BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

Clases Teóricas (no obligatorias)

Miércoles y Viernes 15-17 hs - Aula I

Clases Prácticas (obligatorias)

Miércoles y Viernes 17-19

Grupo I: Laboratorio I

Grupo II: Laboratorio II

Inicio: 14/03

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BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

Personal Docente

Profesor Titular

Dr. Massimiliano Dematteis

Jefe de Trabajos Prácticos

Dra. María de las Mercedes Sosa

Dra. María Betiana Angulo

Auxiliares de Primera Adscriptos

Dra. Gabriela Elizabeth Farco

Dra. Gisela Mariel Via do Pico

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Serán considerados regulares los alumnos que cumplieran con las

siguientes exigencias:

a) Alcanzar el 75 % de asistencia en las clases prácticas.

b) Aprobar el 75% de las clases prácticas.

c) Aprobar todos los parciales con calificación 6 (seis) o superior.

Los alumnos que no alcanzaran al 75% de aprobación de las clases

prácticas o no aprobaran los parciales con un mínimo de 6 (seis)

serán considerados alumnos libres.

Regularización de la Asignatura

Para lograr la promoción sin examen final de la asignatura, se

debe cumplir con los siguientes requisitos:

a) Alcanzar el 75 % de asistencia a las clases prácticas.

b) Aprobar el 75 % de las clases prácticas.

c) Aprobar las evaluaciones parciales en primera instancia,

obteniendo un promedio de 7 (siete) o superior al finalizar el

cursado.

Los alumnos que no obtuvieran un promedio mínimo de 7 (siete) en

las evaluaciones parciales y/o no alcanzaran al 75 % de aprobación

de las clases prácticas, pero cumplimenten los restantes requisitos

para regularizar la asignatura serán considerados alumnos

regulares y deberán rendir examen final.

Promoción sin Examen Final de la Asignatura

• Las consultas que quieran realizar los alumnos,

tanto sobre temas teóricos como prácticos, las

deberán efectuar al Profesor responsable de la

asignatura.

• Horario: miércoles y viernes, previo al inicio de

las clases teóricas.

• Todos los días y horarios en:

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Horarios de Consultas

• Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts & P. Walter. 2016. Biología Molecular de

la Célula. 6º edición. Ed. Omega, Madrid.

• Becker, W. 2007. El Mundo de la Célula. 6º edición. Ed. Pearson-Addison Wesley.

• Brown, T. A. 2008. Genomas. 3º edición. Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires.

• Cooper, G.M. & R. E. Hausman. 2014. La Célula. 6° edición. Ed. Marbán, Madrid.

• Curtis, H., N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini. 2009. Biología. 7º ed. Ed. Médica

Panamericana, Buenos Aires.

• De Robertis, E. M. F. & J. Hib. 2012. Biología Celular y Molecular. 16º edición. El Ateneo,

Buenos Aires.

• Herráez, A. 2012. Biología Molecular e Ingeniería Genética. Elsevier Health Sciences,

Barcelona.

• Karp, G. 2014. Biología Celular y Molecular. 6º edición. Ed. McGraw-Hill Interamericana,

México.

• Lodish, H., A. Berk, P. Matsudaira, C. A. Kaiser, M. Krieger, A. Bretscher, H. Ploegh, A. Amon

& M. P. Scott, S. 2016. Biología Celular y Molecular. 7º edición. Ed. Panamericana, Buenos

Aires.

• Plattner, H. & J. Hentschel. 2014. Biología Celular. 4º edición. Ed. Médica Panamericana,

México.

• Sadava, D., Purves, W. K., Orians, G. H., Heller, H. C, Hillis, D. M. 2009. Vida: la ciencia de la

biología. Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires.

• Watson, J. D., T. Baker, S. P. Bell, A. Gann, M. Levine & R. Losick. 2016. Biología molecular

del gen. 7º edición. Ed. Médica Panamericana, Buenos Aires.

Bibliografía General

Origen de la Biología

Celular y Molecular

Las Primeras Células

Origen de la teoría celular

Cedillas en Corcho-1655

• Robert Hooke era inventor y naturalista, que realizó grandes contribuciones en el campo

de la física teórica y experimental.

• La primera observación de células la realizó al analizar una delgada capa de corcho, pero

luego extendió esas observaciones a otros vegetales.

• El propio Hooke observó células vivas e identificó un “jugo” en el interior de las celdas,

que interpretó como parte del sistema de circulación de savia.

Las Primeras Células

Royal Society de Londres (1667)

Origen de la teoría celular

Las Primeras Células

Anton Van Leewenhoek (1674)

Origen de la teoría celular

Primeros Indicios de la Teoría Celular

• Bichat (1801) establece el concepto de tejido

como unidad morfológica y funcional de los

seres vivos.

• Dutrochet y Purkinje (1824) consideran a la

célula como la unidad estructural y fisiológica

de los organismos.

• Robert Brown (1831) descubre el núcleo en las

células vegetales.

• Dujardin (1835) descubre el protoplasma en el

interior de las células y le asigna el carácter de

“materia viva”.

Origen de la teoría celular

X. Bichat (1771-1802)

E. Purkinje (1787-1869)

Teoría Celular

Matthias Schleiden (1804-1881)

1838

Todas las plantas están formadas por

células

La teoría celular

Theodor Schwann (1810-1882)

1839Los animales también se encuentran

constituidos por células

Matthias Schleiden (1804-1881)

• Sus aportes a la teoría celular pueden resumirse en tres elementos

fundamentales.

1. Establece que todos los vegetales están formados por células.

2. El crecimiento de los vegetales depende de la generación de nuevas

células.

3. La célula se origina de una masa gelatinosa de la cual se organiza un

nucléolo alrededor del cual se organiza el núcleo celular.

• Theodor Schwann fue un zoólogo alemán.

• Su contribución fue extender al campo de los

animales los descubrimientos hechos por

Matthias Schleiden en las plantas.

Theodor Schwann (1810-1882)

División Celular

• Propone en 1855 que las células se

originan únicamente a partir de

células preexistentes, “ommis cellula

e cellula”.

• …..“donde se origine una célula, allí

tiene que haber existido previamente

una célula, igual que el animal solo

puede provenir de un animal y una

planta de otra planta”.

La teoría celular

Rudolph Virchow (1821-1902)

División Celular

• realizó los aportes más importantes sobre

la división celular.

• centró su interés en el estudio del núcleo

celular.

• fue quien denominó “cromatina” a la

sustancia que ocupa el interior del mismo.

• pero el aporte fundamental fue la

descripción de la mitosis y la

identificación de los cromosomas (1882).

La teoría celular

Walther Flemming (1843 - 1905)

Teoría Cromosómica de la Herencia

• Con el redescubrimiento de los trabajos de Gregor Mendel (1822 - 1884) y los

nuevos conocimientos sobre la célula, se abrió un nuevo campo: la

citogenética.

• Esto permitió correlacionar los acontecimientos que ocurren durante la

división celular, con los principios que rigen la herencia de los caracteres.

• Se pudo comprobar la ubicación física de los factores hereditarios (genes) en

los cromosomas.

Walter S. Sutton (1877-1916) Theodor Boveri (1862-1915)

Los ácidos nucleicos

El Material Hereditario

Frederick Griffith (1928)

Los ácidos nucleicos

El Material Hereditario

Avery et al. (1944)

Los ácidos nucleicos

El Material Hereditario

Hershey y Chase (1953)

Los ácidos nucleicos

Watson y Crick (1953)

Modelo de la “Doble

Hélice”

Estructura del ADN

Los ácidos nucleicos

Los genes

“son segmentos de ADN capaces de dirigir la síntesis de un

polipéptido determinado”

George Beadle – Edward Tatum (1941)

• Severo Ochoa en 1955 descubre la ARN polimerasa y sintetiza por primera

vez in vitro una molécula de ARN (Premio Nobel de Fisiología y Medicina

en 1959).

La expresión de los genes

• propusieron la hipótesis del mensajero: "debe existir una molécula que

transporte la información fielmente desde el ADN hasta las proteínas“.

Jacob y Monod (1961)

La expresión de los genes

• demostraron la existencia del este intermediario que resultó ser una

molécula de ácido ribonucleico que se denominó ARN mensajero.

Brenner & al. (1961)

La expresión de los genes

• Nirenberg y Khorana descifran el

código genético (Premio Nobel de

Medicina en 1968).

La expresión de los genes

Dogma Central de la Biología Molecular

F. Crick (1970)

Biología

MolecularTecnología

del ADN

Solución de

crimenes

Bancos de

ADN, ARN

Proteínas

Mapas de

Genomas

completos

.

Marcadores

Síntesis de

Sondas de

ADN

Localización

de desórdenes

genéticos

Síntesis de Nuevas

Proteínas

Nuevos

Antibióticos

Nuevas

Plantas y

Animales

Nuevos

Alimentos

Ingeniería Genética

Clonación

Producción de

Proteínas humanas

Terapia

Génica

Fármacos

Anti-cáncerDiagnósticos

Anticuerpos

Monoclonales

Cultivo de

Células

Vegetales

Transferencia

de genes en

animales

Cultivos

Celulares

• El Proyecto Genoma Humano se inició en 1990 previsto para el 2007, se

terminó el 26 de Junio de 2000, con la secuenciación de todo el genoma

humano de unos 30,000 genes y 3 mil millones de pares de bases (pb).

• Con la secuenciación completa del genoma humano, es posible el hallazgo de

genes, el cual puede permitir el entendimiento de la función de dichos genes.

Genómica

• El 14 de Diciembre de 2000, se presentó la secuencia del genoma del primer

vegetal Arabidopsis thaliana.

• El 26 de Enero de 2001, la secuencia del arroz (Orizae sativa).

Genomas Vegetales

Ingeniería Genética

• Conjunto de técnicas nacidas de la Biología molecular que permiten manipular el

genoma de un ser vivo.

• Permite insertar genes exógenos a un organismo cualquiera.

1. Agrobacterium.

La bacteria conteniendo el inserto, infecta las células de la planta produciendo la

recombinación genética.

2. Acelerador de Partículas (Gene Gun).

Un cañón artificial bombardea micropartículas con el inserto, sobre la célula.

3. Electroporación.

Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear.

4. Polietilenglicol.

Exposición de las membranas al PEG, facilita el movimiento de las moléculas de

ADN.

5. Silicon Wiskers.

Inyección con fibras microscópicas, que atraviesan las membranas con los

insertos.

Métodos

• Producción de proteína C humana en leche

de cerdos, para tratar desórdenes como

hemofilia.

• Expresión de precursor de la hormona de

crecimiento proteasa resistente en tejido de

músculo de cerdo.

• Secreción de hormonas de crecimiento

humano en tejido seminal de cerdo.

• Producción de lisostafina en glándulas

mamarias de ratones que previene mastitis

por S. aureus.

• Para el futuro control de insectos y

reducción de pesticidas se realiza

Ingeniería Genética en colonias de insectos

para que sean fértiles en el laboratorio y

estériles al ser liberados en el campo.

Modificaciones Genéticas en Animales

• Se limitan principalmente a la resistencia a

herbicidas o a determinados patógenos y pestes.

• En varios países hay millones de hectáreas

cultivadas con plantas modificadas genéticamente,

tales como: soja (Glycine max), algodón

(Gossypium hirsutum), tabaco, papa y maíz.

• Arroz con beta caroteno de genes de narciso.

• Arroz fortificado con un gen de la ferritina de la

soja.

• Tomate larga vida (ADN antisentido en gen de la

poligalacturonasa que degrada las pectinas en la

maduración).

• Tomate con tres veces y medio de beta caroteno.

Modificaciones Genéticas en Vegetales

• Término genérico para la replicación en laboratorio de genes, células u

organismos con copias genéticas exactas.

Clonacion

Clonación de animales

(transferencia del núcleo de una célula

somática: célula diferenciada)

• Consiste en tomar el núcleo de una

célula del paciente adulto y

transferirlo a un óvulo humano cuyo

núcleo se ha eliminado previamente.

• El resultado es un embrión humano

clónico (un clon del paciente).

• Sin embargo, el embrión no se

implanta en una mujer (lo que daría

lugar a un hijo clónico del paciente).

• Sólo se le dejaría desarrollarse unos

días. Luego se elimina para obtener

de él las células madre.

Cultivo de Células Madres

• La clonación humana ya se esta

intentando de forma clandestina en

varios laboratorios en el mundo.

• La clonación reproductiva no arroja

resultados suficientes, no existen

garantías como para clonar un ser

humano.

• Por cada intento de clonación hay

detrás miles de fallos, abortos y

malformaciones genéticas.

• Para obtener a Dolly: 277 fusiones de

ovocitos con células mamarias, solo 29

embriones fueron aptos. De estos solo

uno resultó un éxito.

Clonación de Humanos????