Lliçó 1. Introducció

Relació entre la Bioquímica i la Genètica com a base de la Genètica Molecular. Primeres etapes i organismes utilitzats. Pensament reduccionista. Genètica Molecular Humana. La Nova Genètica. Aplicacions clíniques.

ESTRUCTURA I REPLICACIO DEL MATERIAL HEREDITARI

Lliçó 2. Estructura del material hereditari

Tautomerització de les bases. Proves cristal.logràfiques de la doble hèlix. Hèlixs dextrògires i hèlixs levògires. DNA-A, DNA-B, DNA-Z. Metilació i transició de formes. Triple hèlix del DNA. DNA tort. Superenrotllament del DNA. DNA de cadena senzilla, circular i lineal. Topoisomerases.

Lliçó 3. El material hereditari en organismes eucariotes

Organització del DNA eucariòtic: la cromatina. Histones: les seves classes i característiques. El nucleosoma. Eucromatina i heterocromatina. L'esquelet metafàsic.

Lliçó 4. Cromosomes humans

Els cromosomes humans: classificació i nomeclatura. Tècniques cromosòmiques. Tipus de bandes: Bandes Q, G, R i C. Tinció NOR. Bandeig d'alta resolució. Aplicacions mèdiques de l'anàlisi cromosòmica.

Lliçó 5. Replicació del DNA

El replicó. El desenvolupament de la doble hèlix i l'emparellament de bases. Visualització de la replicació en molècules de DNA lineal i circular. Replicons en els cromosomes eucariòtics.

Lliçó 6. El creixement de les cadenes del DNA

Les cadenes ràpida i retardada. DNA polimerases d'E. coli. Correcció d'errors per l'acció exonucleasa 3'--->5'. El fragment de Klenow. Helicases. Proteïnes SSB. Primasa i primosomes. DNA polimerasa III. DNA polimerases de les cèl.lules eucariotes.

Lliçó 7. Modalitats de replicació

L'origen de la replicació. La terminació de la replicació en DNA lineals. La replicació mitjançant el cercle rodant. Replicació del DNA de cadena senzilla. Replicació sense primer. Regulació de la síntesi del DNA.

Lliçó 8. El genoma d'orgànuls

Herència`extranuclear. Origen endosimbiòtic de mitocòndries i cloroplasts. Estructura i funció del genoma mitocondrial: codi genètic. Replicació del DNA mitocondrial. DNA mitocondrial en fongs, plantes i animals. Estructura i funció del genoma cloroplàstic. Importància del DNA extranuclear en la Genètica Evolutiva.

MUTACIÓ I REPARACIÓ DEL MATERIAL GENÈTIC

Lliçó 9. La naturalesa de les mutacions

Mutacions per un únic canvi de bases. Control dels nivells de mutació per les DNA polimerases. Gens mutadors. Mutacions per grans canvis de bases.

Lliçó 10. Reparació de la mutació

Mutàgens químics. Mutacions induïdes per llum UV. Reparació del DNA. Endonucleasa UvrABC. Glicosilases i endonucleases AP. Enzim corrector d'emparellaments erronis. Reparació per recombinació. Sistema SOS. Reparació amb tendència a l'error. Mutàgens: naturalesa i detecció.

Lliçó 11. Aberracions cromosòmiques

Definició i classificació de les aberracions cromosòmiques. Aberracions de l'estructura del cromosoma. Mosaïcisme. Causes de les aberracions cromosòmiques.

Lliçó 12. Aspectes clínics dels desordres cromosòmics

Aspectes clínics dels desordres autosòmics. Individus amb defectes demostrables per bandeig amb alta resolució. Síndromes de ruptura cromosòmica. Anormalitats del cromosoma sexual. Desordres del desenvolupament sexual amb cromosomes normals.

RECOMBINACIO

Lliçó 13. Característiques generals

Entrecreuament i recombinació. Hipòtesi clàssica versus elecció de còpies. Recombinació homòloga. Iniciació de la recombinació. La proteïna RecA.

Lliçó 14. Models de recombinació general

La recombinació implica un intercanvi de cadenes. Models de recombinació general: de Holliday, de Meselson-Radding, de Szostak. Comparació dels tres models per a la recombinació. Heteroduplexos. La recombinació no és sempre recíproca: conversió gènica. La proteïna RecA fabrica les estructures de Holliday in vitro.

Lliçó 15. Enzims de la recombinació homòloga

L'enzim RecBC i els llocs Chi. Altres proteïnes que participen en la recombinació homòloga. Insercions i delecions com a errors de recombinació. La recombinació repara les molècules de DNA danyades.

Lliçó 16. La recombinació específica de lloc

La recombinació específica de lloc produeix reordenacions molt precises del DNA. La recombinació específica de lloc del fag lambda. La recombinació específica de lloc regula l'expressió gènica.

Lliçó 17. Elements transponibles

Experiments de B. McClintock. Estructura de les seqüències d'inserció i dels transposons. Importància dels transposons: estudi del plàsmide R1. Gens que codifiquen els transposons per regular i dirigir la transposició. Moviment dels transposons.

Lliçó 18. Tipus d'elements genètics mòbils

Elements genètics mòbils en E. coli. Els elements mòbils Ty1 de llevats. Canvi de sexe als llevats per reemplaçament de gens: la teoria de la cassette. Elements transferibles en drosofila: còpia, FB i P. La disgènesi híbrida. Elements transferibles en el blat de moro.

TECNOLOGIA DEL DNA RECOMBINANT

Lliçó 19. Característiques generals

Elements genètics accesoris en bacteris. Plàsmids: control de la replicació; transmissió; incompatibilitat. Bacteriòfags: fag lambda; fag M13. Purificació del DNA: DNA cromosòmic; DNA plasmídic; preparació de RNA. Electroforesi d'àcids nucléics. Seqüenciació de DNA: Mètode de Maxam i Gilbert. Mètode de Sanger.

Lliçó 20. Enzims emprats en la tecnología del DNA recombinant

Endonucleases de restricció. Altres enzims útils en la tecnologia del DNA recombinant: DNA polimerases. Polinucleòtido quinasa. Nucleasa S1. RNA polimerasa SP6 i T7. Transcriptasa inversa.

Lliçó 21. Tècniques d'hibridació d'àcids nucléics I

Marcatge de sondes: trasllat de l'osca (nick translation); iniciació a l'atzar (random priming); síntesi de sondes de RNA; marcatge amb polinucleòtido quinasa. Tècniques d'hibridació en filtre: Southern i hibridació "in situ" de plàsmids i fags.

Lliçó 22. Tècniques d'hibridació d'àcids nucléics II

Northern i hibridació "in situ" de RNA. Control de la hibridació entre dos àcids nucléics. Mapeig de RNAs per protecció a nucleases. Assaig de transcripció (run-on). Reacció en cadena de la polimerasa (PCR).

Lliçó 23. Tècniques de clonatge de gens

Vectors de clonatge: fags lambda d'inserció; fags lambda de reemplaçament; plàsmids; còsmids. Genoteques: genoteques genòmiques; genoteques de cDNA. Mètodes d'aïllament de clons d'una genoteca.

Lliçó 24. Mutagènesis "in vitro"

Mutagènesi "in vitro" i funció gènica. Importància de les enzims de restricció. Mapeig d'un transposó bacterià. Anàlisi de promotors. Mutagènesi i oligonucleòtids sintètics. La PCR i la construcció de gens que codifiquen proteïnes quimèriques.

Lliçó 25. Transferència de gens en cèl.lules de mamífers

Cultius cel.lulars. Transferència gènica i virus tumorals. Transferència gènica per cotransformació. Amplificació gènica. Vectors virals. DNA i RNA antisentit. La recombinació homóloga i la inactivació de genes cel.lulars.

Lliçó 26. Enginyeria genètica de plantes

Plásmid Ti de Agrobacterium. Vector génic DNA-T. Vectors virales. Transferència de DNA en les plantes. Orgànuls cel.lulars transgènics. Clonació de gens mitjançant elements transponibles. Arabidopsis com a model d'estudi.

Lliçó 27. Oncogens i anti-oncogens

El càncer com a malaltía genètica. Oncogens. Proto-oncogens. Clonació d'un oncogen humà activat. Gens supressors de tumors. Retinoblastoma. Gen P53. El càncer com a resultat de l'accumulació de mutacions dominants i recessives.

Lliçó 28. Aplicacions industrials del DNA recombinant

Expressió de proteïnes en cèl.lules d'organismes. Vacunes. Anticossos monoclonals. Drogues recombinants. Introducció de DNA en plantes. Adquisició de resistència en les plantes. Animals transgènics. Animals resistents a malaltíes.

Lliçó 29. DNA recombinant i SIDA

El virus de la immunodeficiència humana (HIV). El genoma del HIV. Gens característics del HIV. Teràpia contra el HIV. Desenvolupament de vacunes. Sarcoma de Kaposi.

Lliçó 30. Teràpia gènica

Correcció de defectes gènics en animals transgènics. Consideracions ètiques de la teràpia gènica en humans. Correcció de defectes genètics "in vitro". Vectors cel.lulars per a la teràpia gènica. Teràpia gènica "in vivo". La teràpia gènica en els essers humans.

Lliçó 31. DNA recombinant i Evolució

El món del RNA. Paper dels introns en l'evolució. Elements mòbils i evolució genòmica. La duplicació gènica en l'evolució. Evolució dels primats. DNA mitocondrial com a rellotge molecular. Origens dels orgànuls intracel.lulars. Bases genètiques de l'altruïsme.

GENETICA BIOQUIMICA HUMANA

Lliçó 32. Genètica bioquímica humana

Les hemoglobines: estructura, funció i loci. Aspectes evolutius dels gens de la globina: Pseudogens de l'hemoglobina. Evolució de l'hemoglobina. Variants de l'hemoglobina: Anèmia falciforme, hemoglobines Lepore i anti-Lepore. Les talassèmies.

Lliçó 33. Desordres bioquímics humans

Mecanisme de les malaltíes bioquímiques. Hiperfenilalaninèmies. Galactosèmies. Malaltía de Tay-Sachs. Mucopolisacaridosi. Síndrome de Lech-Nyham.

Lliçó 34. Grups sanguinis

Grups sanguinis i altres polimorfismes a la sang. Polimorfismes enzimàtics dels glòbuls vermells. Polimorfismes de les proteïnes del plasma. Significat dels polimorfismes.

Lliçó 35. Diagnòstic pre-natal i consell genètic

Indicacions per al diagnòstic pre-natal. Tècniques. L'alfa-fetoproteïna. Desordres bioquímics. L'organització de programes de diagnòstic pre-natal. Finalització de l'embaràs. El procés del consell genètic. Screening d'una malaltia genètica.

BIBLIOGRAFIA

DARNELL, J.; LODISH, H.; BALTIMORE, D. (1990). Molecular Cell Biology. W.H. Freeman and Co., New York

LEWIN, B. (1994). Genes V. John Wiley and Sons. Hi ha una versió en castellà de Genes III: Genes. Ed. Omega.

OLIVER, S.; WARD, J.M. (1985). A Dictionary of Genetic Engineering. Cambridge University Press.

SERRANO, J.L.; GARCIA LOBO, J.M. (1990). Manual de Genética Molecular. Ed. Síntesis.

SMITH, C.A.; WOOD, E.J. (1991). Molecular Biology and Biotechnology. Chapman and Hall, New York

THOMPSON, J.S.; THOMPSON, M.W. (1986). Genetics in Medicine. Fourth Edition. W.B. Saunders Company.

VOGEL, F.; MOTULSKY, A.G. (1986). Human Genetics. Problems and Approaches. Springer Verlag.

WATHERALL, D.J. (1991). The New Genetics and Clinical Practice. Oxford University Press.

WATSON, J.D.; HOPKINS, N.H.; ROBERTS, J.W.; STEITZ, J.A.; WEINER, A.M. (1987). Molecular Biology of the Gene. Fourth Edition. The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc. Menlo Park, California 94025.

WATSON, J.D.; GILMAN, M.; WITKOWSKI, J.; ZOLLER, M. (1992). Recombinat DNA. Second Edition. W.H. Freeman and Co., New York.