TITULO: GENÉTICA

CARÁCTER: TRONCAL

CURSO: TERCERO

SEMESTRE: PRIMERO Y SEGUNDO

NÚMERO DE CRÉDITOS: 12 (8 DE TEORÍA + 4 DE PRÁCTICAS)

PROFESORES DE TEORÍA: J.L. Bella, J. Fernández, M.A. Fernández, J.J. González, C. López, J. Santos

DESCRIPTORES BÁSICOS:

Naturaleza, organización, función y transmisión del material hereditario. Recombinación y análisis genético. Cambios en el material hereditario. Regulación de la expresión genética. Genética de poblaciones. Genética evolutiva.

PLANTEAMIENTOS Y OBJETIVOS:

Se pretende mostrar el papel central de la Genética dentro de la Biología, así como sus múltiples relaciones con otras Ciencias. Para ello, se analiza la naturaleza, organización, función y transmisión del material hereditario, haciendo especial énfasis en el análisis genético como herramienta conceptual de esta disciplina.

Los cambios en la estructura, organización y expresión del material hereditario, sirven para explicar gran parte de la diversidad que observamos en los seres vivos. Por último, se estudia la Genética de las poblaciones, las aportaciones de la Genética a las principales teorías evolutivas, así como la dimensión social de esta Ciencia.

CONTENIDOS:

TEORÍA

A.- INTRODUCCIÓN

1.- Concepto de Genética.- Evolución histórica y cuerpo de doctrina. Perspectivas actuales del análisis genético.
 
 

B.- ASPECTOS GENERALES DE LA HERENCIA

2.- Patrones de herencia Mendeliana.- Experimentos de Mendel. Genética Mendeliana en organismos haploides. Cromosomas sexuales y herencia ligada al sexo.

3.- Organización del material genético en los cromosomas.- Teoría cromosómica de la herencia. Topografía de los juegos cromosómicos. Estructura tridimensional de los cromosomas. Organización de las secuencias de DNA en los cromosomas.

4.- Interacción génica.- Relación entre genotipo y fenotipo. Prueba de alelismo. Interacciones entre los alelos de un mismo gen. Interacciones entre genes no alélicos. Penetrancia y expresividad.

5.- Patrones de herencia extranuclear.- Patrones de herencia uniparental. El origen de los genes extranucleares. Organización del material genético en los orgánulos. Mutaciones y recombinación en el genoma extranuclear. Esterilidad citoplasmática. Mitocondrias y envejecimiento.

6.- La herencia en los caracteres cuantitativos.- Genotipos y distribuciones fenotípicas. Familiaridad y heredabilidad de un carácter. Genes implicados en los caracteres cuantitativos.

C.- CARTOGRAFIADO

7.-Fundamentos del cartografiado genético.- El fenómeno del ligamiento. La recombinación genética. Ligamiento de genes en el cromosoma X. Mapas de ligamiento. Cruzamientos de tres puntos. Interferencia. Estimación de distancias largas en el mapa genético. Ejemplos de mapas de ligamiento. Mapa de ligamiento en la especie humana.

8.- Técnicas especiales de cartografiado en cromosomas eucarióticos.- Análisis de productos meióticos individuales. Cartografiado mediante hibridación in situ. Cartografiado mediante segregación y recombinación somáticas. Cartografiado mediante hibridación celular somática.

9.- Transferencia de genes en bacterias y bacteriófagos.- Conjugación bacteriana. Transformación bacteriana. Genética de bacteriófagos. Transducción.

D.- GENÉTICA MOLECULAR

10.- Naturaleza del material genético. Estructura del DNA. Replicación del DNA. Mecanismo de la replicación.

11.-Análisis genético de la función del DNA.- La acción génica primaria. Relación entre genes y proteínas. La fina estructura del gen. Sedes mutacionales. Complementación.

12.- Biología molecular de la función génica.- Transcripción. Transcripción y RNA polimerasa. Los RNA eucarióticos.

13.- Código genético.- Características esenciales del código. Traducción. Universalidad del código genético. Diversidad de la función génica en el proteoma.

14.- Regulación de la expresión genética en procariotas.- Circuitos básicos de control. El operón lac. Controles positivos y negativos. Modelo de atenuación. El fago l como un complejo de operones.

15.- Regulación de la expresión genética en eucariotas.- Características generales de la regulación de la expresión genética en eucariotas. Niveles de regulación. Bases genéticas de la diversidad de anticuerpos. Herencia epigenética.

16.- La tecnología del DNA recombinante.- Construcción de moléculas de DNA recombinante. Clonaje de genes específicos. Librerías o genotecas. Utilización del DNA clonado: Southern and Northern. Amplificación de secuencias mediante la reacción en cadena de la polimerasa. Secuenciación del DNA

17.- Aplicaciones de la tecnología del DNA recombinante.- Mutagénesis in vitro. Polimorfismos del DNA. La Genética inversa. Expresión de genes eucariotas en bacterias. Organismos transgénicos. Diagnóstico genético y terapia génica.

18.- Genómica.- Genómica estructural. Los proyectos "Genoma". Secuenciación a gran escala. Genómica funcional.

E.- VARIACIÓN GENÉTICA

19.- La mutación génica.- Tipos de mutaciones génicas. Mutaciones germinales y somáticas. Sistemas de detección y selección en procariotas y eucariotas. Los mutágenos en el análisis genético.

20.- Mecanismos de origen de las mutaciones génicas y de la reparación.- Bases moleculares de las mutaciones génicas espontáneas e inducidas. Relación entre mutágenos y carcinógenos. Mecanismos de reparación. Enfermedades humanas debidas a fallos en los mecanismos de reparación.

21.- Mutaciones cromosómicas estructurales.- Origen de los cambios estructurales. Deleciones. Duplicaciones. Inversiones. Translocaciones.

22.- Mutaciones cromosómicas numéricas.- Euploidía aberrante. Aneuploidía. Mecanismos de desequilibrio genético. Ingeniería cromosómica en plantas.

23.- Mecanismos de la recombinación.- Rotura y reunión de las moléculas de DNA. Los quiasmas y el sobrecruzamiento. Conversión génica. Modelos moleculares para la recombinación. Mecanismos enzimáticos.

24.- Elementos genéticos transponibles.- Secuencias de inserción en bacterias. Transposones procarióticos. Mecanismos de transposición en procariotas. Elementos controladores en el maíz. Naturaleza molecular de los elementos transponibles en eucariotas.

F.- DESARROLLO

25.- Control genético del ciclo de división celular.- Control genético de la proliferación y la muerte celular. El cáncer como descontrol genético del ciclo celular.

26.- Genética del desarrollo.- Aspectos fundamentales en la Genética del desarrollo. Determinación del sexo en Drosophila y en mamíferos. Línea somática versus germinal. Formación de patrones complejos. Paralelismo entre la formación de complejos en insectos y vertebrados. Genética del desarrollo en plantas.

G.- LOS GENES EN LAS POBLACIONES

28.- Genética de poblaciones.- Variación y su modulación. Efecto de la reproducción sexual sobre la variación. Fuentes de variación. Selección. Polimorfismo equilibrado. Selección artificial. Cambios de naturaleza aleatoria.

29.- Genética cuantitativa.- La norma de la reacción y las distribuciones fenotípicas. Determinación de la norma de reacción un carácter cuantitativo. Cuantificación de la heredabilidad. Identificación de genes implicados en caracteres cuantitativos.

30.- Genética evolutiva.- Principios Darwinianos de la evolución. Síntesis de fuerzas: variación y divergencia en las poblaciones. Picos adaptativos múltiples. Heredabilidad de la variación. Variación intra- e inter-poblacional. El proceso de especiación. Origen de nuevos genes. Tasas de evolución molecular.
 
 

PRÁCTICAS

Se realizan tres tipos de prácticas en esta asignatura:

1.- Prácticas de laboratorio.

Con una extensión de 2 créditos, se realizan a lo largo de una semana, con los siguientes contenidos:

2.- Prácticas de simulación en ordenadores.

3.- Seminarios sobre temas relacionados con la asignatura.
 
 

DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS:

El curso se estructura en dos cuatrimestres, a lo largo de los cuales se desarrolla el programa de teoría. Se procura acompasar las prácticas de simulación con ordenadores con las clases de teoría, si bien parte de estas prácticas las realiza el alumno de forma autónoma. Las prácticas de laboratorio se realizan entre Enero y Mayo.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

Exámenes escritos de teoría, memoria de prácticas y participación en seminarios.
 
 

BIBLIOGRAFÍA GENERAL DE CONSULTA:

- Brown, T.A. 1999. "Genomes". John Wiley & Sons, Oxford. 1st Ed.

- Cooper, G.M. 2000. "The cell: a molecular approach". 2nd Ed. Oxford University Press.

- Dobzhansky, Th., Ayala, F.J., Stebbins, G.L. & Valentine, J.W. 1980. "Evolución". Ed.Omega, Barcelona.

- Elliot, W.H. & Elliot, D.C. 1997. "Biochemistry and Molecular Biology". Oxford Univ. Press.

- Falconer, D.S. 1990. "An introduction to Quantitative Genetics". 3ª Ed. Longman, London.

- Futuyma, D.J. 1998. "Evolutionary Biology". 3ª Ed. Sinauer Associates, Inc. Pub. Massachussets.

- Griffiths, A.J.F., Miller, J.H., Suzuki, D.T., & Lewontin, R.C., Gelbart, W.M. 2000. "Modern Genetic Analysis". 7th Edition. Freeman.

- Griffiths, A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H. & Lewontin, R.C. 2000. "Genética Moderna". McGraw-Hill - Interamericana. 1ª Edición.

- Hartl, D.L. & Jones, E. 1998. "Genetics" 4rd Ed. Jones & Bartlett.

- Hartl, D.L. & Jones, E.W. 1999. "Essential Genetics". 2nd Edition. Jones & Bartlett.

- Lacadena, J.R. 1999. "Genética General. Conceptos Fundamentales". Editorial Síntesis. Madrid.

- Lewin, B. 2000. "Genes VII". Oxford University Press, Oxford.

- Puertas, M.J. 1999. "Genética. Fundamentos y Perspectivas". 2ª Edición. Interamericana - McGraw-Hill. Madrid.

- Stearns, S.C. & Hoekstra, R.F. 2000. "Evolution". Oxford University Press. 1st ed.

- Tamarin, R.H. 1996. "Principios de Genética". 4ª Ed. Reverté, S.A. (hay edición posterior en inglés).
 
 

LIBROS DE PRÁCTICAS Y DE PROBLEMAS

- Jiménez Sánchez, A. 1987. "Problemas de Genética". Edic. de la Univ. de Extremadura.

- Jiménez Sánchez, A. (Dir). 1990. "Prácticas de Genética". Editorial PPU, S.A. Barcelona.

- Jones, R.N. & Rickards, G.K. 1991. "Practical Genetics". Open Univ. Press, Philadelphia.

- Lacadena, J.R. y col. 1988. "Problemas de Genética para un curso general". Ed. Alhambra, Madrid.

- Rintoul, D. y col. 1990. "A student's companion in molecular cell Biology". Scientific Am. Books. W.H. Freeman and Co. New York.

- Rubio, J. y col. 1982. "Problemas de Genética". Akal Editor, Madrid.

- Stansfield, W.D. 1992. "Genética". 3ª Edición. McGraw-Hill. México.
 

REQUISITOS RECOMENDADOS PARA CURSAR LA ASIGNATURA:

Se recomienda haber cursado Bioquímica, Citología e Histología Animal y Vegetal, Bioestadística y Microbiología.