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Academic Year of Degree: 2024/25

653 - Degree in Biomedical Engineering

32109 - Biochemistry and Molecular Biology


Teaching Plan Information

Academic year:
2024/25
Subject:
32109 - Biochemistry and Molecular Biology
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
653 - Degree in Biomedical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

This course constitutes a basic foundation in the training of a biomedical engineer, providing essential knowledge in Biochemistry and Molecular Biology. It will address the principles and mechanisms that regulate life at the molecular level, including the structure and function of important biomolecules such as proteins, nucleic acids, carbohydrates and lipids, as well as basic concepts of genetics, metabolism and modern techniques in Molecular Biology.

The course is designed to:

  • Equip students with a solid understanding of the chemical and biological components that form the basis of biological systems and their interactions.
  • Prepare students to apply this knowledge in the development of innovative biomedical technologies and treatments.
  • To foster practical skills through laboratories and projects that simulate real-life challenges in Biomedical Engineering.

The knowledge acquired in this course is crucial for the understanding of many other areas in Biomedical Engineering, including tissue bioengineering, medical devices, and gene and molecular therapies.

2. Learning results

By the end of this course, students will have learned to:

  • Understand the structure and function of the main biomolecules and their involvement in biochemical processes.
  • Understand how these biomolecules interact to carry out essential cellular functions such as DNA replication, protein synthesis, and energy metabolism.
  • Relate alterations in the structure and function of these molecules to specific pathologies.
  • Master the fundamentals of molecular genetics and its applications in Biomedical Engineering.
  • Learn basic techniques in Molecular and Cellular Biology, as well as in Biochemistry.
  • Analyze experimental data and critically interpret experimental results and use these techniques to explore scientific hypotheses and Biomedical Engineering problems.
  • Use biochemical principles to design medical devices, drug delivery systems and tissue regeneration strategies.
  • Develop critical skills for the evaluation of scientific literature, discerning studies of high quality and relevance to Biomedical Engineering.
  • Present and defend research results before a scientific audience, developing solid, evidence-based arguments.

3. Syllabus

1. Macromolecular interactions: types of interactions between biomolecules and their pathophysiological role.

2. Enzymes and metabolic regulation: types of enzymes, enzyme reactions, mechanisms of action and their regulation, as well as their application in Biomedical Engineering.

3. Introduction to cellular metabolism and bioenergetics: fundamental metabolic pathways and their regulation, and implications of these processes in the design of therapeutic and diagnostic interventions.

4. Introduction to molecular genetics: replication, transcription, translation and regulation of gene expression, genome editing technologies and their biomedical applications.

5. Motors, sensors, molecular transporters and nerve impulses: proteins and complexes that facilitate molecular transport and signaling, design and modifications for biomedical applications.

6. Applications of Biochemistry in Biomedical Engineering: new technologies and treatments in Biomedical Engineering, such as biomaterials, drug delivery systems and biological sensors.

4. Academic activities

  • Theoretical classes (40 hours): Sessions that will address the essential structural and functional principles of biomolecules, metabolic pathways and fundamental analytical techniques in Biochemistry. Classes will include discussions on the application of this knowledge in the creation of solutions to Biomedical Engineering problems.
  • Laboratory practical classes (10 hours): Sessions where students will perform experiments related to biochemical processes studied in theory classes. These sessions are designed to develop technical and analytical skills in a controlled environment.
  • Seminars (10 hours): Sessions that will allow students to explore advanced topics and applications of Biochemistry in Biomedical Engineering. Group discussions, literature reviews and presentations on technological innovations and challenges will be included.

5. Assessment system

Assessment in this course is designed to measure understanding, analysis and application of concepts learned in lectures, practical sessions and seminars. A combined approach including formative assessments will be used to provide constant feedback and ensure comprehensive learning.

Theoretical Assessment (75% of the total final grade):

- Midterm Exam: A midterm exam will be held at mid-semester, which will assess the subject matter covered up to that point and allow students to eliminate the relevant subject if they pass the exam.

- Final Exam: A final exam will be held at the end of the semester, which will cover all the contents of the respective semester.

Practical Assessment (10% of the total final grade):

- Laboratory Reports: Assessment based on the reports handed in post-practical sessions, where technical skills, precision in the handling of experiments and the ability to analyze and discuss results, as well as the ability to communicate scientific information will be assessed.

- Questionnaire: Set of multiple-choice questions at the end of each practical session, where the understanding of the execution of the experimental work and related concepts will be evaluated.

Participation in Seminars, Papers and Projects (15% of the total final grade):

- Presentations and Discussions: Evaluation of individual or group presentations made in seminars, as well as active and constructive participation in discussions, reflecting the student's ability to analyze, integrate, apply and communicate knowledge.

- Special Assignments and Projects: Work during the semester that may include essays, case study analysis, research projects or design of experiments.

 

Additional Criteria:

- In order to pass the course, it is necessary to obtain a minimum of 5 out of 10 in each component of the assessment.

- If any component of the assessment is failed and the final grade is equal to or higher than 5, a 4.9 grade will appear on the transcript.

- If practical classes are failed, a practical exam will be held on the day of the final exam.

- The final grade will be calculated by adding the contributions of each component, provided that each part has been passed according to the established criteria.

- Students enrolled for 2nd time or subsequent are not required to attend the practical activities, provided that they have been successfully completed and passed them (after evaluation of the report and questionnaire) previously.

- The evaluation of the second call will be carried out by means of a theoretical exam with the same characteristics of the first call, which will be averaged in the same way as the rest of the evaluations.

 

Attendance requirements:

- Attendance at laboratory practical sessions and seminars is compulsory and will be considered in the evaluation of participation.

 

In any case, students can opt for a single final theoretical-practical exam in which they can obtain the maximum mark (100%), and must pass both the theoretical and practical parts in order to pass the course.

6. Sustainable Development Goals

3 - Good Health & Well-Being
4 - Quality Education
9 - Industry, Innovation and Infrastructure


Curso Académico: 2024/25

653 - Graduado en Ingeniería Biomédica

32109 - Bioquímica y Biología Molecular


Información del Plan Docente

Año académico:
2024/25
Asignatura:
32109 - Bioquímica y Biología Molecular
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
653 - Graduado en Ingeniería Biomédica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Esta asignatura constituye una de las bases fundamentales en la formación de un ingeniero biomédico, proporcionando conocimientos esenciales en Bioquímica y Biología Molecular. Se abordarán los principios y mecanismos que regulan la vida a nivel molecular, incluyendo la estructura y función de biomoléculas importantes como proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y lípidos, así como conceptos básicos de genética, metabolismo y técnicas modernas en Biología Molecular.

El curso está diseñado para:

  • Dotar a los estudiantes de una comprensión sólida de los componentes químicos y biológicos que forma la base de los sistemas biológicos y sus interacciones.
  • Preparar a los estudiantes para aplicar este conocimiento en el desarrollo de tecnologías y tratamientos biomédicos innovadores.
  • Fomentar habilidades prácticas a través de laboratorios y proyectos que simulan desafíos reales en la Ingeniería Biomédica.

Los conocimientos adquiridos en este curso son cruciales para la comprensión de muchas otras áreas en Ingeniería Biomédica, incluyendo bioingeniería de tejidos, dispositivos médicos y terapias genéticas y moleculares.

2. Resultados de aprendizaje

Cuando los alumnos superen esta asignatura habrán aprendido a:

  • Comprender la estructura y función de las biomoléculas principales y su implicación en procesos bioquímicos.
  • Entender cómo estas biomoléculas interactúan para llevar a cabo funciones celulares esenciales como la replicación del DNA, la síntesis de proteínas, y el metabolismo energético.
  • Relacionar las alteraciones en la estructura y función de estas moléculas con patologías específicas.
  • Dominar los fundamentos de la genética molecular y sus aplicaciones en Ingeniería Biomédica.
  • Manejar técnicas básicas en Biología Molecular y Celular, así como en Bioquímica.
  • Analizar datos experimentales e interpretar críticamente resultados experimentales y utilizar estas técnicas para explorar hipótesis científicas y problemas de Ingeniería Biomédica.
  • Utilizar principios bioquímicos para el diseño de dispositivos médicos, sistemas de liberación de fármacos y estrategias de regeneración tisular.
  • Desarrollar habilidades críticas para la evaluación de la literatura científica, discerniendo estudios de alta calidad y relevancia para la Ingeniería Biomédica.
  • Presentar y defender los resultados de investigación ante una audiencia científica, elaborando argumentos sólidos y basados en evidencia.

3. Programa de la asignatura

1. Interacciones macromoleculares: tipos de interacciones entre biomoléculas y papel fisiopatológico.

2. Enzimas y regulación metabólica: tipos de enzimas, reacciones enzimáticas, mecanismos de acción y su regulación, así como su aplicación en ingeniería biomédica.

3. Introducción al metabolismo y la bioenergética celular: vías metabólicas fundamentales y su regulación, e implicaciones de estos procesos en el diseño de intervenciones terapéuticas y diagnósticos.

4. Introducción a la genética molecular: replicación, transcripción, traducción y regulación de la expresión génica, tecnologías de edición genómica y sus aplicaciones biomédicas.

5. Motores, sensores, transportadores moleculares e impulso nervioso: proteínas y complejos que facilitan el transporte molecular y la señalización, diseño y modificados para aplicaciones biomédicas.

6. Aplicaciones de la Bioquímica en Ingeniería Biomédica: nuevas tecnologías y tratamientos en Ingeniería Biomédica, tales como biomateriales, sistemas de liberación de fármacos y sensores biológicos.

4. Actividades académicas

  • Clases teóricas (40 horas): Sesiones que abordarán los principios estructurales y funcionales esenciales de las biomoléculas, las rutas metabólicas y las técnicas analíticas fundamentales en bioquímica. Las clases incluirán discusiones sobre la aplicación de estos conocimientos en la creación de soluciones para problemas de Ingeniería Biomédica.
  • Prácticas de laboratorio (10 horas): Sesiones donde los estudiantes realizarán experimentos relacionados con procesos bioquímicos estudiados en clases de teoría. Estas prácticas están diseñadas para desarrollar habilidades técnicas y analíticas en un entorno controlado.
  • Seminarios (10 horas): Sesiones que permitirán a los estudiantes explorar temas avanzados y aplicaciones de la Bioquímica en Ingeniería Biomédica. Se incluirán discusiones grupales, revisiones de la literatura y exposiciones sobre innovaciones y desafíos tecnológicos.

5. Sistema de evaluación

La evaluación en esta asignatura está diseñada para medir la comprensión, análisis y aplicación de los conceptos aprendidos en clases teóricas, prácticas y seminarios. Se utilizará un enfoque combinado que incluye evaluaciones formativas para proporcionar retroalimentación constante y asegurar un aprendizaje integral.

Evaluación Teórica (75% del total de la nota final):

  • Examen Parcial: Se realizará un examen parcial a mitad del semestre, que evaluará la materia cubierta hasta ese punto y permitirá a los estudiantes eliminar la materia correspondiente si aprueban el examen.
  • Examen Final: Se realizará un examen al final del semestre, que cubrirá todos los contenidos del semestre respectivo.

Evaluación Práctica (10% del total de la nota final):

  • Informes de Laboratorio: Evaluación basada en los informes entregados post-prácticas, donde se evaluarán las habilidades técnicas, la precisión en el manejo de los experimentos y la capacidad de análisis y discusión de resultados, y la capacidad de comunicación de información científica.
  • Cuestionario:  Conjunto de preguntas tipo test que se realizarán al final de cada práctica, donde se evaluará la comprensión de la ejecución del trabajo experimental y los conceptos relacionados.

Participación en Seminarios, Trabajos y Proyectos (15% del total de la nota final):

  • Presentaciones y Discusiones: Evaluación de las presentaciones individuales o grupales realizadas en los seminarios, así como la participación activa y constructiva en discusiones, reflejando la capacidad del estudiante de analizar, integrar, aplicar y comunicar el conocimiento.

Asignaciones Especiales y Proyectos: Trabajos durante el semestre que pueden incluir ensayos, análisis de estudios de casos, proyectos de investigación o diseño de experimentos.

Criterios Adicionales:

  • Para aprobar la asignatura, es necesario obtener un mínimo de 5 sobre 10 en cada componente de la evaluación.
  • Si se suspende algún componente de la evaluación y la calificación final es igual o superior a 5, en el acta figurará un 4,9.
  • Si se suspenden las clases prácticas, el día del examen final se realizará un examen de prácticas.
  • La nota final se calculará sumando las contribuciones de cada componente, siempre que cada parte haya sido aprobada según los criterios establecidos.
  • Los estudiantes de 2ª matrícula o posteriores no tienen obligación de realizar las actividades prácticas, siempre y cuando hayan sido realizadas y superadas con éxito (tras evaluación del informe y cuestionario) anteriormente.
  • La calificación de la segunda convocatoria se llevará a cabo mediante un examen teórico con las mismas características de la primera convocatoria que mediará de la misma manera con el resto de pruebas.

Requisitos de Asistencia:

  • La asistencia a las prácticas de laboratorio y seminarios es obligatoria y se considerará en la evaluación de la participación.

En todo caso, el alumno puede optar a un único examen final teórico-práctico en el que podrá obtener la máxima calificación (100%), debiendo aprobar tanto la parte teórica como la práctica para superar la asignatura.

6. Objetivos de Desarrollo Sostenible

3 - Salud y Bienestar
4 - Educación de Calidad
9 - Industria, Innovación e Infraestructura