Asignatura de Genética Molecular
PROGRAMA DE TEORIA:
I - Expresión génica
Tema1
Transcripción en procariotas. Elementos en cis necesarios para la transcripción. Estructura de la RNA polimerasa. Dinámica de la transcripción: complejos abiertos y cerrados, iniciación, alargamiento, terminación y anti-terminación.
Tema2
Regulación de la transcripción en procariotas. Operones de control positivo y negativo. El operón ara. (Stringency response) y control del crecimiento. Sistema SOS. Esporulación en Bacillus subtilis. Regulación del interruptor lisis/lisogenia en el fago lambda. Alteración o substitución de la RNA polimerasa del huésped después de una infección fágica.
Tema3
Maquinaria transcripcional en eucariotas. . Multiplicidad de las RNA polimerasas. RNA polimerasas nucleares y otras RNA polimerases. Genes de la clase I, II y III. Factores proteicos que constituyen los complejos transcripcionales estables de cada una de las RNA polimerasas.
Tema4
Procesamiento de los RNAs. Maduración del precursor de los rRNAs. Eliminación de los intrones en el RNA precursor de los tRNAs. Eliminación de los intrones del grupo I y del grupo II. Procesamiento de los intrones de los pre-mRNAs. Maduración diferencial del RNA precursor: gen de la amilasa en el ratón, antígeno T y t en SV40 y gen de la calcitonina en la rata.
Tema5
Estrategias reguladoras en los eucariotas. Alteraciones estructurales: pérdida, amplificación o reordenación de genes. Regulación de la síntesis de transcritos primarios. Unidades de regulación en levadura.
Tema6
Promotores, (enhancers) i factores de transcripción. Técnicas experimentales. Dominios de unión al DNA y dominios activadores. Activación y represión de la expresión génica. Factores de transcripción constitutivos: Sp1 y factores que se unen a la caja CCAAT.
Tema7
Factores de transcripción y expresión génica inducible. Transcripción inducible por calor. Transcripción inducible por hormonas esteroideas. Factores de transcripción y expresión específica de tipo celular.
Tema8
Factores de transcripción y expresión génica regulada durante el desarrollo. Proteínas con homeobox. Factores de transcripción y cáncer.
Tema 9
Replicones simples. Replicación en E.coli: iniciación en oriC, horquilla de replicación y terminación. Replicación en FX174. Replicación de un genoma lineal: el fago T7.
Tema10
Replicones múltiples. Replicones de levadura (ARS) y de eucariotas superiores.
Replicación en los telómeros: telomerasas.
Tema11
Fidelidad de la replicación: Reparación de apareamientos erróneos en E.coli. Identificación de la cadena errónea. Los genes mut. Mecanismo molecular de la reparación de apareamientos erróneos. Sistemas equivalentes en levadura y en mamíferos.
Tema12
Mutación y reparación en E.coli. Mecanismos de reparación: fotoreactivación; reparación por escisión y reparación por recombinación. Sistema SOS. Reparación con error.
Tema13
Sistemas de reparación en eucariotas. Enfermedades hereditarias causadas por deficiencias en la reparación del DNA. Clonaje de genes humanos implicados en la reparación del DNA. Modelo de reparación por escisión. Acoplamiento entre reparación y transcripción.
Tema14
Grados de movilidad del DNA: Recombinación general. Recombinación de sitio específico y transposición. Consecuencias de la movilidad del DNA.
Tema15
Recombinación General. Modelos. Formación de estructuras de Holliday. Formación y resolución de regiones heterodúplex. Conversión génica.
Tema16
Genética y enzimologia de la recombinación general en E.coli. Loci rec. Proteína RecA: características in vitro y funciones biológicas. El complejo RecBCD y las dianas Xi. Otros enzimas implicados en la recombinación en E.coli.
Tema17
Recombinación general en eucariotas: la levadura como modelo. Mutantes recombinacionales y sus efectos. Genes homólogos de recA en los eucariotas superiores.
Tema18
Recombinación de sitio específico. Integración de lambda en el genoma de E. coli. Proteínas que intervienen: Int, HIF, Xis y FIS. Inversión de un segmento de DNA en Salmonella como mecanismo de evasión del sistema inmunitario del huésped. Implicaciones topológicas.
Tema19
Introducción a la transposición. Transposones bacterianos: Secuencies de inserción, Transposones compuestos, Tn3 y fago Mu. Transposición conservativa y replicativa. Mecanismo de la transposición. Regulación de la transposición.
Tema 20
Elementos eucariotas que se transponen via DNA. Familias de elementos de control en el maíz. Reordenaciones cromosómicas, roturas y duplicaciones producidas por estos elementos. Elementos P de D.melanogaster. Disgénesis híbrida.
Tema 21
Elementos eucariotas que se transponen via RNA. Los retrovirus com transposones. Estructura y ciclo biològico. Mecanismo de la transcripción reversa y de la integración.
Tema 22
Retrotransposones de clase I: elementos Ty en levadura y copia en Drosophila. Evidencia de su retrotransposición. Retrotransposones de classe II. Elementos LINE. Retrogenes: presencia en los genomas eucariotas. Elementos SINE y secuencias Alu.
Tema 23
El genoma eucariota. La paradoja del valor C. Los distintos tipos de secuencias de DNA que componen el genoma eucariota: curvas Cot. Secuencias únicas, moderadamente repetidas y muy repetidas.
Tema 24
Secuencias únicas. Aproximaciones metodológicas para la determinación del número de genes. Organización interna de los genes eucariotas. Clases de genes. Genes de clase II. Generación de nuevos genes por combinación de exones e intrones
.
Tema 25
Secuencias de DNA moderadamente repetidas. Familias multigénicas de clase II. Genes de clase I y de clase III.
Tema 26
Genes que codifican para las inmunoglobulinas. Reordenaciones de secuencias de DNA para la síntesis de cadenas ligeras. Reordenaciones de secuencias de DNA para la síntesis de cadenas pesadas. Cambio de clase de cadenas pesadas. Expresión de las cadenas ligeras y pesadas a lo largo de la formación del linfocito B. Exclusión alélica. Generación de la diversidad inmunológica. Síntesis de los receptores de las células T.
Tema 27
Secuencias de DNA muy repetidas. Secuencias repetidas dentro de los genes. Centrómeros y telómeros.
Libros de texto:
B. Lewin. Genes V. 5th edition. Oxford University Press, (1994).4» edició
traduïda per Ed. Reverté, (1993): (Genes).
J.D. Watson, M.Gilman, J.Witkowski and M.Zoller. Recombinant DNA. 2nd edition. Sci. Amer. Books, Distr. by Freeman and Co., 1992.
M. Singer & P.Berg. Genes and Genomes. Blackwell Sci Publ., (1991).Traduït per Ed. Omega (1993): (Genes y Genomas).
H.Lodish, D.Baltimore, A.Berk, S.L.Zipursky, P.Matsudaira i J.Darnell. Molecular Cell Biology. 3rd edition. Sci. Amer. Books, New York (1995). 1» edició traduïda per Ed. Labor (1988): (Biología Molecular y Celular)
B. Alberts, D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts i J.D. Watson. Molecular Biology of the Cell. 3rd ed. Garland Publisihing Inc. (1994).
A.J.F.Griffiths, J.H.Miller, D.T.Suzuki, R.C.Lewontin i W.M. Gelbart. An Introduction to Genetic Analysis. 5th ed. Freeman and Co.(1993).
P.J.Russell. Genetics. 3rd ed.Harper Collins Publishers. (1992). TEMARIO DE LAS SESIONES PRACTICAS:
LABORATORIO:
1- Transformació bacteriana amb plasmidis que contenen inserts d«origen divers. Selecció dels clons recombinants. Aïllament i identificació dels fragments clonats.
2- Obtenció de DNAs plasmídics. Digestió i electroforesi. Elaboració del mapa de restricció.
3- Expressió d'un gen recombinant: inducció, obtenció d'extractes, separació electroforètica de proteïnes en gels d«acrilamida-SDS, tinció i anàlisi dels resultats.
Bibliografía:
J. Sambrook, E.F. Fritsch i T. Maniatis. Molecular Cloning, a laboratory manual.
2nd edition. Cold Spring Harbor Lab. Press. (1989).
F.M. Ausbel i altres. Short Protocols in Molecular Biology. John Wiley & Sons, New York, (1989).
J.M. Becker, G.A. Caldwell i E.A. Zachgo. Biotechnology, a laboratory course. Academic Press, San Diego (1990).
T.A. Brown. Molecular Biology LabFax. BIOS Sci. Publ., Oxford (1991).
PROBLEMAS:
Resolución de problemas sobre temas de genética molecular e ingeniería genética.