- Conocimiento de la forma experimental de diseñar un proyecto de utilidad en biotecnología
- Conocimiento de las herramientas informáticas básicas disponibles en Internet para el dessarrollo de trabajos de interés biotecnológico
- Conocimiento de las principales aplicaciones de la tecnología de DNA recombinante y de los microorganismos en procesos de interés biotecnológico

Los seminarios están orientados hacia una mayor participación de los alumnos. En ellos se pretende que el alumno participe activamente mediante la resolución de problemas concretos relacionados con la teoría explicada.

Se imparten en el Aula de informatica. El profesor explica el fundamento de los programas utilizados en la manipulación de secuencias de DNA y proteínas. Los alumnos manejan dichos programas mediante la resolución de casos prácticos; el análisis de los resultados obtenidos por los alumnos se hace en la misma clase de forma colectiva.

Tema 1. Bases de datos de interés en biotecnología. Recuperación de secuencias de DNA. Familiarización con el sistema de anotación. Genomas microbianos y su visualización.
Tema 2. Software para diseño de oligonucleótidos. Utilidades de la PCR.
Tema 3. Análisis in silico de DNA. Búsqueda de ORFs en DNA e identificación de señales reguladoras. Análisis primario: composición y propiedades fisicoquímicas. Utilización de codones.
Tema 4. Análisis in silico de proteínas. Concepto de homología. Búsqueda de función por comparación.
Tema 5. Búsqueda de motivos funcionales y otras señales en proteínas. Predicción de topología.

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Fundamentos de la utilización de los microorganismos para la obtención de productos de interés biotecnológico.
Desarrollo de microorganismos mediante manipulación genética optimizados para la producción de sustancias de interés farmacéutico.

Conocimientos medios de biología molecular y microbiología así como básicos de informática, a nivel de usuario.

OBJETIVOS GENERALES: Se pretende que el alumno se familiarice con las herramientas básicas que posibilitan la manipulación genética de microorganismos enfocadas hacia su utilización en la producción de sustancias de interés biotecnológico. Por ello, se describirán los fundamentos de biología molecular y tecnología de ADN recombinante como herramientas en biotecnología. También se pretenderá que el alumno conozca los diferentes sistemas de expresión génica, tanto en procariotas como en eucariotas, su potencialidad y limitaciones. Estos conocimientos se desarrollarán desde un punto de vista aplicado concretándose en procesos de interés actual que tengan utilidad terapéutica, interés industrial o medioambiental

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

- Conocimiento de la forma experimental de diseñar un proyecto de utilidad en biotecnología
- Conocimiento de las herramientas informáticas básicas disponibles en Internet para el desarrollo de trabajos de interés biotecnológico
- Conocimiento de las principales aplicaciones de la tecnología de DNA recombinante y de los microorganismos en procesos de interés biotecnológico.

I. Fundamentos de Biotecnología microbiana

Tema 1. Introducción a la tecnología de DNA recombinante: desarrollo histórico. Los microorganismos como herramienta esencial en la Biotecnología. Aplicaciones en la producción de productos sanitarios. Consecuencias e impacto social.

Tema 2. Aislamiento de genes mediante PCR. Utilidades de la PCR en Biotecnología microbiana. Ejemplos y problemas.

Tema 3. Técnicas básicas de manipulación de DNA in vitro. Enzimas utilizados habitualmente en clonación.

Tema 4. Vectores de clonación utilizados en sistemas microbianos. Principales características funcionales. Marcadores genéticos: tipos y utilidades. Ficha Docente: Biotecnología Farmacéutica I

Tema 5. Sistemas de selección de recombinantes. Sistemas de introducción de DNA en células microbianas. Selección genética.

Tema 6. Sistemas de rastreo que utilizan microorganismos como huésped genético. Características y limitaciones. II. Expresión de proteínas heterólogas en microorganismos

Tema 7. Expresión heteróloga en microorganismos. Problemas generales. Expresión heteróloga en sistemas procarióticos. Vectores de expresión. Bacterias utilizadas. Ventajas y limitaciones.

Tema 8. Expresión heteróloga en sistemas eucarióticos. Vectores de expresión. Levaduras y hongos filamentosos utilizados. Ventajas y limitaciones. Uso de baculovirus y cultivo de células de insectos.

Tema 9. Optimización de la expresión heteróloga. Fusiones génicas: Aplicaciones. Estabilidad y purificación de proteínas. Cromatografía de afinidad. Ingeniería de proteínas. Construcción de proteínas de fusión y mutagénesis dirigida. Ejemplos y problemas.

Tema 10. Optimización de la expresión heteróloga para la producción industrial. Estabilidad del DNA, optimización de la expresión génica y del crecimiento celular. Sistemas de producción a gran escala. Fermentadores y condiciones de cultivo.

Tema 11. Producción de proteínas recombinantes de uso farmacológico: hormonas, enzimas, factores de crecimiento y citoquinas. La insulina y sus derivados.

Tema 12. Mejora de cepas industriales por ingeniería metabólica. Producción de metabolitos primarios y secundarios.

Tema 13. Sistemas de escrutinio de fármacos. Desarrollo de nuevos fármacos: diseño estructural, química y biosíntesis combinatoria. Levaduras humanizadas.

Tema 14. Nuevas tendencias en investigación biotecnológica. Liberación y uso de OMGs.

La asistencia a las actividades presenciales es obligatoria. Es obligatorio igualmente superar las prácticas para poder superar la asignatura. La participación activa del alumno en todas las actividades docentes se valorará positivamente en la calificación final.

Examen al finalizar la asignatura 80%.

Resolución de problemas, prácticas y otras actividades: 20%.

Molecular Biotechnology. Glick, Pasternak, Patten. ASM Press. 2003 (3ª Edición) y 2009 (4ª Edición).
Ingeniería Genética y Transferencia Génica. (2ª edición) Marta Izquierdo. Ediciones Pirámide, Madrid. 2001.

El Departamento dispone de 10 copias de cada uno de los dos libros anteriores para que puedan usarlo como libro personal durante el transcurso del curso académico.

Pharmaceutical Biotechnology. G. Walsh. John Wiley & Sons. 2007.
Production of Recombinant proteins. G. Gellissen. Wiley-VCH. 2005.
Biotecnología. (4º Edición). J.E. Smith. Editorial Acribia. 2006.
Biología Molecular e Ingeniería Genética. (1ª edición) Luque, A. Herráez. Editorial Harcourt, Madrid. 2001.
Biotecnología para principiantes. R. Renneberg. Ed. Reverté. 2008

Página Web del Dpto. Microbiología II: http://www.ucm.es/info/mfar/
Página Web de Direcciones útiles en bioinformática http://www.ucm.es/info/mmol/Herramientas.html