH: 576.3LUQ (Medicina, Ciencias, Farmacia)

Materiales de apoyo:

Biomodel: páginas de complemento al estudio de Bioquímica y Biología Molecular http://biomodel.uah.es

BioROM: ayudas al aprendizaje de la Bioquímica, Biotecnología y Biología Molecular http://www.biorom.uma.es  y disponible en CD-ROM.  Biblioteca UAH: 577:37BIO

Página web de la asignatura: http://www2.uah.es/bioquimica/f-bmig
Información, bibliografía por temas, seguimiento de la marcha del curso, material complementario: guías interactivas, ejercicios, autoevaluación, enlaces recomendados.

Este libro se ha creado específicamente para cubrir el contenido de las asignaturas:

• Biología Molecular e Ingeniería Genética (obligatoria, 3.^er curso, asignatura completa)
• Bioquímica Clínica y Patología Molecular Humana (troncal, 4.^o curso, parte de la asignatura)
• Ampliación de Bioquímica Clínica y Patología Molecular Humana (ya no se oferta)
• y Biotecnología de Células Animales en Ciencias de la Salud (ya no se oferta)

Bibliografía complementaria:

Muchos textos son adecuados para una parte de los temas. Se ofrece aquí una relación bastante extensa, no porque todos sean necesarios, sino intentando ofrecer opciones al alumno, de modo que si no tiene acceso a alguno de ellos emplee otro. Se recuerda que es importante no limitarse a los apuntes y consultar al menos un libro. En las clases se seguirá el libro de texto.

Preferentes:

· J.D. Watson, T.A. Baker, S.P. Bell, A. Gann, M. Levine y R. Losick
Biología Molecular del Gen, 5ª ed.
2006; Ed. Médica Panamericana
Biblioteca UAH: 577.21BIO

· H. Lodish, A. Berk, P. Matsudaira, C.A. Kaiser, M. Krieger, M.P. Scott, L. Zipursky y J. Darnell
Biología Celular y Molecular, 5ª ed.
2005; Ed. Médica Panamericana
Biblioteca UAH: 576.3DAR

· B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts y P. Walter
Introducción a la Biología Celular, 2ª ed.
2006; Ed. Médica Panamericana
Biblioteca UAH: 576.3ALB

· B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts y P. Walter
Biología Molecular de la Célula, 4ª ed.
2004; Ed. Omega
Biblioteca UAH: 576.3ALB

· C.K. Mathews, K.E. Van Holde y K.G. Ahern
Bioquímica, 3ª ed.
2002; 1335 pp; Addison Wesley - Pearson Educación, Madrid
Biblioteca UAH: 577.1MAT

Otros textos:

· J.M. Medina, F. Sánchez de Medina y A. Vargas
Bioquímica
1996; 463 pp; Ed. Síntesis, Madrid
Biblioteca UAH: 577.1MED

Un libro sencillo pero bastante acertado. Enfocado a los estudios de Farmacia. Para algunos temas resulta escaso, pero tiene la ventaja de exponer con claridad y de forma breve lo fundamental. Puede ser el libro de base siempre que se complemente con otro.· H.R. Horton, K.G. Scrimgeour, J.D. Rawn, L.A. Moran y R.S. Ochs
Principles of Biochemistry, 3rd ed.
2002; 896 pp; Prentice-Hall International, London
Biblioteca UAH: no Es la versión actualizada del libro de Rawn, aunque es más breve. Buen texto con buenas ilustraciones. Más completo, con la parte de ingeniería genética. No traducido al español.

· J.M. Berg, J.L. Tymoczko y L. Stryer
Bioquímica, 6^a ed.
2008; 1026 pp; Reverté, Barcelona
Biblioteca UAH: 577.1STR

Otro clásico, muy recomendable.· P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates y M.R.H. White
Instant notes in molecular biology
1997; 307 pp.; (B.D. Hames, ed.). Bios Sci. Pub., Oxford
Biblioteca UAH: no Una pequeña joya. Orientado por completo a la materia. Muy breve pero con alta densidad de información. Los temas se presentan como un mini-resumen de conceptos que luego se desarrollan más en detalle. Altamente recomendable, aunque su comprensión puede requerir una base previa de conocimientos. Único inconveniente: el idioma. · D.L. Nelson, M.M. Cox y C.M. Cuchillo
Principios de Bioquímica de Lehninger, 4ª ed.
2005; Ed. Omega, Barcelona
Biblioteca UAH: 577.1LEH Más completo en bioquímica, la información de biología molecular sólo cubre parte de la asignatura.· J.D. Rawn
Bioquímica
Biblioteca UAH: 577.1RAW (Medicina, Ciencias, Farmacia)
1989; 1300 pp, 2 tomos; Interamericana-McGraw-Hill, Madrid Aunque antiguo, muy buen texto con buenas ilustraciones. Cubre la parte estructural y de transmisión de la información, no llega a la ingeniería genética.