FACULTAD DE MEDICINA HUMANAFILIAL NORTE

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS BÁSICAS

Guía de seminarios

BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR

2010-II

Profesores: Méd. Sánchez Castillo, JampieerBiól. Nolasco Cárdenas, Oscar, Msc.Biól. Murrugarra Bringas, VictoriaBiól. Lezama Vigo, Hélmer, MSc.Biól. Jerí Apaza, CésarBiól. La Rosa Loli, Rafael, MgBiól. Rodríguez Alayo, Néstor, Mg.Biól. Baca Dejo, Francisco, Mg.Biól. Alata Linares, Vicky, Mg

1

Q. F. Del Castillo Cotillo, Helda, Mg

2

INTRODUCCIÓN

La guía de seminarios del curso de Biología Celular y Molecular tiene como objetivo fomentar en el estudiante la lectura científica y el razonamiento de casos prácticos y reales relacionados con las bases teóricas.

Esta guía reúne una lista de preguntas relacionadas con cada tema expuesto en la conferencia magistral teórica. Dichas preguntas serán resueltas por los alumnos durante cada sesión de seminarios, con la tutoría del profesor y valiéndose de la bibliografía recomendada en el syllabus y sugerida por cada profesor así como de información actualizada reunida por el alumno. Al final de cada seminario el alumno debe ser capaz de razonar y resolver cuestionamientos aplicativos similares a los desarrollados en el seminario.

La guía se ha dividido en 3 partes de acuerdo a cada evaluación parcial. La primera parte comprende la célula y componentes celulares. La segunda parte incluye procesos celulares. La tercera parte trata sobre la genómica y las técnicas moleculares.

Se tomará un paso corto al inicio de cada seminario, basado en los temas a tratar ese mismo día. El alumno debe contar con su respectiva bibliografía (libros, artículos científicos, separatas, etc.) para solucionar cada seminario; además participar activamente durante la clase, Los alumnos trabajarán en grupos de 4 a 5 personas y deben traer resueltas las preguntas del cuestionario. Así mismo, el grupo responsable del tema de la semana debe presentar un informe sobre un artículo científico de revisión y presentarlo en Power Point a sus compañeros de clase y entregar una copia del artículo al docente del seminario y a cada uno de los grupos de clase de seminario.

La duración del seminario es dos horas académicas (45 minutos cada hora) y la distribución del tiempo durante el seminario será el que sigue:Paso corto: 10 minDesarrollo de cuestionario y discusión: 50 minutosPresentación de artículo por grupo encargado: 10 minutosDiscusión del artículo: 10 minutos

PROGRAMACION DE SEMINARIOS DEL CURSO BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR FILIAL NORTE 2010

SEMANA

FECHA SEM CONTENIDO

1 LU-02/VI-06 I-1 Introducción y Organización de grupos2 LU-09/VI-13 I-2 Origen y Evolución de la Célula. Fundamentos de la

Biología Molecular3 LU-16/VI-20 I-3 Microorganismos patógenos y beneficiosos. Bacterias,

virus y priones4 LU-23/VI-27 I-4 Membrana celular. Factor y grupos sanguíneos.

Diabetes tipo 1 y 25 LU-30/VI-03 I-5 Desórdenes generados por defectos en el transporte y

la absorción6 LU-06/VI-10 I-6 Revisión7 LU-13/VI-17 II-1 Citoesqueleto, matriz extracelular y contactos

celulares. Bases moleculares de la contracción muscular

8 LU-20/VI-24 Muerte celular. Apoptosis y necrosis9 LU-27/VI-01 II-2 ADN mitocondrial. Aplicaciones en Medicina forense.

Mitocondriopatías10 LU-04/VI-08 Desórdenes en receptores celulares.

Hipercolesterolemia familiar11 LU-11/VI-15 II-3 Revisión12 LU-18/VI-22 III-1 Cancer. Oncogenes y protooncogenes13 LU-25/VI-29 III-2 Técnicas en Biología Molecular, aplicación en

medicina14 LU-01/VI-05 III-3 Transcripción y traducción. Genómica estructural y

funcional15 LU-08/VI-12 III-4 Terapia génica y células madre16 LU-15/VI-19 Revisión

Guía para la presentación del informe de seminario

El alumno debe presentar un informe de seminario, que incluya las siguientes partes:

1. Carátula: Institución, título del seminario, grupo, horario y profesor.2. Introducción al tema: marco teórico conciso que respalde el

entendimiento del artículo y del tema de la semana.3. Artículo: Impreso si es de una revista virtual y/o fotocopiado si es de una

revista impresa.4. Resumen del artículo: el alumno debe ser capaz de redactar un resumen

con los puntos más relevantes del artículo5. Comentario y conclusiones.6. Referencias bibliográficas: libros y artículos de revisión a los que ha

consultado. NO SE ACEPTARA COMO REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA CUALQUIER PAGINA DE INTERNET QUE NO CUENTE CON UN SOPORTE CIENTÍFICO CONFIABLE, asi mismo NO SE ACEPTARÁN TRABAJOS IGUALES NI PLAGIOS DE LIBROS, REVISTAS U OTRA FUENTE BIBLIOGRÁFICA EMPLEADA.Las referencias bibliográficas deben ser citadas como corresponde.

Los docentes están en la obligación de brindar la ayuda necesaria que requieran los alumnos para que el desarrollo de cada una de las actividades del seminario sean resueltas de la mejor manera posible.

SEMINARIO SEMANA Nº 2

ORIGEN DE LA CÉLULAY FUNDAMENTOS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

1. ¿Qué función cumplió el medio ambiente en la aparición de la primera forma de vida en la tierra? Describa las principales características de la atmósfera primigenia.

2. ¿Qué tipo de célula cree usted que se originó primero: heterótrofa o autótrofa?- Explique por qué.

3. Las mitocondrias y cloroplastos se piensa que evolucionaron de una bacteria simbiótica presentes en células nucleadas. Explique el fundamento de esta hipótesis.

4. Mencione las diferencias entre las células procariotas y las células eucariotas.

5. ¿Por qué las células evolucionaron a lo largo de millones de años?. ¿qué factor las impulsó a hacerlo?

SEMINARIO SEMANA Nº 3

MICROORGANISMOS PATÓGENOS Y BENEFICIOSOS. BACTERIAS, VIRUS Y PRIONES

1. ¿Qué tipo de microorganismos sobreviven en condiciones letales para cualquier otro ser vivo?, explicar y dar ejemplos.

2. Mencione las diferencias moleculares entre una bacteria gram positiva y otra gram negativa.

3. ¿Qué son los virus? ¿Cuál es su estructura general? Explique el ciclo de crecimiento lisogénico y el lítico de los virus

5. Acerca de los priones:a. ¿Qué son los priones y cuántos tipos se conocen?b. ¿Cumplen los priones con el dogma central de la biología molecular?c. Investigar acerca de una enfermedad producida por los priones en

seres humanos.

SEMINARIO SEMANA Nº 4

MEMBRANA CELULAR. FACTOR Y GRUPOS SANGUÍNEOS. DIABETES TIPO 1 Y 2

1. ¿Cómo logra una proteína integral ser parte de la membrana celular?. ¿Cómo se relaciona una proteína extrínseca con la membrana celular?.

2. ¿A qué se refiere el término fluidez de membrana? Explique los factores que influyen en ella: temperatura, colesterol, fosfolípidos..

3. El factor Rh: estructura, localización. Clasificación de los grupos sanguíenos según este factor. Enfermedad hemolítica del recién nacido.

4. Describa la esctructura y cómo funcionan los transportadores de glucosa. (SGLT –GLUT).

5. Explique brevemente en que se diferencian la diabetes tipo 1 y 2. Explique cómo se puede originar esta enfermedad al encontrarse disfuncional el receptor de la insulina en la diabetes tipo 2.

SEMINARIO SEMANA Nº 5

DESÓRDENES GENERADOS POR DEFECTOS EN EL TRANSPORTE Y LA ABSORCIÓN

1. ¿Qué sucede con las células del pulmón (células alveolares) de una persona que se ahoga en el mar?

2. ¿Qué sucede a nivel de la bomba sodio ATPasa en una intoxicación con monóxido de carbono? ¿Por qué?

3. Defina que es transitocis y explique el mecanismo implicado en la secreción de IgA secretoria en la leche materna.

4. ¿Qué son las uniones GAP?, explique su estructura, función y como interviene en el mecanismo de la contracción del músculo cardiaco?

SEMINARIO SEMANA Nº 7

CITOESQUELETO, MATRIZ EXTRACELULAR Y CONTACTOS CELULARES. BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

1. ¿Qué es el colágeno? Explique su estructura y en que tejidos se encuentra. Explique brevemente las bases moleculares de la Osteogenesis imperfecta.

2. Explique la estructura de la unidad funcional del músculo esquelético y los acontecimientos moleculares implicados en la contracción muscular.

3. Explique las bases moleculares de la diapédesis.

4. ¿Qué son los desmosomas? ¿Cuál es su estructura? Explique las bases moleculares del Sindrome Estafilocócico de piel escaldada.

5. Explique detalladamente la estructura y función de los cilios y flagelos. ¿Qué sucede a nivel molecular en el Sindrome de kartagener o Sindrome de los cilios inmóviles?

SEMINARIO SEMANA Nº 8

MUERTE CELULAR. APOPTOSIS Y NECROSIS

1. Defina y explique lo que sucede a nivel molecular en la apoptosis.

2. Defina y explique lo que sucede a nivel molecular en la necrosis.

3. Explique las 2 formas de activación de la apoptosis.

4. Señale ejemplos de moléculas que inhiben o inducen la apoptosis.

5. La apoptosis y necrosis son procesos fisiológicos, patológicos o ambos?. Fundamente su respuesta.

SEMINARIO SEMANA Nº 9

ADN MITOCONDRIAL. APLICACIONES EN MEDICINA FORENSE. MITOCONDRIOPATÍAS

1. Mencione las características del ADN mitocondrial que lo diferencian del ADN nuclear y explique cómo se hereda.

2. Mencione las características comunes de las mitocondriopatías: investigue las bases moleculares de 1 enfermedad producida por estos defectos.

3. Mencione las diferencias estructurales y funcionales entre la membrana mitocondrial interna y externa.

4. Si existe un daño en las mitocondrias de una persona ¿cuál de los siguientes procesos se verían directamente afectados?, explíquelos brevemente a cada uno de los procesos afectados: a. Glucolisis.

b. Ciclo de krebs.

c. Transporte de electrones.

d. Fosforilación oxidativa.

e. Fermentación.

5. La medicina forense y el ADN mitocondrial. Aplicaciones.

SEMINARIO SEMANA Nº 10

DESÓRDENES EN RECEPTORES CELULARES. HIPERCOLESTEROLEMIA FAMILIAR

1. Defina y de ejemplos de: primer mensajero, segundo mensajero y transducción de señal.

2. La Proteína G: tipos, estructura y función.

3. ¿Cómo se afecta la actividad de la proteína G en las células intestinales después de la unión de la toxina del cólera a su receptor?

4. GMPc (Guanil Monofosfato Cíclico) como segundo mensajero y su relación con el óxido nítrico en la dilatación de los vasos sanguíneos.

5. Explique la función de la fosfolipasa C en la transducción de señales. 6. Analice el siguiente gráfico y responda: a. ¿Cuál es la estructura del receptor LDL?

b. ¿Qué eventos ocurren, a nivel de la membrana plasmática y citosólicamente, en la internalización y degradación del LDL?.

c. ¿Qué es la Hipercolesterolemia Familiar y que alteración a nivel molecular se presenta?

d. ¿Qué elementos participan?

SEMINARIO SEMANA Nº 12

CÁNCER. ONCOGENES Y PROTOONCOGENES

1. Mencione las diferencias entre un tumor benigno y uno maligno.

2. Explique las bases moleculares de las siguientes características de un tumor maligno: invasión, adhesividad celular, angiogénesis, metástasis y motilidad celular

3. Defina: proto-oncogen y gen supresor de tumor. Discuta en qué que genes, ocurren mutaciones de ganancia de actividad y en qué casos ocurren mutaciones de pérdida de función, relacionados con el cáncer.

4. Mencione 2 oncogenes y 2 genes supresores de tumores y los cánceres a los que se les ha asociado.

5. Explique la estructura y el rol de la telomerasa. ¿Por qué se relaciona el cáncer con la actividad de ésta?

SEMINARIO SEMANA Nº 13

TÉCNICAS EN BIOLOGÍA MOLECULAR, APLICACIÓN EN MEDICINA

1.Explique la técnica PCR (Reacción en cadena de polimerasa). Aplicaciones en medicina.

2. Explique la técnica de ELISA (Enzyme-Linked Inmuno Sorbent Assay) directo y sus aplicaciones en medicina.

3. Explique la técnica de ELISA (Enzyme-Linked Inmuno Sorbent Assay) indirecto y sus aplicaciones en medicina.

4. Explique la técnica de microarrays y sus aplicaciones en medicina.

5.Marcadores celulares: proteína verde fluorescente..

SEMINARIO SEMANA Nº 14

TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN. GENÓMICA ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL

1. Defina genómica estructural y funcional.

2. El gen que codifica la calcitonina en la tiroides y a la proteína relacionada con la calcitonina en el cerebro (CGRP) es el mismo. ¿Como es posible que un mismo gen pueda codificar estas 2 proteínas diferentes? (emplee el siguiente dibujo para su análisis)

3. Una enzima presente en el hígado de rata tiene una cadena polipeptídica de 452 aminoácidos y está codificada por un gen de 1896 pares de bases (pb). Interpretar la relación existente entre el número de residuos de aminoácidos de la proteína y el número de pares de bases del gen.

4. La Hb de las células falciformes tiene un residuo Val en la posición 6 de la cadena de globina, en vez de un residuo de Glu encontrado en la Hb A normal ¿Qué cambio se produce en el codón que codifica para el aminoácido en cuestión?

5. Mediante que mecanismo se explica que la apolipoproteína B (Apo-B) en el hígado no tenga el mismo tamaño que la apolipoproteína B en el intestino. Emplee el siguiente dibujo para evaluar su respuesta.

SEMINARIO SEMANA Nº 15

TERAPIA GENICA Y CELULAS MADRE

1. ¿Cuáles son las 2 características más importantes para reconocer una célula madre?

Explíquelas.

2. ¿Cuáles son los tipos de células madre que existen? (según clasificación: totipotentes,

pluripotentes, multipotentes, unipotentes)

3. ¿Cuáles son los tipos de células madre que existen? (según clasificación por etapa del

desarrollo: embrionaria y adulta)

4. En la médula ósea existen una gran variedad de células madre. Describa las

Hematopoyéticas, Mesenquimales y VSEL.

5. ¿Qué es un marcador celular? Explicar brevemente la Proteina verde fluorescente

(GFP).

6. Describa brevemente la técnica de FISH

7. Describa y grafique brevemente el estudio: “Cell differentiation: Hepatocytes from

non-hepatic adult stem cells” Malcolm R. Alison, Richard Poulsom, Rosemary Jeffery,

Amar P. Dhillon, Alberto Quaglia, Joe Jacob, Marco Novelli, Grant Prentice, Jill

Williamson and Nicholas A. Wright Nature 406, 257 (20 July 2000)

8. Describa y grafique brevemente el estudio “Chimerism of the transplanted heart”. De

Quaini F, Urbanek K, Beltrami AP, Finato N, Beltrami CA, Nadal-Ginard B, Kajstura J, Leri A,

Anversa P. N Engl J Med 2002 Jan 3;346(1):5-15.

9. Describa y grafique brevemente el estudio: “Allogeneic mesenchymal stem cells

restore cardiac function in chronic ischemic cardiomyopathy via trilineage

differentiating capacity” PNAS 2009 106 (33) 14022-14027;

doi:10.1073/pnas.0903201106, vol. 106 no. 33, p. 14022–27

10. ¿Cuáles son las diferencias entre:

a. Terapia Regenerativa: Regeneración órganos y tejidos

b. Ingeniería de Tejidos: Reemplazo de órganos y tejidos sólidos

c. Terapia Génica: Implante células manipuladas genéticamente?

Explique brevemente cada una