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PROGRAMA DE LA ASIGNATURA 2007-2008
Ingeniería genética
y Biotecnología
Créditos: 6
Universidad de Almería
Departamento de Biología Aplicada
Área de Genética
Titulación: Ingeniero Agrónomo
Profesor responsable:
Manuel Jamilena Quesada
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Programa: Ingeniería Genética y Biotecnología
Titulación: Ingeniero Agrónomo
Universidad de Almería. Área de Genética
Profesor responsable: Manuel Jamilena Quesada
PROGRAMA DE TEORIA
Tema 1. Introducción. Objetivos y alcance de la Ingeniería Genética y la Biotecnología.
Tema 2. Composición y organización del genoma vegetal. Estructura del ADN, ARN y
proteínas. Estructura de los genomas eucariotas. ADN se secuencia única y ADN repetido.
Elementos transponibles.
Tema 3. Técnicas de análisis y manipulación de ácidos nucleicos. Purificación de ADN y
ARN Hibridación de ácidos nucleicos. Preparación y marcaje de sondas de hibridación..
Endonucleasas de restricción y exonucleasas. Ligación de ADN.
Tema 4. Síntesis in vitro de ácidos nucleicos. Polimerasas de ADN y ARN.
Retrotranscripción in vitro: síntesis de ADNc. Transcripción in vitro. La reacción en cadena de la
polimerasa: PCR y RT-PCR. Secuenciación de ADN. Mutagénesis dirigida y genes sintéticos.
Tema 5. Clonación de ADN en bacterias y virus. Vectores de clonación. Estrategias de
clonación. Librerías genómicas y librerías de ADNc. Técnicas de rastreo y utilización de las
genotecas.
Tema 6. Identificación y aislamiento de genes. Estrategias de clonación de genes
específicos. Expresión diferencial. Complementación funcional. Mutagénesis y etiquetado
génico. Marcadores moleculares y paseo cromosómico.
Tema 7. Análisis de la expresión génica. Caracterización de secuencias reguladoras de la
transcripción. Promotores y genes reguladores. Factores de transcripción y regulación de la
expresión génica. Determinación de la abundancia relativa de un transcrito: northern-blot y RTPCR a tiempo real.
Tema 8. Genómica. Genómica estructural. Los proyectos genoma. Genómica funcional.
Generación de colecciones de mutantes. Etiquetado de genes. Transcriptómica y proteómica.
Interacciones proteína-proteína.
Tema 9. ADN fingerprinting y diagnóstico molecular. Identificación de agentes infecciosos.
Diagnóstico de enfermedades hereditarias. El diagnóstico molecular en la mejora genética de
plantas. Identificación de OMGs.
Tema 13. Mejora biotecnológica de plantas: producción de plantas transgéncias.
Transformación de plantas mediada por Agrobacterium. El plásmido Ti. Vectores binarios. El
plásmido Ri. Transformación de plantas mediante el cañón de ADN. Construcciones
moleculares para la transformación de plantas. Genes marcadores.
Tema 14. Mejora biotecnológica de plantas: utilidades. Plantas resistentes a herbicidas.
Plantas resistentes a plagas y enfermedades. Mejora de las resistencias a virus. Plantas
tolerantes a estreses abióticos. Control de la floración y la fructificación. Mejora de la calidad de
frutos y semillas. Utilización de plantas transgéncias en la industria. Plantas transgénicas
productoras de biofármacos.
Programa: Ingeniería Genética y Biotecnología
Titulación: Ingeniero Agrónomo
Universidad de Almería. Área de Genética
Profesor responsable: Manuel Jamilena Quesada
PROGRAMA DE PRÁCTICAS
Las prácticas Ingeniería genética y Biotecnología consistirán en un conjunto de experimentos
encaminados a la clonación del gen ACO de calabacín mediante una estrategias de RT-PCR.
PRACTICA 1. Diseño de cebadores degenerados para la clonación del gen ACO de calabacín.
Se utilizarán diferentes programas informáticos para buscar y alinear diferentes genes ACO de
plantas y en especial de Cucurbitáceas. Identificación de regiones de homología y diseño de
cebadores degenerados.
PRACTICA 2. Aislamiento de ARN de calabacín y síntesis de ADNc. Sintetizaremos ADNc para
utilizarlo de molde en las reacciones de PCR de la práctica 3.
PRACTICA 3. Amplificación de un fragmento del gen ACO de calabacín mediante PCR. Se
utilizarán los cebadores degenerados para amplificar mediante PCR un fragmento del transcrito
del gen ACO de calabacín.
PRACTICA 4. Clonación del fragmento del gen ACO en E. coli. Purificaremos el fragmento de
PCR obtenido y lo ligaremos al plásmido pGEMT-easy.
PRACTICA 5. Clonación del fragmento del gen ACO en E. coli. Transformación de la ligación
en células competentes de E. coli.
PRACTICA 6. Purificación de ADN plasmídico de un clon recombinante conteniendo el
fragmento del gen ACO de clabacín. Se realizará una minipreparación para aislar y purificar el
ADN plásmidico del gen clonado para su posterior secuenciación.
PRACTICA 7. Diseño de cebadores y amplificación de los extremos 5´y 3´del gen ACO de
calabacín mediante RACE. La secuencia del fragmento del gen se utilizará para el diseño de
cebadores que nos permitan amplificar mediante RACE los extremos 5´ y 3 del gen ACO de
calabacín.
Programa: Ingeniería Genética y Biotecnología
Titulación: Ingeniero Agrónomo
Universidad de Almería. Área de Genética
Profesor responsable: Manuel Jamilena Quesada
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
BENITEZ BORRACO, (2005). Avances Recientes en Biotecnología Vegetal e Ingenieria
Genética. Reverte.
BIRCHLER, J.A.; NEWTON, K.J. (2006). Plant Genetics. Blackwell Science.
BROWN, T.A. (1996). Gene cloning. Chapman and Hall.
GRIFFITHS, A.J.F.; MILLER, J.H.; SUZUKI, D.T.; LEWONTIN, R.C. y GELBART, W.M.(2000).
An Introduction to Genetic Analysis (7ª Ed.). W.H. Freeman and Company. (La 5ª edición
está traducida al castellano. Introducción al análisis genético. 1995. Interamericana-McGrawHill.).
GRIFFITHS, A.J.F.; GELBART, W.M.; MILLER, J.H.; Y LEWONTIN, R.C. (2004). Genética
moderna. Interamericana-McGraw-Hill.
IZQUIERO, M. (2001). Ingeniería Genética y transferencia génica. Ediciones Pirámide. 2ª
edición.
LUQUE, J.; HERRÁEZ, A. (2001) Texto Ilustrado de Biología Molecular e Ingeniería Genética,
Ediciones Hardcourt, Madrid.
PRIMROSE, S.B.; TWYMAN, R. (2002) "Principles of genome analysis & genomics". 3ªed.
Blackwell publishing.
OLD, R.W.; PRIMROSE, S.B. (1996). Principles of Gene Manipulation. Blackwell Science.
SAMBROOK, J.; RUSSELL, D. (2000) Molecular Cloning. A Laboratory Manual, Cold Spring
Harbor Laboratory, New York.
WALKER, J.M., GINGOLD, E.B. (1997). Biología Molecular y Biotecnología. Acribia, S.A.
WATSON, J.D. (2006). Biología Molecular del Gen. 5ª edición. Panamericana.
WILLIAMS, A.; CECCARELLI, A.; SPURR, N. (1990). Genetic Engineering. Springer.
Programa: Ingeniería Genética y Biotecnología
Titulación: Ingeniero Agrónomo
Universidad de Almería. Área de Genética
Profesor responsable: Manuel Jamilena Quesada
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Las clases prácticas de la asignatura de Genética Molecular e Ingeniería Genética son
obligatorias, debiendo el alumno realizar un trabajo en el que se resuman los objetivos
planteados, la metodología utilizada y los resultados obtenidos en cada una de las prácticas.
La asistencia a prácticas y la realización de este trabajo supondrá 1/5 de la calificación final del
alumno.
2. Como complemento a las clases teóricas y prácticas, todos los alumnos realizarán un
SEMINARIO MONOGRÁFICO sobre un tema relacionado con la asignatura. Este trabajo,
aunque dirigido por el profesor, será íntegramente realizado por el alumno, incluyendo la
búsqueda de bibliografía sobre el mismo, análisis y estudio de los artículos más relevantes,
síntesis del tema en un trabajo escrito, y exposición oral del seminario. La evaluación de este
trabajo supondrá 1/5 de la calificación final del alumno. Se valorará el dominio del tema
propuesto así como la claridad en la exposición escrita y oral del mismo.
3. La asignatura contará con UN EXAMEN FINAL cuya calificación supondrá 3/5 de la nota final
del alumno. Para poder aprobar la asignatura será necesario obtener al menos 4/10 puntos en
el examen final.