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Fac. de Ciencias-ULA. La Hechicera, Mérida 5101. Mérida. Telf: 0274-2401307. Fax: 0274-2401286. E-mail: pbcigen@ula.ve; www.pbcigen.ciens.ula.ve POSTGRADO EN BIOLOGÍA CELULAR CENTRO DE INGENIERÍA GENÉTICA (CIGEN) FACULTAD DE CIENCIAS UNIVERSIDAD DE LOS ANDES Nombre de la Asignatura Módulo I: Bioquímica Avanzada Unidades crédito 3 Horas teoría/práctica 48 horas teóricas Horas por semana 4 Cuerpo docente Profs. Juan Luís Concepción, Wilfredo Quiñones y Héctor Acosta. Justificación El contenido del módulo pretende que los estudiantes adquieran conocimientos avanzados del metabolismo intermediario, cinética enzimática, importación de proteínas a diferentes organelas, estructura de proteínas, interacción proteína-proteína como un ejemplo del uso de técnicas para el análisis del funcionamiento de los organismos vivos. En este módulo se pretende no sólo impartir un conocimiento avanzado de la bioquímica de organismos parásitos de importancia médica sino hacer discusiones profundas sobre técnicas avanzadas, que preparen al estudiante para el empleo de las mismas en cualesquiera sean los campos de su investigación. Objetivo General Que el estudiante sea capaz de interpretar procesos y técnicas bioquímicas. Unidad 1 Objetivo Terminal Bioquímica metabólica Distinguir los diferentes procesos metabólicos; anabólicos y catabólicos, empleando a los kinetoplastides como organismos modelo de estudio. Contenido Objetivos específicos 1.1 Repaso de metabolismo energético Repasar los conocimientos bioquímicos obtenidos en pregrado, mediante exposición de la información. 1.2 Metodologías usadas en el estudio del metabolismo Conocer las distintas metodologías empleadas en estudios bioquímicos, a través de lecturas comentadas. 1.3 Metabolismo de Trypanosomatidae, en particular de Trypanosoma brucei, T. cruzi y Leishmania spp. Conocer las distintas particularidades del metabolismo de estos parásitos y contrastarlo con el de otras células, a través de lecturas comentadas. 1.4 El glicosoma y su metabolismo (en particular a nivel de los balances de energía y redox (NAD/NADH). Cadena respiratoria Conocer el metabolismo glicosomal como una particularidad de los kinetoplastides, a través de lecturas comentadas. 1.5 Metabolismo energético en base Conocer el metabolismo del pirofosfato, a través de lecturas Fac. de Ciencias-ULA. La Hechicera, Mérida 5101. Mérida. Telf: 0274-2401307. Fax: 0274-2401286. E-mail: pbcigen@ula.ve; www.pbcigen.ciens.ula.ve a pirofosfato. comentadas. 1.6 Repaso de síntesis de esterol Recordar los conocimientos de esta ruta metabólica usando como modelo los kinetoplastidos, mediante exposición de la información. 1.7 Síntesis de esteroles en glicosoma y peroxisoma. Conocer los componentes de esta vía de síntesis que están presentes en estas organelas, a través de lecturas comentadas. Unidad 2 Objetivo Terminal Cinética enzimática Describir los diferentes mecanismos de acción enzimática. Contenido Objetivos Específicos 2.1 Michaelis-Menten: Km, Vmax, Kcat Explicar el significado de este mecanismo de acción enzimática y la manera de obtener las distintas constantes cinéticas, mediante discusión de trabajos relacionados con el tema. 2.2 Inhibición: Competitiva, no competitiva, acompetitiva y mixta. Identificar los distintos mecanismos de acción enzimática, mediante discusión de trabajos relacionados con el tema. 2.3 Enzimas con sitios múltiples y alosterismo: sitios no cooperativos, unión cooperativa, modelo sencillo de interacción secuencial, representación y ecuación de Hill y modelo de simetría o de transición concertada. Conocer este mecanismo de acción distinto al Michaelis-Menten, a través de exposición de este modelo. Unidad 3 Objetivo Terminal Estructura de proteínas. Esencialmente enfocado sobre proteínas de membrana. Distinguir las diferentes estructuras de proteínas de membrana y las particularidades de éstas con respecto a proteínas que no son de membrana. Contenido Objetivos Específicos 3.1 Repaso de estructura y propiedades de los aminoácidos y reglas generales para entender la estructura de las proteínas. Hidrofobicidad e hidrofilicidad. Recordar las nociones de estructura a través de exposición de contenidos relacionados 3.2 Estructuras secundarias, hélices, beta-configuraciones, beta- barril. Identificar los distintos tipos de estructura proteicas a través de la discusión de trabajos relacionados. 3.3 Clasificación de las proteínas de membrana Conocer los distintos criterios usados para la clasificación de estas proteínas a través de la discusión de trabajos relacionados. 3.4 Proteínas involucradas en transporte de electrones: fumarato reductasa, citocromo b, centros hierro/azufre Identificar desde el punto de vista estructural y funcional estas proteínas a través de la discusión de trabajos relacionados. Unidad 4 Objetivo Terminal Importación de proteínas. Describir los diferentes mecanismos de importación de proteínas a diferentes organelas subcelulares. Contenido Objetivos Específicos 4.1 Proteínas del retículo endoplasmático. Conocer el mecanismo de importación de proteínas al Retículo a través de la discusión de trabajos relacionados. 4.2 Proteínas de la mitocondria, cloroplasto y sus membranas. Conocer el mecanismo de importación de proteínas a la mitocondria, cloroplasto a través de la discusión de trabajos relacionados. 4.3 Proteínas del glicosoma Conocer el mecanismo de importación de proteínas al glicosoma, a través de la discusión de trabajos relacionados. Unidad 5 Objetivo Terminal Interacción proteína-proteína Conocer los diferentes mecanismos de interacción proteína – proteínas y los efectos de estas interacciones en la regulación de diferentes procesos metabólicos. Fac. de Ciencias-ULA. La Hechicera, Mérida 5101. Mérida. Telf: 0274-2401307. Fax: 0274-2401286. E-mail: pbcigen@ula.ve; www.pbcigen.ciens.ula.ve 5.1 Interacciones homólogas y heterólogas Recordar en que consisten este tipo de interacciones a través de ejemplos discutidos en trabajos relacionados. 5.2 Interacciones: hidrofóbicas, iónicas y Van der Walls. Recordar en que consisten este tipo de interacciones a través de ejemplos discutidos en trabajos relacionados. 5.3 Histéresis Conocer la Histéresis como un mecanismo que se origina de la interacción entre sub-unidades de la misma proteína a través de la discusión de trabajos relacionados. 5.4 Cambios de actividad enzimática debido a las interacciones de proteínas con diferentes ligandos y otras proteínas. Conocer como la actividad de una enzima puede ser afectada por estas interacciones a través de la discusión de trabajos relacionados. 5.5 Control del flujo metabólico por interacciones de proteínas con ligandos y otras proteínas. Conocer el concepto de flujo metabólico y como este se puede ver afectado por las interacciones proteína – proteína, a través de la discusión de trabajos relacionados. Estrategias de enseñanza Se dictarán clases magistrales de los principales temas donde el objetivo específico implique recordar contenido; se realizarán además discusiones de trabajos asignados semanalmente, relacionados con el tema a discutir. Recursos didácticos En las clases se emplean marcadores y pizarrón acrílico y eventualmente de ser necesario video beam o proyector de transparencia. Se recomiendan artículos actualizados de las siguientes revistas: Molecular and Biochemical Parasitology Nature Science Biochemistry FEBS Journal The Journal of Biological Chemistry Experimental parasitology Parasitology Research Archives Biochemical and Biophysical Analytical Biochemistry Biochemical Journal Estos artículos serán aportados antes de la clase para su discusión. Estrategias de evaluación La evaluación se basa en la discusiónde los trabajos asignados semanalmente; se consideran las intervenciones durante la discusión, se realizan exámenes que abarcan el contenido programático de la asignatura, generalmente al final del curso. Referencias Bibliográficas - Libros texto: - Voet, Donald - Voet, Judith. 2005. Fundamentos de Bioquímica. La vida a nivel molecular. Editorial PANAMERICANA - Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; y Stryer, Lubert. Biochemistry. 2005. New York: W. H. Freeman and Co. Fac. de Ciencias-ULA. La Hechicera, Mérida 5101. Mérida. Telf: 0274-2401307. Fax: 0274-2401286. E-mail: pbcigen@ula.ve; www.pbcigen.ciens.ula.ve - David, L. Nelson; Michael, M. Cox. 2006. Lehninger. Principios de Bioquímica. 4ªEd. Editorial: Omega. Edición. - Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James E. 2000. Molecular Cell Biology. New York: W. H. Freeman & Co. - Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter. 2002. Molecular Biology of the Cell. New York and London: Garland Science. - Segel, Irwin H. 1976. Biochemical Calculations: How to Solve Mathematical Problems in General Biochemistry. Publisher: John Wiley & Sons, Inc. Second edition.
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