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Academic Year/course: 2023/24

537 - Master's in Molecular and Cellular Biology

66030 - Advanced methods in molecular and cellular biology


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
66030 - Advanced methods in molecular and cellular biology
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
537 - Master's in Molecular and Cellular Biology
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

The subject is designed to offer students a broadening, updating and deepening of knowledge on some of the main techniques and procedures currently used in laboratories of Molecular and Cellular Biology, Biotechnology or Biomedicine. It is intended that students at this level deepen their knowledge  acquired from previous degrees, learn about new advances in the state of the art and acquire additional skills , reaching a level of knowledge close to that of a specialist.

The learning results provide training and competencies to contribute to the fulfilment of some of the Sustainable Development Goals included in the 2030 Agenda of the United Nations, such as:

Goal 3: Health and Wellness.

Goal 9: Industry, innovation and infrastructure.

Goal 12: Responsible Production and Consumption

2. Learning results

The student, in order to pass this subject, must demonstrate that they is able:

1. -To value the relevance of scientific advances in this field.

2. -To plan the molecular cloning of a gene, perform targeted mutagenesis experiments, genetic analysis of diseases at the DNA and RNA, design protein purification and characterization protocols, carry out metabolite analysis, gene expression analysis, miRNAs analysis and their functional study, propose the methods to be used, carry them out and interpret the results.

3. -To search and analyse specific information and transfer aspects of molecular and cellular biology.

4. -To solve specific problems that may arise in a molecular and cellular biology laboratory.

5. -To present work done individually.

Basic and general competencies:

Upon completion of the subject, the student will be able to:

1. -Develop technological applications of biochemical processes and transfer solutions to industry in the food, chemical, cosmetic, pharmaceutical and healthcare sectors.

2. -Acquire the training, aptitudes, skills and method necessary for the completion of a doctoral thesis in the area of Biochemistry and Molecular Biology

3. -Develop research or technological activities in Public Organizations related to research

-(University, CSIC, INIA, and other Research Institutes) as well as in private companies.

4. -Possess and understand knowledge that provides a basis or opportunity for originality in the development and/or application of ideas, often in a research context.

5. -Apply acquired knowledge and problem-solving skills in new or unfamiliar environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their area of study.

6. -Integrate knowledge and face the complexity of making judgments based on information that, while incomplete or limited, includes reflections on the social and ethical responsibilities linked to the application of their knowledge and judgments.

7. -Communicate their conclusions and the ultimate knowledge and rationale behind them to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way.

8. -Achieve the learning skills that will enable them to continue studying in a way that will be largely self-directed or autonomous.

Specific Competencies:

1. Design experiments (and/or applications) independently in the area of Molecular and Cellular Biology.

2. Describe, quantify, analyse, integrate and critically evaluate results obtained by these methods.

3. -Make decisions based on the results obtained, focused on improving the methodological obtaining and interpretation of results.

4. -Search and analyse specific information in the area of Molecular and Cellular Biology.

5. -Know the activity of bodies and regulations related to the quality processes of biochemical laboratories and the transfer of solutions to industry.

6. -Design the most appropriate methodology that can answer the questions posed in the field of Molecular and Cellular Biology.

3. Syllabus

1. -Functional analysis of promoters. Techniques for the study of DNA-protein interaction. Applications.

2. -Bacterial regulons: methods of study.

3. -Two-component regulation systems in bacteria.

4. -Bacterial transcriptional regulators as therapeutic targets.

5. -Methods of gene expression in mammalian cells.

6. -Heterologous expression of membrane proteins in Xenopus oocytes.

7. -Organization and dynamics of the OxPhos system: respiratory supercomplexes.

8. -Analysis of the OxPhos function. Generation of mitochondrial DNA mutants. Polarography. Mitochondrial synthesis of proteins (35S).

9.  -Techniques for the study of the mitochondrial proteome.

10. Study of the interaction between nuclear and mitochondrial genomes: generation and characterization of complastic

mice.

11. Epigenetics: Concepts, analysis techniques and biomedical applications.

12. Methods for studying miRNAs. Applications.

13- Multidimensional optical microscopy.

14- Applications of flow cytometry.

15- Organ on chip: Microfluidic devices to simulate the microenvironment in in vitro models of cancer.

16. Organ bioengineering.

17- Study of ion channels by "patch-clamp".

18- The intestinal wall: models and study techniques.

19- Nanoscience for Biotechnology applications.

20- New DNA sequencing techniques.

21- Practical aspects of proteome analysis by mass spectrometry.

22. Vaccines in the 21st century.

 

4. Academic activities

  • Participative master classes. They will be taught face-to-face by teachers and researchers of recognized prestige in each of the topics, some of whom are invited specialists, external to the University. Theoretical knowledge is presented and student participation is encouraged through questions, analysis and joint discussion with the teacher.
  • Problem solving and case studies. Activities carried out in blended mode. Students will be divided into small working groups and will analyse relevant scientific articles where several of the advanced techniques indicated in the lectures are applied to solve current scientific problems.

5. Assessment system

  • Final written exam. The exam will include development questions and/or multiple-choice questions on the theoretical contents taught in the subject. . It will be graded from 0 to 10 (minimum 5 points) and will contribute to 50% of the final grade.
  • Seminars. They will be carried out by teams of 1-3 students. Each team must present, expose and discuss the content of a current scientific article (20 minutes of presentation and 10 minutes of debate). It will be graded from 0 to 10 (minimum 5 points) and will contribute to 40% of the final grade. The evaluation criteria will be as follows:

1. Slide quality.

2. Attitude, coherence and clarity of exposition.

3. Mastery of the subject matter.

4. Ability to respond to the questions posed.

--Participation in classes and in the discussion of assignments.

-Teachers will evaluate the degree of attention, discipline, performance, participation, initiative, involvement and analysis demonstrated by each of the students, both in the lectures and in the seminars, which will contribute to 10% of the final grade.

Passing the written exam is a prerequisite for passing the subject. Additionally, the minimum overall grade will be 5 out of 10, taking into account all evaluations and weightings.


Curso Académico: 2023/24

537 - Máster Universitario en Biología Molecular y Celular

66030 - Técnicas avanzadas en biología molecular y celular


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
66030 - Técnicas avanzadas en biología molecular y celular
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
537 - Máster Universitario en Biología Molecular y Celular
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

La asignatura está concebida para ofrecer a los estudiantes una ampliación, actualización y profundización de los conocimientos sobre algunas de las principales técnicas y procedimientos más empleados en la actualidad en laboratorios de Biología Molecular y Celular, Biotecnología o Biomedicina. Se pretende que los alumnos a este nivel profundicen en conocimientos adquiridos de titulaciones previas, conozcan los nuevos avances en el estado del arte y adquieran competencias adicionales, llegando a alcanzar un nivel de conocimientos próximo al de especialista.
Los resultados de aprendizaje proporcionan capacitación y competencias para contribuir al cumplimiento de algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible incluidos en la Agenda 2030 de Naciones Unidas, como son:
Objetivo 3: Salud y bienestar.
Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura.
Objetivo 12: Producción y consumo responsables.

2. Resultados de aprendizaje

Para superar esta asignatura, el estudiante deberá demostrar capacidad para:

  1. Valorar la relevancia de los avances científicos en este campo.
  2. Planificar el clonaje molecular de un gen, realizar experimentos de mutagénesis dirigida, análisis genético de enfermedades a nivel de estudio de DNA, RNA, diseñar protocolos de purificación y caracterización de proteínas, llevar a cabo análisis de metabolitos, análisis de expresión génica, análisis de miRNAs y su estudio funcional, plantear los métodos a utilizar, llevarlos a cabo e interpretar los resultados.
  3. Búsqueda, análisis de información específica y transmisión de aspectos de la biología molecular y celular.
  4. Resolver problemas específicos que pueden surgir en un laboratorio de biología molecular y celular.
  5. Presentar trabajos realizados de forma individual.

Competencias básicas y generales:
Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para:

  1. Desarrollar aplicaciones tecnológicas de los procesos bioquímicos y transferir soluciones a la industria en el sector alimentario, químico, cosmético, farmacéutico y sanitario.
  2. Adquirir la formación, aptitudes, destrezas y método necesarios para la realización de una tesis doctoral en el área de la Bioquímica y Biología Molecular.
  3. Desarrollar actividades de investigación o tecnológicas en Organismos Públicos relacionados con investigación (Universidad, CSIC, INIA, y otros Institutos de Investigación) así como en empresas privadas.
  4. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  5. Aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  6. Integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  7. Comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  8. Alcanzar las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Específicas:

  1. Diseñar experimentos (y/o aplicaciones) de forma independiente en el área de la Biología Molecular y Celular.
  2. Describir, cuantificar, analizar, integrar y evaluar críticamente resultados obtenidos mediante estos métodos.
  3. Tomar decisiones en base a los resultados obtenidos enfocadas a mejorar la obtención metodológica e interpretación de resultados.
  4. Buscar y analizar información específica en el área de la Biología Molecular y Celular.
  5. Conocer la actividad de organismos y las normativas relacionadas con los procesos de calidad de los laboratorios bioquímicos y transferencia de soluciones a la industria.
  6. Diseñar la metodología más adecuada que pueda responder a las preguntas planteadas en el campo de la Biología Molecular y Celular.

3. Programa de la asignatura

  1. Análisis funcional de promotores. Técnicas de estudio de la interacción DNA-proteína. Aplicaciones.
  2. Regulones bacterianos: métodos de estudio.
  3. Sistemas de regulación de dos componentes en bacterias.
  4. Reguladores transcripcionales bacterianos como dianas terapéuticas.
  5. Métodos de expresión génica en células de mamíferos.
  6. Expresión heteróloga de proteínas de membrana en ovocitos de Xenopus.
  7. Organización y dinámica del sistema OxPhos: supercomplejos respiratorios.
  8. Análisis de la función OxPhos. Generación de mutantes de DNA mitocondrial. Polarografía. Síntesis mitocondrial de proteínas (35S).
  9. Técnicas de estudio del proteoma mitocondrial.
  10. Estudio de la interacción entre los genomas nuclear y mitocondrial: generación y caracterización de ratones complásticos.
  11. Epigenética: Conceptos, técnicas de análisis y aplicaciones biomédicas.
  12. Métodos de estudio de los miRNAs. Aplicaciones.
  13. Microscopía óptica multidimensional.
  14. Aplicaciones de la citometría de flujo.
  15. Organ on chip: Dispositivos microfluídicos para simular el microentorno en modelos in vitro de cáncer.
  16. Bioingeniería de órganos.
  17. Estudio de canales iónicos mediante "patch-clamp".
  18. La pared intestinal: modelos y técnicas de estudio.
  19. Nanociencia para aplicaciones en Biotecnología.
  20. Nuevas técnicas de secuenciación del DNA.
  21. Aspectos prácticos del análisis del proteoma mediante espectrometría de masas.
  22. Vacunas en el siglo XXI.

4. Actividades académicas

  • Lecciones magistrales participativas. Serán impartidas de modo presencial por profesores e investigadores de reconocido prestigio en cada uno de los temas, algunos de los cuales son especialistas invitados, externos a la Universidad. Se presentan los conocimientos teóricos y se fomenta la participación de los alumnos mediante preguntas, análisis y discusión conjunta con el profesor.
  • Resolución de problemas y casos prácticos. Actividades realizadas en modo semipresencial. Los alumnos se dividirán en grupos de trabajo reducidos y analizarán artículos científicos relevantes donde se aplican varias de las técnicas avanzadas indicadas en las lecciones magistrales para resolver problemas científicos de actualidad.

5. Sistema de evaluación

  • Examen escrito final. El examen incluirá preguntas de desarrollo y/o preguntas tipo test sobre los contenidos teóricos impartidos en la asignatura. Se puntuará de 0 a 10 (mínimo 5 puntos) y contribuirá al 50% de la calificación final.
  • Seminarios. Se realizarán por equipos de 1-3 estudiantes. Cada equipo deberá presentar, exponer y discutir el contenido de un artículo científico de actualidad (20 minutos de exposición y 10 minutos de debate). Se puntuará de 0 a 10 (mínimo 5 puntos) y contribuirá al 40% de la calificación final. Los criterios de valoración serán los siguientes:
  1. Calidad de las diapositivas.
  2. Actitud, coherencia y claridad expositiva.
  3. Dominio del tema.
  4. Capacidad de respuesta a las preguntas planteadas.
  • Participación en clases y en los debates de trabajos.
    Los profesores evaluarán el grado de atención, disciplina, desempeño, participación, iniciativa, implicación y análisis demostrado por cada uno de los estudiantes, tanto en las clases magistrales como en los seminarios, lo cual contribuirá al 10% de la calificación final.

Para aprobar la asignatura es requisito imprescindible aprobar el examen escrito. Adicionalmente, la puntuación global mínima será de 5 sobre 10, teniendo en cuenta todas las evaluaciones y ponderaciones.