Biología Especial
Biología Especial se dicta en el segundo cuatrimestre del 2º año de la carrera
Lic. en Biotecnología.
OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
- El conocimiento de los temas planteados en el correspondiente Programa de la Asignatura.
- Conocimiento de la Bibliografía más relevante de cada Núcleo Temático y dónde encontrarla (Bibliotecas, Internet, etc.)
- El desarrollo de criterios académico-científico por parte de los alumnos: planteo de problemas, resolución de los mismos, por vía experimental cuando ello sea posible.
- La capacidad de resumir los conocimientos y principales conceptos y expresarlos por medios orales y/o escritos.
ACTIVIDADES EDUCATIVAS
- Clases Teóricas: están a cargo de los profesores con que cuenta el Área Biología General. En este sentido, se considera que, por la experiencia y trayectoria que tienen los mismos, es necesario que éstos sean el hilo conductor de la asignatura. Los profesores imparten la profundidad con la cual se deben desarrollar los diferentes temas y esto, a su vez, es transmitido a los docentes auxiliares. El responsable del curso, junto con los demás profesores, realiza el calendario de dictado de la asignatura, que consta de un cronograma detallado por semana de las actividades obligatorias y optativas que realizan los alumnos. Las clases teóricas tienen una duración de 1h 30', dos veces por semana y son optativas.
- Coloquios: están a cargo de los JTP y Auxiliares de primera. En ellos se plantean problemas teóricos, se analizan los fundamentos de los trabajos de laboratorio que el alumno realizará, se evalúa su preparación para el trabajo práctico que realizarán y se discuten los resultados del laboratorio que ya realizaron. Estas clases se desarrollan en grupos de 15-20 alumnos. Las guías de trabajos prácticos y problemas se publican al inicio del dictado de la asignatura. Esta actividad es obligatoria y consta de un encuentro quincenal de 1h de duración.
- Clases de laboratorios: están a cargo de los JTP y Auxiliares de primera. Cuentan con la asistencia de Auxiliares de segunda que se encuentran en formación dentro del área. Estas clases son obligatorias. Sólo los alumnos que hayan demostrado conocer los fundamentos del laboratorio que realizarán pueden acceder al trabajo de laboratorio. Esta actividad es obligatoria y consta de un encuentro semanal de 3 h de duración.
- Talleres: están a cargo de los JTP y Auxiliares de primera. Esta actividad esta basada en la utilización y discusión de diversas animaciones y videos que se encuentran disponibles en los libros recomendados por el Área como material de estudio. A este material se le ha agregado material complementario, cuidadosamente seleccionado por los docentes del Área, de servidores de Internet de diversas Universidades Nacionales e Internacionales. Esta actividad se realiza en la Biblioteca virtual utilizando las PC que en ella se encuentran. Los alumnos pueden acceder al material completo que se encuentra disponible en un CD. Este material se actualiza anualmente. Esta actividad es obligatoria y consta de un encuentro quincenal de 1h de duración.
- Clases de consultas: cada docente desarrolla una clase de consulta semanal en un horario fijo y previamente publicado que se mantiene durante todo el año.
EVALUACIONES
- Parciales: se desarrollan dos parciales durante la asignatura, cada uno con su respectivo examen recuperatorio. El contenido temático de los mismos está a cargo del profesor responsable de la asignatura. Los profesores del área están a cargo de la elaboración de las preguntas que se realizarán a los alumnos. Los profesores, juntamente con los JTP y auxiliares fijan el criterio de corrección de los parciales. La corrección de los mismos es realizada por los profesores, JTP y auxiliares. Tal como lo expresa el reglamento de trabajos prácticos, los parciales son mostrados a los alumnos, con especial atención y dedicación hacia aquéllos que lo han desaprobado. Esta tarea la realizan todos los profesores, JTP y Auxiliares de primera del área en forma personal.
- Laboratorios: para prepararse para el trabajo de laboratorio y lograr un aprovechamiento íntegro de la actividad, se evalúan con anterioridad a cada trabajo de laboratorio los principales conceptos discutidos en los coloquios y talleres relacionados con la temática del trabajo experimental a realizar. Esta actividad tiene una opción de recuperatorio. La elaboración y corrección de las preguntas está a cargo de los JTPs y Auxiliares de primera. Sólo los alumnos que aprueban esta evaluación pueden realizar el laboratorio experimental. Los laboratorios se aprueban, además, mediante la presentación de un informe escrito.
- Exámenes finales: todos los alumnos deben rendir un examen final para aprobar la asignatura. Los mismos están a cargo de los profesores del área exclusivamente.
TAREAS QUE REALIZAN LOS ALUMNOS
- Clases: Los alumnos pueden asistir a las clases teóricas en forma optativa y a coloquios, seminarios, talleres y laboratorios en forma obligatoria.
- Seminarios: durante el cursado de la asignatura, los alumnos son entrenados en la búsqueda y utilización de bibliografía actualizada que contenga resultados científicos recientes publicados en revistas especializadas de circulación internacional y publicación periódica. Entre la bibliografía seleccionada por los alumnos, y bajo la orientación de los docentes del Área (Profesores y JTPs), los alumnos seleccionan material que es luego utilizado para la preparación de un seminario sobre el tema elegido que consiste en la presentación de los resultados contenidos en la publicación seleccionada y una discusión de los mismos. Los alumnos cuentan con clases de consulta especialmente dictadas por los profesores para acompañar el proceso de selección, comprensión y análisis del material. Cada presentación es desarrollada por dos alumnos y cuentan con un tiempo de exposición de 20 min. Y 10 min. de discusión.
- Evaluaciones: Los alumnos deben aprobar unas preguntas teóricas sobre el trabajo práctico de laboratorio para poder asistir al mismo y tienen una opción de recuperación en cada caso.
Los alumnos rendirán dos exámenes parciales teóricos-prácticos y sus respectivos recuperatorios y un examen final.
- Informes: Deben elaborar un informe por cada trabajo de laboratorio. Los informes escritos son individuales y son evaluados y reconsiderados individual y grupalmente.
- Protocolos: Deben elaborar, de acuerdo a la guía de trabajos prácticos, los protocolos necesarios para llevar a cabo el trabajo experimental de laboratorio.
- Resolución de guías de problemas: los alumnos resuelven y discuten la mayoría de los problemas que figuran en las guías de problemas en forma grupal durante los coloquios. Para ello, es necesario que los alumnos asistan a los mismos con material bibliográfico y el tema estudiado.
- Clases de laboratorio: Para prepararse en forma adecuada y lograr un aprovechamiento integro de la actividad, sólo los alumnos que aprueben las preguntas de laboratorio y que posean los protocolos para dicho trabajo experimental podrán realizar el trabajo de laboratorio.
- Encuesta: Los alumnos pueden contestar en forma optativa una encuesta sobre el dictado de la asignatura que se les entrega con el segundo parcial de la asignatura
PROGRAMA ANALÍTICO
La importancia de la Biología como disciplina básica del conocimiento de interés práctico en el mundo de hoy es innegable. Las Ciencias Biológicas ya no sólo describen e interpretan la naturaleza sino que también la transforman en todos sus niveles.
El impacto del conocimiento íntimo de nuestra información genética ha transformado casi todos los aspectos de la actividad humana. A partir del conocimiento de la estructura del ADN, el desarrollo de la genética molecular ha permitido que se entienda no sólo el fenómeno genético, también muchos de los procesos biológicos. Los avances vertiginosos de la Biología han llegado a los medios de difusión masivos, se ha incorporado en la gente un nuevo vocabulario, del cual, en general, se conoce vagamente el significado. Actualmente, se lee y habla de clonación, mejoras genéticas, ecología o terapias génicas no sólo en ámbitos académicos.
La Asignatura Biología Especial tiene como principal finalidad la consolidación y actualización de los contenidos básicos de las Ciencias Biológicas a la luz de los avances en el conocimiento y la utilización de nuevas tecnologías.
- NÚCLEO TEMÁTICO 1: Métodos de estudio en Biología.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
Microscopía: óptica, de fluorescencia, confocal láser, electrónica. Aplicaciones.
Cultivos celulares. Fraccionamiento subcelular. Cromatografías. Electroforesis.
Concepto de marcadores: fluorescentes, radioactivos, etc.
Técnicas inmunohistoquímicas. Hibridación de ácidos nucleicos.
Tecnología del ADN recombinante.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres, coloquios, seminarios y trabajo experimental de laboratorio.
Durante estas actividades se analizan los fundamentos teórico-prácticos de diferentes métodos de estudio que se utilizan habitualmente para el estudio de la Biología. Se aborda el estudio experimental de los componentes de la cromatina con el objetivo de entrenar los alumnos en la preparación de muestras biológicas, purificación de macromoléculas y el análisis de proteínas y ácidos nucleicos mediante electroforesis en geles. Se resuelven problemas sobre el tema aplicando conocimientos teóricos-prácticos.
- NÚCLEO TEMÁTICO 2: Genética
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
- Ligamiento, recombinación y mapas genéticos.
Los alelos y sus interacciones: multialelismo, modificaciones en las relaciones de dominancia, interacciones génicas. Genes esenciales y alelos letales. El ambiente y la expresión de genes: penetrancia y expresividad.
Genes ligados. Grupos de ligamiento. Ligamiento incompleto. Cálculo de frecuencias gaméticas para loci ligados. Determinación de los grupos de ligamiento. Determinación del valor de la frecuencia total de gametos recombinates (r). Mapas genéticos. Construcción e interpretación.
- Alteraciones de las características de los cromosomas.
Clasificación de las aleraciones cromosómicas. Relaciones con teoría cromosómica de la herencia. Mapas citogenéticos. Especiación y polimorfismos. Fusiones y fisiones de cromosomas. Poliploidía. Cromosomas B. Ejemplos.
- Genética de poblaciones
Definición de población. Variabilidad genética. Frecuencias alélicas. El principio de Hardy-Weinberg. Aplicaciones. Variación continua: microevolución. Heredabilidad. Mantenimiento de la variabilidad genética.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres, coloquios y trabajo experimental de laboratorio.
Los conceptos básicos de genética tales como leyes de Mendel, herencia ligada al sexo y ligamiento son abordados desde un punto de vista experimental mediante el uso de un organismo modelo de fácil mantenimiento y apropiado para este tipo de estudios como es la mosca Drosophila melanogaster. Se observan las variaciones en la producción de pigmentos fluorescentes presentes en los ojos de la mosca; se analizan y discuten la relación que existe entre los patrones observados en las cromatografías en papel de pigmentos presentes en ojos de moscas salvajes y mutantes que presentan alteraciones en la vía de biosíntesis de pteridinas; se comparan los resultados experimentales obtenidos experimentalmente en las cromatografías en papel para identificar casos de herencia ligada al sexo y ligamiento.
Se resuelven problemas sobre el tema aplicando conocimientos teóricos de genética.
- NÚCLEO TEMÁTICO 3: Introducción a la estructura y función de los animales.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
- Tejidos, órganos y sistemas de órganos animales. Organismos. Homeostasis.
Tejidos animales: Concepto de tejido. Definición y ejemplos de los cuatro tejidos fundamentales.
Órganos y sistemas de órganos: Concepto de órgano. Ejemplos. Concepto de sistemas de órganos, Ejemplos.
Regulación fisiológica y homeostasis.
- Transmisión de señales y comunicación celular.
Principios generales de la transmisión de señales: Concepto de señales, receptores, transducción y efecto. Moléculas hidrofílicas e hidrofóbicas como señales. Receptores intracelulares. Receptores de superficie: asociados a canales iónicos, asociados a proteínas G y asociados a enzimas.
Transducción de la señal directos e indirectos. Segundos mensajeros: AMPc, derivados del fosfatidilinositol y diacilglicerol, Ca2+ y óxido nítrico. Adaptación de la célula blanco.
Ejemplos de efectos: apertura de canales iónicos, alteración de actividades enzimáticas, modificación en la transcripción de genes.
- Las hormonas de los animales. Circulación sanguínea.
Las hormonas y sus acciones: definición de hormona, célula endocrina, célula blanco y receptores. Hormonas parácrinas y locales. Ejemplos. Hormonas que controlan el desarrollo y la muda de los insectos.
Hormonas circulantes. Sistemas endocrino y circulatorio de los vertebrados.
Mecanismos de acción hormonal. Regulación.
- Sistemas nervioso y sensorial
Sistema nervioso: Células y funciones. Generación y conducción del impulso nervioso: potencial de reposo y potencial de acción. Bombas y canales iónicos. Neuronas, sinapsis y comunicación. Neurotransmisores y receptores. Redes neuronales.
Sistema sensorial. Células sensoriales, órganos sensoriales y transducción. Quimiorreceptores, mecanorreceptores y fotorreceptores.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres, coloquios y seminarios.
- NÚCLEO TEMÁTICO 4: Fecundación y desarrollo embrionario de los animales. Especificación y diferenciación celular.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
- Fecundación y desarrollo embrionario.
Fecundación: interacciones entre el espermatozoide y el óvulo. Moléculas de reconocimiento. La reacción acrosómica. Inhibición de la poliespermia y activación del óvulo. Imprinting genómico.
Primeras etapas del desarrollo embrionario: Segmentación. Patrones de segmentación en organismos modelo. Desarrollo de la blástula: mapas de destino. Gemelos monocigóticos.
Gastrulación: producción del plan corporal. Capas germinativas: endodermo, meosdermo y ectodermo. Neurulación: iniciación del sistema nervioso. La segmentación corporal.
- Mecanismos de la diferenciación celular.
El genoma de los eucariotas y su expresión. Puntos de control de la expresión de un gen: iniciación de la transcripción, procesamiento del pre-ARNm, exportación al citoplasma, inicio de la traducción, vida media del ARNm, modificaciones post-traduccionales. Proyectos Genoma. Transcriptoma y proteoma.
Expresión diferencial de genes durante el desarrollo. Genes del desarrollo temprano: genes de efecto materno, morfógenos, genes gap, genes de la regla par, genes de polaridad de segmento y genes selectores homeóticos. Conservación y evolución de los genes del desarrollo.
- Especificación, determinación y diferenciación.
Células totipotentes y pluripotentes. Equivalencia nuclear: evidencias y excepciones. La médula ósea como ejemplo.
Células madre: somáticas y germinales. Células madre embrionarias.
Especificación, determinación y diferenciación. Mecanismos del desarrollo embrionario: determinantes citoplasmáticos e interacción célula-célula. Especificación autónoma y especificación condicionada.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres, coloquios y trabajo experimental de laboratorio.
Manejo de lupa binocular y microscopio para la observación de estructuras embrionarias y expresión génica diferencial durante el desarrollo de animales pluricelulares. Se utilizan como modelos de laboratorio D. melanogaster, Danio rerio y Bufo arenarum
- NÚCLEO TEMÁTICO 5: Mecanismos de defensa de los animales.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
Concepto de defensa en distintos organismos. Mecanismos adaptativos y no adaptativos. Concepto de antígeno y hapteno.
Sistemas inmune y linfático. Respuesta humoral y celular. Órganos y células involucradas. Anticuerpos y receptores. Moléculas de Complejo mayor de histocompatibilidad. Reconocimiento antigeno-célula blanco.
Estructura de los anticuerpos. Mecanismos de síntesis y generación de diversidad de anticuerpos.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres, coloquios y seminarios.
- NÚCLEO TEMÁTICO 6: Introducción a la estructura y función de las plantas.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
- Células, tejidos y sistemas de tejidos vegetales.
Morfología de una angiosperma: sistema de raíces y tallo.
Células del parénquima, esclerénquima y colénquima. Tejidos simples y complejos. Sistemas de tejido vascular, dérmico y fundamental. Concepto y ejemplos.
Formación del cuerpo de una planta: meristemas apicales y laterales. Crecimiento secundario de tallos y raíces: madera y corteza. Anatomía de las hojas: fotosíntesis.
- Transporte y nutrición de las plantas.
Captación de agua y minerales: osmosis y potencial de agua. Proteínas de transporte. Apoplasto y simplasto. Transporte de agua y minerales en el xilema: el mecanismo de transpiración-cohesión-tensión. Transpiración y estomas. Translocación de sustancias en el floema: el modelo del flujo por presión. Los plasmodesmos y la transferencia de material entre células.
Nutrientes esenciales. Adquisición de nutrientes esenciales: tipos de suelos y su conservación. Fijación de nitrógeno. Metabolismo del azufre. Plantas heterótrofas y carnívoras con semilla.
- La reproducción de las angiospermas.
El ciclo de vida de una angiosperma. Estructuras de la reproducción de las angiospermas: la flor. El desarrollo de los gametofitos: polen y saco embrionario. Polinización. Fecundación doble. Formación de la semilla: desarrollo del endosperma, desarrollo del embrión. Estructuras de una semilla madura. Formación del fruto. Transición al estado de floración. Meristemas de inflorescencia. Control fotoperiódico de la floración. Reproducción asexual: apomixis y clonación.
- Regulación del crecimiento de las plantas. Respuesta a desafíos ambientales.
Factores que participan en el desarrollo de una planta. Latencia y germinación. Hormonas vegetales: giberilinas, auxinas, citocininas, etileno, ácido abcísico. Luz y fotorreceptores.
Interacción planta-patógeno. Mecanismos de defensa: defensas químicas, hormonas de defensa, señales químicas.
Adaptación de las plantas a ambientes extremos: suelos secos o saturados en agua, ambientes salinos, suelos cargados de metales pesados, ambientes calurosos y fríos.
- NÚCLEO TEMÁTICO 7: Introducción a la Biotecnología en eucariotas.
- Contenidos conceptuales mínimos:
Modalidad de trabajo: Clases teóricas expositivas.
Transferencia de genes a células eucariotas. Animales transgénicos. Transfección de células de mamíferos. Plantas transgénicas: plantas resistentes a patógenos, pestes y herbicidas. Clonación.
- Contenidos procedimentales:
Modalidad de trabajo: Talleres y seminarios
:: BIBLIOGRAFÍA
- Biología Molecular de la Célula. Alberts y col. Editorial Omega, 4ª Edición, 2005
- Biología. Campbell y Reece. Editorial Panamericana, 7ª Edición, 2005
- Biología Celular y Molecular. Lodish y col. Editorial Panamericana, 4ª Edición, 2002
- Biología. Curtis y col. Editorial Panamericana, 6ª Edición. 2000
- Vida. La Ciencia de la Biología. Purves y col. Editorial Panamericana, 6ª Edición, 2002
- Genes VII. Lewin, B. John Wiley & Sons (2002). Relacionado con este importante texto y con experimentos claves en la biología molecular consultar el sitio www.ergito.com.
- Publicaciones periódicas: Scientific American o su edición en español, Investigación y Ciencia; La Recherche o su edición es español, Mundo Científico; Ciencia Hoy (la revista de divulgación científica más seria de la Argentina)
:: BÚSQUEDAS BIBLIOGRÁFICAS
- Para buscar citas de trabajos originales publicados en revistas científicas en inglés mediante el uso de palabras presentes en sus títulos o resúmenes (abstracts) o el apellido de sus autores, se puede consultar la base de publicaciones más importante en ciencias biomédicas y biotecnología, llamada PubMed, a la siguiente dirección de Internet: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/ o en la llamada http://www.scopus.org