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Curso Académico: 2020/21

446 - Graduado en Biotecnología

27127 - Biotecnología animal


Información del Plan Docente

Año académico:
2020/21
Asignatura:
27127 - Biotecnología animal
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  • Introducir los elementos básicos de biotecnología reproductiva y bioconservación 
  • Proporcionar al estudiante el conocimiento de las células germinales y sus aplicaciones
  • Que el estudiante se familiarice con las bases de la transferencia y terapia génica entre organismos.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Asignatura obligatoria de 6 ECTS. Se imparte en el segundo cuatrimestre del 4º curso del grado de Biotecnología.

Esta asignatura proporciona a los estudiantes una especialización en un ámbito importantísimo de la Biotecnología, como es, por un lado, el conocimiento de las técnicas de biotecnología reproductiva, y por otro lado, las bases sobre la generación de mamíferos transgénicos.

 

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Como asignatura obligatoria del grado en Biotecnología se sustenta en los conocimientos adquiridos en las asignaturas de Biología, Fisiología, Genética, Ingeniería genética y Biología molecular. 

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

  1. Conocer las bases de la biotecnología reproductiva en relación a la bioconservación, de la reproducción asistida, la transgénesis y la terapia génica, así como sus aplicaciones.
  2. Conocer las características de las células germinales.
  3. Ser capaz de utilizar correctamente las técnicas de laboratorio básicas en biotecnología reproductiva, transgénesis y  terapia génica.
  4. Además de estas competencias específicas, el alumno ha de mejorar:
  • La capacidad de observación. 
  • La capacidad para resolver los problemas concretos.
  • El análisis crítico de la información.
  • La síntesis e integración de la información.
  • La presentación pública de temas.

 

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  1. Reconocimiento y manipulación de las células germinales para su aplicación biotecnológica.
  2. Conocimiento de las bases de la transferencia génica, sus modalidades y sus aplicaciones.
  3. Elaboración de informes relacionados con la asignatura.
  4. Elaboración y presentación oral de trabajos basados en bibliografía relacionada con la asignatura.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

 

Esta asignatura proporciona a los estudiantes una especialización en un ámbito importantísimo y de gran actualidad en la Biotecnología y sus aplicaciones futuras, como es, por un lado, el conocimiento de las técnicas de biotecnología reproductiva, imprescindibles para la medicina humana y para la mejora de la producción animal, así como las estrategias de conservación de animales en peligro de extinción. Y por otro lado, aporta las bases sobre la generación de mamíferos transgénicos y el desarrollo de estrategias experimentales mediante terapias génicas.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

  1. La asimilación y dominio de las competencias específicas se verificarán con una prueba, normalmente escrita, aunque en función de las necesidades podrá ser oral. La prueba escrita consistirá de una serie de preguntas test. Cada una de ellas se valorará, en caso de ser correcta la respuesta, con 1 punto. Para aprobar se necesita alcanzar el 60% del contenido total del examen. El resultado de la valoración de la adquisición de conocimientos supondrá el 75% de la nota final.
  2. El 25% de la calificación final lo aportará la asistencia a las prácticas de laboratorio junto con la valoración de las exposiciónes de los seminarios relacionados con la asignatura, siempre y cuando el alumno haya obtenido una calificación superior a 4,5 en el examen final de la asignatura.
  3. Aquellos estudiantes que en las convocatorias anteriores hayan superado el 50% de la puntuación correspondiente en alguna de las actividades formativas no tendrán la obligación de volver a realizar dichas actividades.

El fraude o plagio total o parcial en cualquiera de las pruebas de evaluación dará lugar al suspenso de la asignatura con la mínima nota, además de las sanciones disciplinarias que la comisión de garantía adopte para estos casos.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Esta asignatura tiene asignados 6 ECTS, que se corresponderían a 150 horas de trabajo por parte del estudiante. De esas horas, el 40% son presenciales (60) y el resto no presenciales. Así, esta materia está estructurada de la siguiente forma:

 

1)      Horas presenciales: 60 horas

  • 40 horas de clases magistrales participativas presenciales.
  • 10 horas de prácticas en el laboratorio presenciales y obligatorias.
  • 10 horas de seminarios presenciales y obligatorias.

 

2)      Horas no presenciales: 90 horas

  • Preparación de seminarios
  • Horas de estudio por parte del alumno

4.2. Actividades de aprendizaje

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza dispongan realizarlas de forma telemática.

CLASES MAGISTRALES

Presenciales, 40 h.

Está previsto poner a disposición de los alumnos la documentación de cada tema (a través de Moodle) al menos con 1 semana de antelación del inicio de explicación de cada apartado, con objeto de que el alumno la revise con detalle antes de la correspondiente clase. En principio, está previsto dedicar 5 minutos al repaso de la clase anterior con el fin de situar al alumno en la posterior explicación, 45 minutos a la exposición de los aspectos más importantes y/o dificultosos. Se hará hincapié en la necesidad de interrumpir al profesor cuando lo crean conveniente para resolver problemas que se vayan planteando durante la exposición.

 

CLASES PRACTICAS

Presenciales y obligatorias. 10 h.

La práctica 1 se llevará a cabo en las instalaciones del Servicio de Apoyo a la Experimentación Animal (SAEA) y en los laboratorios de evaluación espermática del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular. En esta práctica los alumnos trabajan en grupos reducidos (6 personas máximo, que se anunciarán con antelación), manejando a los sementales ovinos, observando el proceso de obtención de semen mediante vagina artificial, y posteriormente analizando en el laboratorio la calidad espermática. Esta práctica de laboratorio se realizará en una sesión de 3 horas.

Las prácticas 2 y 3 se llevarán a cabo conjuntamente en los laboratorios de prácticas del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular de la Facultad de Veterinaria y consistirán en la congelación de espermatozoides y una selección espermática por el método swim-up. Se evaluará la calidad seminal post-descongelación y tras la selección espermática mediante las técnicas aprendidas en la práctica 1.

La práctica 4 consistirá en el planteamiento de experiencias de terapia génica y se realizará en el Aula Informática de la Facultad de veterinaria.

 

SEMINARIOS

Presenciales y obligatorios. 10 h.

Los seminarios se organizarán en sesiones de 1 hora y consistirán en la selección de un animal modificado genéticamente y su presentación. Se realizarán en horario de clases teóricas.

 

Todo alumno será informado sobre los riesgos que puede tener la realización de las prácticas de esta asignatura, así como si se manejan productos peligrosos y qué hacer en caso de accidente, y deberá firmar el compromiso a cumplir con las normas de trabajo y seguridad para poder  realizarlas. Para más información, consultar la información para estudiantes de la Unidad de Prevención de Riesgos Laborales: http://uprl.unizar.es/estudiantes.html.

4.3. Programa

CLASES TEORICAS

Sección 1: Biotecnología Reproductiva

1. Introducción a la biotecnología de la reproducción.
2. Fisiología de la reproducción. Aparato reproductor masculino y femenino. Regulación hormonal y gametogénesis.
3. Fecundación y gestación: Capacitación espermática, reacción acrosómica y unión con el ovocito. Desarrollo embrionario temprano y reconocimiento maternal de la gestación. Diagnóstico de gestación.
4. Evaluación y control hormonal: Determinación del momento del ciclo estral. Medida de niveles hormonales. Inducción y sincronización del celo. Superovulación.
5. Obtención de semen y valoración de la calidad seminal: motilidad, viabilidad, morfoanomalías, estado de capacitación, marcadores apoptóticos y heterogeneidad poblacional. Sexaje de espermatozoides.
6. Conservación de gametos: refrigeración y congelación. Efecto del choque térmico por frío sobre los gametos. Criodiluyentes y crioprotectores.
7. Inseminación artificial: métodos de inseminación.
8. Obtención de ovocitos, maduración y fecundación in vitro. Inyección intracitoplasmática. Cultivo de embriones.
9. Transferencia embrionaria. Conservación de embriones.
10. Biotecnología reproductiva aplicada a la conservación de especies: cultivo de espermatogonias y otras tecnologías en fase experimental, transferencia embrionaria interespecífica, clonación…

 

Sección 2: Transgénesis

11. Fundamentos de la transgénesis. Inyección en pronúcleo. Células ES de ratón y recombinación homóloga.
12. Construcciones para sobreexpresión dirigida a un tejido
13. Construcciones para sobreexpresión transitoria
14. Transferencia nuclear en animales domésticos. Células ES humanas. Células iPS
15. Construcciones para alteración punctual del genoma. Transgénicos de supresión
16. Transgénicos condicionales, inducibles y recombinasas .
17. Nucleasas: ZFN, TALEN y CRISPR
18. Caracterización de fenotipos y papel del sustrato genético.  Bases de datos y aplicaciones

 

Sección 3: Terapia génica

19. Introducción a la terapia génica. Formas de actuación mediante terapia génica.
20. Vectores virales: retrovirus, adenovirus, adenovirus asociados y lentivirus.
21. Vectores no virales.
22. Enfermedades candidatas a la terapia génica.
23. Células troncales y terapia celular. Descelularización y printing.
24. Terapia génica versus terapias tradicionales.

 

 

CLASES PRACTICAS

  1. Obtención de semen, manejo de sementales y valoración de la calidad seminal.
  2. Congelación de gametos (espermatozoides).
  3. Swim-up y valoración del proceso de congelación.
  4. Planteamiento de experiencias de terapia génica.

 

 

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

La asignatura consta de clases magistrales participativas, prácticas de laboratorio y seminarios, y se llevará a cabo durante el segundo cuatrimestre del calendario académico.

El periodo de clases teóricas coincidirá con el establecido oficialmente. Consultar en: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia. Los seminarios se integrarán en el horario previsto para las clases teóricas.

Los lugares de impartición de las sesiones, el calendario y los grupos de prácticas se establecerán de manera coordinada con el resto de materias a principio de curso. El coordinador, junto con los profesores de la asignatura, confeccionará los grupos de prácticas a principio de curso con el objeto de no producir solapamientos con otras asignaturas.

Para las prácticas de laboratorio, las fechas concretas y la composición de los grupos de prácticas se harán públicos a través del TABLON DE ANUNCIOS DEL GRADO en la plataforma Moodle de la Universidad de Zaragoza https://moodle2.unizar.es/add/ y en el moodle de la asignatura.

Unas fechas provisionales se podrán consultar en la página web de la Facultad de Ciencias en la sección correspondiente del Grado en Biotecnología: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

En dicha web se podrán consultar también las fechas de exámenes en el apartado Grado en Biotecnología.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía actualizada de la asignatura se consulta a través de la página web de la biblioteca:

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=27127&year=2020


 


Curso Académico: 2020/21

446 - Degree in Biotechnology

27127 - Animal Biotechnology


Información del Plan Docente

Academic Year:
2020/21
Subject:
27127 - Animal Biotechnology
Faculty / School:
100 -
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

1.2. Context and importance of this course in the degree

1.3. Recommendations to take this course

2. Learning goals

2.1. Competences

2.2. Learning goals

2.3. Importance of learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. It favors the understanding of the different animal biotechnologies. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as theory sessions, laboratory sessions, and seminars.

Students are expected to participate actively in the class throughout the semester.

Classroom materials will be available via Moodle. These include a repository of the lecture notes used in class, the course syllabus, as well as other course-specific learning materials.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class and the website of the Faculty of Sciences in the corresponding section of the Degree in Biotechnology: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

4.2. Learning tasks

The teaching and assessment activities will be carried out in person unless, due to the health situation,the competent authorities and the University of Zaragoza arrange to carry them out electronically.

 

The course includes 6 ECTS organized according to:

- Lectures (4 ECTS): 40 hours.

- Laboratory sessions (1 ECTS): 10 hours.

- Seminars (1 ECTS): 10 hours.

Lectures, 40h.

Lecture notes will be available for the student (via Moodle) at least 1 week before their explanation in the classroom. At the beginning of each lecture, it is planned to spend 5 minutes reviewing the previous one in order to place students in the later explanation, and a 45 minutes exposure of the most important and/or difficult aspects. It will emphasize the need to interrupt the teacher when they see fit to solve problems as they arise during the lecture.

Laboratory sessions, mandatory attendance. 10 h.

Session 1 will take place on the premises of Support Service of Experimentation (SAE) and the sperm evaluation laboratories of the Department of Biochemistry and Molecular and Cellular Biology, both in the Faculty of Veterinary Medicine. In this laboratory session, the students will work in small groups (6 people maximum, to be announced in advance), and they will handle the rams during the semen collection by artificial vagina, and they will analyze the sperm quality in the laboratory in a 3-hour session.

Sessions 2 and 3 will take place together in a 5-hour session, in the laboratory of the Department of Biochemistry and Molecular and Cellular Biology, Faculty of Veterinary Medicine. The students will freeze ram sperm, select spermatozoa by the swim-up technique, and they will evaluate the post-thaw and post-selection quality using the techniques learned in session 1.

Session 4 will take place in the computer room of the Faculty of Veterinary. In this session, the students will design gene therapy treatments

Seminars, mandatory attendance. 10 hrs.

The seminars will be organized in sessions of 1 hour and will consist of the selection of a genetically modified animal and its presentation. They will be held on the schedule of the lectures.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

LECTURES

SECTION 1: REPRODUCTIVE BIOTECHNOLOGY

  1. Introduction to Reproductive Biotechnology
  2. Physiology of reproduction. Female and male reproductive system. Hormonal regulation and gametogenesis.
  3. Regulation of female reproduction: Reproductive cyclicity. Measurement of hormone levels. Induction and synchronization of oestrus. Superovulation. 
  4. Sperm capacitation, acrosome reaction and binding to oocyte
  5. Semen collection methods. Sperm quality assessment: motility, viability, morphological alterations, capacitation status, apoptotic markers and subpopulation heterogeneity. Sperm sexing methods.
  6. Gamete preservation: refrigeration and freezing. Cold-shock effects on gametes viability. Cryodiluents and cryopreservation protocols.
  7. Artificial insemination: procedure and methods.
  8. Oocyte recovery methods.  In vitro maturation and in vitro fertilization (IVF). Intracytoplasmic sperm injection (ICSI). In vitro embryo culture. Early embryo development and maternal recognition of pregnancy. Pregnancy diagnosis.
  9. Embryo transfer. Embryo preservation.
  10. Reproductive biotechnology applied to animal endangered species.
     

SECTION 2: TRANSGENESIS

11. Foundations of transgenesis. In pronucleus injection. Mouse ES cells and homologous recombination

12. Constructions for tissue-directed overexpression

13. Constructions for transient overexpression

14. Nuclear transfer in domestic animals. Human IS cells. IPS cells

15. Constructions for punctual alteration of the genome. Suppression GMOs

16. Conditional, inducible transgenics and recombinases.

17. Nucleases: ZFN, TALEN and CRISPR

18. Characterization of phenotypes and role of the genetic substrate. Databases and applications

 

SECTION 3: GENE THERAPY

20. Introduction to Gene Therapy. Strategies based on Gene Therapy.

21. Viral vectors: retrovirus, adenovirus, adenoassociated adenovirus and lentivirus.

22. Non viral vectors.

23. Candidate diseases for Gene Therapy.

24. Stem cells and Cell Therapy. Descellularization and printing.

25. Gene Therapy versus traditional therapies.

PRACTICE SESSIONS

  1. Sperm collection from rams using artificial vagina. Evaluation of semen samples.
  2. Cryopreservation of gametes (spermatozoa).
  3. Evaluation of cryopreserved sperm. Swim-up
  4. Approach to Strategies based on Gene Therapy.

SEMINARS

In this activity the students will gather information on a relevant aspect related to animal biotechnology and this information will be presented and discussed in class.

4.4. Course planning and calendar

For further details concerning the timetable, classroom and further information regarding this course, please refer to the "Facultad de Ciencias" website (https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia).

The course consists of participatory lectures, labs, and seminars, and will take place during the second semester of the academic calendar. For students enrolled in the subject, the places, times and dates of lectures and practical sessions will be public via Bulletin Board advertisements of the grade on the platform Moodle at the University of Zaragoza, https://moodle2.unizar.es/add/, and in the Moodle page for the course. These routes will also be used to communicate enrolled students their distribution by groups of practical sessions, which will be organized by the coordination of degree, and the teachers of the course. The seminars will generally be held on schedule for the lectures.

Provisional dates will be available on the website of the Faculty of Sciences in the corresponding section of the Degree in Biotechnology: https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

In this web, there will also be available the dates of exams.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=27127&year=2020