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Academic Year/course: 2022/23

446 - Degree in Biotechnology

27118 - Cell Culture


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
27118 - Cell Culture
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
446 - Degree in Biotechnology
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
Annual
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject and its expected results respond to the following approaches and objectives:

- To train the student in the preparation of cell cultures and the design of experiments with said cultures.

- To develop the ability to analyze experimental results in the area of Cell Biology.

- To encourage teamwork and the organization of tasks in a cell culture laboratory.

These approaches and objectives are aligned with Sustainable Development Goals 3 and 9 of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of learning outcomes of the subject provides training and competence to contribute to some extent to its achievement.

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

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

The student must demonstrate the achievement of the expected learning outcomes through the following assessment activities:

1) Evaluation of the student's work in the laboratory:

a) Continuous evaluation of the work carried out daily in the laboratory and practice reports; presentation and interpretation of the results obtained will be assessed. The reports will have a maximum length of 40 pages. This section will account for 40% of the final grade.

c) Oral presentation and debate with classmates and the teacher about one of the practice session. This section will represent 10% of the final grade.

2) Written test. The test will consist of a series of problems or cases and questions about the practical contents of the subject. This assessment will account for 50% of the final grade. A minimum grade of 4.5 will be required in this test to pass the course.

Given the experimental nature of the subject, it is considered compulsory to carry out the practice sessions in the laboratory to pass the subject through the evaluation system indicated above. However, in addition to the evaluation modality indicated in the previous point, the student will have the possibility of being evaluated in a global test, which will be eminently practical and which will judge the achievement of the learning results indicated above.

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. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, laboratory classes, 

Students are expected to participate actively in class throughout the semester. This is an essentially practical course. Students are expected to acquire basic skills for the maintenance and use of cell cultures. 

Further information regarding the course will be provided on the first day of class. 

 

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • 1) Lectures on the basis and uses of cell culture and fundamentals of the techniques used in laboratory sessions.
  • 2) Laboratory sessions (12) will allow the student to develop the ability to plan experiments and analyze results, as well as to solve practical questions.
  • 3) Elaboration of a written report describing and discussing the results obtained in practical sessions.
  • 4) Oral presentation and discussion of a technique and the results obtained in the laboratory sessions.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • Topic 1. Introduction to cell culture. Usefulness and applications of cell cultures.  Limitations. Cell inspection with the (inverted) microscope. Cell viability and counting. Light microscope, phase-contrast microscope, fluorescence microscope. Freezing and thawing cells. Liquid nitrogen storage.
  • Topic 2. Culture of animal cells. Basic techniques of cell culture. Cell isolation and purification. Maintenance of cell cultures. Characterization and cryopreservation. Cell immortalization techniques and their problems. Security in biological laboratories.
  • Topic 3. Engineering cells. Introduction. Marker genes. DNA-transfection techniques. Primary cultures and cell lines. Transduction. Infection. Techniques to introduce exogenous proteins into cells.
  • Topic 4. Tissue biotechnology, Strategies. Stem cell culture versus specialized cell cultures. Purification and culture of stem cells. Cell differentiation techniques. Primary co-cultures. Organoids.
  • Topic 5. Applications of cell cultures: Cells as protein factories: generation of monoclonal antibodies by hybridomas, recombinant proteins, vaccines, etc.
  • Topic 6. Contaminations: Detection and elimination.
  • Topic 7. Methods for the analysis of viability and cell proliferation.

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the Facultad de Ciencias website https://ciencias.unizar.es/grado-en-biotecnologia.

Introductory lectures will take place in the first weeks of the semester.  Laboratory classes will be held in Laboratory 1 (Dpt. Biochemistry, Molecular and Cell Biology, Building A, 2nd Floor).

Students will be assigned to a group at the beginning of the semester. Session dates for each group will be communicated in the Moodle platform. Dates for oral exposition and deadlines for laboratory reports will also be communicated in this platform. 

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27118


Curso Académico: 2022/23

446 - Graduado en Biotecnología

27118 - Cultivos celulares


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
27118 - Cultivos celulares
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
446 - Graduado en Biotecnología
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Anual
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:

Formar al estudiante en la preparación de cultivos celulares y el diseño de experimentos con dichos cultivos.

Desarrollar la capacidad de análisis de resultados experimentales en el área de Biología Celular.

Fomentar el trabajo en equipo y la organización de las tareas en un laboratorio de cultivos celulares.

 

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible 3 y 9 de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

El uso de cultivos celulares es esencial en muchos procesos biotecnológicos.  En este sentido, los estudiantes de Grado en Biotecnología adquirirán con esta asignatura conocimientos y habilidades que les permitirán establecer, mantener y analizar cultivos celulares animales.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se recomienda haber cursado Biología, Técnicas Instrumentales, Inmunología y Microbiología.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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

Juzgar el estado actual y las posibilidades de futuro de las técnicas de cultivos celulares.

Emplear la terminología básica usada en los cultivos celulares.

Aplicar la metodología del cultivo in vitro de células de diferentes orígenes, conociendo sus fundamentos.

Aplicar las técnicas de transfección en células en cultivo.

Aplicar las técnicas de determinación de viabilidad y proliferación celular.

Aplicar la metodología necesaria para el mantenimiento y la conservación de las células en cultivo.

2.2. Resultados de aprendizaje

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

Uso del equipamiento y diseño de una unidad de cultivo de células

Uso de las estrategias de los cultivos celulares.

Diseño de procedimientos de mantenimiento de células en cultivo.

Aplicación de las técnicas para conservar y mantener las líneas celulares.

Realización de transformaciones de células.

Observación de células al microscopio óptico y de fluorescencia.

Conocimiento de las principales aplicaciones biotecnológicas de los cultivos celulares.

Elaboración y defensa de informes basados en resultados experimentales.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

El uso de cultivos celulares es clave en el desarrollo de múltiples técnicas relacionadas con la Biotecnología y también en procesos industriales biotecnológicos. Los cultivos celulares constituyen el material de partida, por ejemplo, para la obtención de anticuerpos y otras biomoléculas de interés biotecnológico y/o farmacéutico.

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 evaluación

1)  Evaluación del trabajo del alumno en el laboratorio a través de:

               a) Evaluación continua del trabajo realizado diariamente en el laboratorio e informes de prácticas en los que se valorará la correcta presentación e interpretación de los resultados obtenidos. Los informes tendrán una extensión máxima de 40 páginas. Este apartado supondrá el 40% del la nota final.

               c) Exposición oral y debate con los compañeros y el profesor de una de las prácticas realizadas. Este apartado supondrá el 10% de la nota final.

2) Realización de una prueba escrita. La prueba escrita consistirá en una serie de preguntas tipo problema o caso sobre los contenidos de la asignatura. Esta valoración supondrá el 50% de la nota final. Se requerirá una nota mínima de 4.5 en esta prueba para superar la asignatura.

 

Dado el carácter experimental de la asignatura se considera obligatoria la realización de las prácticas en el laboratorio para superar la asignatura mediante el sistema de evaluación indicado anteriormente. No obstante, además de la modalidad de evaluación señalada en el punto anterior, el alumno tendrá la posibilidad de ser evaluado en una prueba global, que será eminentemente práctica y que juzgará la consecución de los resultados del aprendizaje señalados anteriormente.

 

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

 Se trata de una asignatura eminentemente práctica en la que el alumno adquirirá competencias básicas para el mantenimiento y utilización de cultivos celulares.  Incluye sesiones de clase magistral en las que se presentan los conceptos básicos y las técnicas habituales de cultivos celulares. El trabajo en el laboratorio será dirigido y se pretende que el alumno desarrolle la capacidad de planificación de su trabajo así como capacidad para interpretar resultados y resolver problemas experimentales. Asimismo se valorará la capacidad de los alumnos de analizar los resultados experimentales y extraer conclusiones en base a los mismos.

La asignatura se completará con seminarios de ponentes externos que ofrecerán una visión aplicada de los cultivos celulares en diferentes ramas.

4.2. Actividades de aprendizaje

 El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en las siguientes actividades:

1) Introducción teórica sobre los fundamentos y aplicaciones de los cultivos celulares y las técnicas a realizar en cada práctica.

2) 13 sesiones prácticas según el programa general indicado en el siguiente punto.

3) Elaboración de informes escritos relativos a las prácticas realizadas y los resultados obtenidos. Extensión máxima: 40 páginas.

4) Exposición oral de una de las prácticas realizadas.

5) Prueba de evaluación escrita.

 

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.

 

4.3. Programa

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Introducción:  Ventajas y posibilidades de los cultivos celulares. Limitaciones. Observación de células al microscopio. Recuentos celulares y viabilidad. Tipos de microscopios. Congelación y descongelación. Contenedores de almacenamiento.

Cultivo de células animales: Técnicas de manipulación de células animales en cultivo. Métodos básicos de cultivos celulares: aislamiento de células, mantenimiento del cultivo, caracterización y preservación. Técnicas de inmortalización y problemática. Seguridad biológica en los laboratorios.

Sistemas de modificación celular: Introducción. Genes marcadores. Técnicas de introducción de ADN. Transfección. Líneas estables. Transducción. Infección. Métodos de introducción de proteínas.

Evolución de los cultivos celulares: Cultivos en tres dimensiones. Matrices. Organoides.

Contaminaciones: agentes causales, detección y eliminación.

Métodos de determinación de la viabilidad y la proliferación celular.

Biotecnología de tejidos: Estrategias. Células pluripotentes y cultivos especializados. Tecnología de aislamiento y cultivo de células. Técnicas de diferenciación celular.

Aplicaciones: Células como factorías de producción de proteínas (anticuerpos, vacunas, fármacos). Biorreactores.

La asignatura se completará con seminarios de ponentes externos que ofrecerán una visión aplicada de los cultivos celulares en diferentes ramas.

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

 Las sesiones teóricas tendrán lugar en las primera semanas del curso según el horario disponible en la web de la Facultad de  Ciencias.

Las prácticas se realizarán en el Laboratorio 1 situado en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Celular.  Los alumnos se distribuirán en grupos y las fechas de las sesiones prácticas de cada grupo se comunicarán en la plataforma Moodle al comienzo del curso. Del mismo modo se comunicará la fecha de las exposiciones orales y de entrega de informes de cada grupo.

 

 

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=27118