Estructura y función: el nivel molecular, Apuntes de Biología Celular y Molecular

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ESTRUCTURA Y FUNCION I :

NIVEL MOLECULAR

Clave de la Asignatura: AD-DCS-

Tipo de Asignatura: Divisional

HT 4 HP 4 CRÉDITOS 12

Estructura del curso para las 16 semanas

Sem. 1 S1 Presentación S2 Origen de la vida S3 El agua LI Laboratorio 1 “Bioseguridad” Sem. 2 S1 Película 1 S2 Equilibrio ácido-base S Seminario 1 “El agua”

LII

Laboratorio 2 “Soluciones” Sem. 3 S Ejercicios 1 “Molaridad” S2 Carbohidratos (1) S3 Carbohidratos (2) LIII Laboratorio 3 “Determinación de glucosa” Sem. 4 S1 Inhábil S2 Inhábil S3 Carbohidratos (3) LIV Seminario 2 “Carbohidratos” Sem. 5 S Sesión de preguntas orales 1 S2 Lípidos (1) S3 Lípidos (2) LV Laboratorio 4 “Lípidos” Sem. 6 S1 Inhábil S2 Inhábil S3 Lípidos (3) LVI Revisión de avance del proyecto de investigación (1) Sem. 7 S Seminario 3 “Lípidos”

S

Computadora 1 “Bases de datos” S3 Proteínas (1) LVII Seminario 4 “Proteínas” Sem. 8 S1 Proteínas (2) S2 Proteínas (3) S3 Sesión de preguntas orales 2

LVIII

Seminario 5 “Proteínas” Sem. 9 S1 Membrana plasmática S Seminario 6 “Separación de proteínas” S3 Ácidos nucléicos (1) LIX Revisión de avance del proyecto de investigación (2)

Descripción del curso

Esta asignatura aborda el nivel molecular y el comportamiento subcelular de los

organismos vivos. Estos conocimientos son la base para muchos avances en el diagnostico

y tratamiento de enfermedades. Lo cual es fundamental para comprender e investigar una

serie de procesos bajo un enfoque novedoso que beneficia la salud y transforma las

acciones para atender la enfermedad. El conocimiento sobre las proteínas, su significación

en la estructura de los ácidos nucleicos y en consecuencia su papel como el lenguaje del

código genético son parte de los conocimientos que se adquirirán con esta asignatura. Los

contenidos están dirigidos para abordar el funcionamiento del organismo a nivel

molecular y forman parte de un módulo de estructura y función, dividido en tres cursos:

nivel molecular, nivel celular y nivel tisular.

METODOLOGÍA DE APRENDIZAJE

a) Se pretenderá que los estudiantes logren su aprendizaje a través de un proceso de

construcción propia del conocimiento y su aplicación en diversos contextos trátese de

trabajo independiente, sesión en aula, práctica en laboratorio y/o ejercicio práctico en

escenarios reales.

Las sesiones presenciales tendrán una orientación constructivista, donde el profesor no se

limitará a plantear el tema o desarrollarlo, sino que recurrirá a la solución de problemas o

aplicación de proyectos por parte de los alumnos. El propósito docente consistirá en

orientar al alumno en el estudio individual mediante las recomendaciones pertinentes

para desarrollar en ellos una actitud crítica. El profesor dirigirá el proceso de evaluación

desde un enfoque integrador que involucre la valoración del desarrollo de competencias,

la labor del profesor y el proceso educativo en sí, dando especial énfasis a la

autoevaluación del alumno y la evaluación entre pares.

Queda como opcional por parte del profesor recurrir a la modalidad de clases en línea o

“Blackboard (Bb)”, como estrategia de flexibilidad y para incursionar en la aplicación de las

nuevas tecnologías de la información en el proceso de enseñanza y aprendizaje previa

habilitación de los alumnos para el uso adecuado de la plataforma. Puede

complementarse con interacción en línea entre el profesor y estudiantes, apegándose a

los criterios de aprendizaje constructivo se presentaran exposiciones con PowerPoint o

flash, películas o videos cortos así como conferencias en línea.

b) Se solicitarán trabajos individuales o en equipo como productos de aprendizaje y

evidencia de la integración de conocimientos (conocer), habilidades (hacer) y actitudes

(ser/convivir) que den cuenta de las competencias por desarrollar.

c) Finalmente mediante el desarrollo de prácticas integradoras, se valorará el desempeño

esperado en el alumno ante situaciones del ejercicio profesional.

d) Para el desarrollo de la asignatura se sugiere una bibliografía básica, sin embargo se

promoverá en los alumnos la búsqueda y utilización de información electrónica en páginas

validadas para fomentar su capacidad de indagación y valoración crítica de información.

e) La asignatura requiere del estudiante una serie de actividades que deberá efectuar en

horas extraclase, en promedio requerirá de 10 horas de estudio independiente a la

semana. Los alumnos con los trabajos o evidencias de aprendizaje integrarán su portafolio

que será uno de los elementos a considerar en la evaluación para acreditación de la

asignatura.

Exámenes parciales

Los examenes parciales se llevarán a cabo en las siguientes semanas:

Semana 5

Semana 8

Semana 12

Revisiones del proyecto de investigación

Las revisiones del proyecto de investigación se llevarán a cabo en las semanas:

Semana 6

diferentes y hacia lo multicultural.

- Interactúa con diferentes grupos sociales promoviendo la calidad de vida. - Actúa como promotor de cambio en su entorno, con un espíritu de compromiso social y de conservación ecológica. Solución de problemas - Aplica las diferentes técnicas de observación para la solución de problemas. - Emplea diferentes métodos para establecer alternativas de solución de problemas. - Adapta críticamente sus propios conceptos y comportamientos a normas, ambientes y situaciones cambiantes. Trabajo en equipo y liderazgo - Desarrolla y estimula una cultura de trabajo de equipo hacia el logro de una meta común. - Demuestra respeto, tolerancia, responsabilidad y apertura a la confrontación y pluralidad en el trabajo grupal. - Respeta, tolera y es flexible ante el pensamiento divergente para lograr acuer-dos por consenso. Emprendedor - Genera y ejecuta proyectos productivos con responsabilidad social y ética. - Muestra una actitud entusiasta, productiva y persistente ante los retos y oportunidades. Comunicación - Desarrolla habilidades de lectura e interpretación de textos. - Recopila, analiza y aplica 2) El agua (2 h)  Introducción  Estructura y características  Propiedades fisicoquímicas  El agua como solvente: concepto de electrolitos  El agua en el cuerpo humano: porcentajes, compartimentos, etc. 3) Equilibrio Ácido-base (2 h)  Determinación de la constante de ionización del agua  Relación entre el estado de ionización del agua y el concepto de pH  Importancia de la regulación del pH para el mantenimiento de la homeostasis 4) Los carbohidratos (6 h)  Introducción  Estructura - función - clasificación  Monosacáridos  Disacáridos 2) Agua Describir la importancia del agua como constituyente fundamental de la vida. Relacionar las propiedades fisicoquímicas del agua, con el funcionamiento celular. Describir los porcentajes de agua presentes en los diversos compartimentos (intra y extracelular, intravascular y otros). 3) Ácidos, bases y equilibrio ácido – básico Clasificar las sustancias en ácidos o bases según su carga eléctrica. Comprender qué es y como se determina la constante de ionización del agua Comprender qué es y como se determina el pH de una solución, así como la importancia biológica de su regulación. 4) Carbohidratos Identificar la estructura molecular de los principales carbohidratos mono, di y polisacáridos. Describir sus funciones y metabolismo general: ciclos

información de diversas fuentes.

- Desarrolla capacidades de comunicación interpersonal. - Localiza fuentes de información de calidad, aplica principios para la organización de dicha información - Genera indicadores y criterios de desempeño a partir de información relevante. PROFESIONALES Cultura en salud - Describe necesidades, problemas, expectativas, creencias y valores de salud de la sociedad. - Demuestra una actitud de servicio y de participación comunitaria Elementos culturales básicos - Explica conceptualmente a la persona como su centro de atención desde las perspectivas: biológica, psicológica y social. - Explica la salud y la enfermedad como un continum de la vida humana. - Explica los principios básicos de la bioética relacionados con su desempeño profesional. ESPECÍFICAS Administración de la práctica médica con sustento jurídico. Procedimental - Aplica las bases jurídicas y la normativa sanitaria, conforme a los principios científicos y éticos vigentes de la medicina para desempeñarse adecuadamente evitando con ello las demandas médico legales Cognitiva - Analiza el fundamento constitucional de la Ley General de Salud y su contenido; así como las Normas Oficiales  Polisacáridos  Digestión y absorción  Transporte y distribución  Glucólisis

5. Los lípidos (6 h)  Introducción  Estructura - función - clasificación  Digestión y absorción  Transporte y distribución  Metabolismo de los lípidos
6. Las proteínas (6 h)  Principales aminoácidos  Enlace peptídico  Niveles de organización estructural (primaria, secundaria, terciaria, y cuaternaria)  Clasificación (basada en: solubilidad, forma, funciones)  Relación entre energéticos, glucogenosíntesis y gluconeogénesis. Analizar su interacción dentro del metabolismo goblal ante diferentes condiciones energéticas y nutricionales.
7. Lípidos Representar la estructura molecular genérica de los principales lípidos Describir sus funciones y metabolismo general: ciclos energéticos y relación lípidos - carbohidratos. Analizar su interacción dentro del metabolismo global ante diferentes condiciones energéticas y nutricionales.
8. Proteínas Representar la estructura molecular de los principales aminoácidos y la estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas. Describir sus funciones y metabolismo general. Revisar el proceso de síntesis de las proteínas. Analizar los niveles de organización de las proteínas en su interacción con otras

 Estructura de ADN y ARN  Expresión de la información genética (replicación y transcripción)  Regulación de la expresión genética  Mecanismos de reparación del ADN

9. Genética (6h)  Genética mendeliana  Los eventos genéticos (substitución, transposición, mutación, inserción y deleción) Describir los procesos de replicación y transcripción, así como las principales proteíanas involucradas en dichos procesos.
10. Genética Explicar las características que definen a un gen, un alelo, un cromosoma y sus funciones. Explicar a través de la genética la herencia de los caracteres del ser humano.

Organización del tiempo

1) Evaluación de números de horas en clase

Cursos teóricos: = 38 h

Sesiones de prácticas: 11 * 2 h = 22 h

Sesiones de laboratorios: 5 * 2 h = 10 h

Sesiones de ejercicios: 1 * 2 h = 2 h

Sesiones de preguntas orales: 3 * 2 h = 6 h

Sesiones de películas: 2 * 2 h = 4 h

Revisiones de avance del proyecto final: 3 * 2h = 6 h

Sesiones seminarios: 12 * 2 h = 24 h

Sesiones de “congreso”: 4 * 2 h = 8 h

Total tiempo en clases: 98 h (53.5%)

2) Evaluación de números de horas de preparación/trabajo en casa:

Reporte del laboratorio: 5 * 1h = 5 h

Preparación de reporte presentación de avance del proyecto de investigación: 3 * 2 h = 6

h

Preparación de los seminarios: 11 * 4h = 44 h

Preparación del trabajo de investigación: 1 * 30 h = 30 h

Total tiempo a casa: 85 h (46.5%)

Requisitos por las sesiones de Practicas/seminarios

1) Sesiones de laboratorio

Al final de cada sesión de laboratorio, los estudiantes escribirán un reporte en equipos de

5 personas, en donde sintetizarán la sesión y los resultados obtenidos.

Los reportes contendrán: objetivo de la sesión - introducción del tema (no más de media

cuartilla) - material y método usado - resultados obtenidos (cálculos, gráficos, dibujo,…) -

conclusión.

El reporte tendrá un máximo de 2 cuartillas incluyendo tablas, gráficos, dibujos,…. Serán

escritos en Arial 12 con interlineado de 1,5.

El reporte se entregará en papel una semana después de realizada la práctica.

2) Sesiones de ejercicios

Los estudiantes recibirán los ejercicios en la sesión y deberán entregar los resultados al

término de la misma.

Los resultados de los ejercicios tienen que ser presentados de manera entendible,

coherente con la teoría y con letra legible. Asimismo, deberán presentarse de manera

2. Referencia de un libro

Strunk Jr., W., White, E.B. , 1979. The Elements of Style , 3a ed. Macmillan , New York.

3. Referencia de un capítulo de libro

Mettam, G.R., Adams, L.B. , 1999. How to prepare an electronic version of your article ,

in: Jones, B.S., Smith, R.Z. (Eds.), Introduction to the Electronic Age. E-Publishing Inc. , New

York, pp. 281- 304.

4. Página web

Anderson, J., 2000. CASA approves avgas contamination test , Department of Transport

and Regional Services, Canberra, revisado 7 de Febrero 2000,

http://www.dotrs.gov.au/media/anders/archive/2000/jan_00/al6_2000.htm

Requisitos del trabajo de investigación

Se realizará en equipos de 4 estudiantes.

Cada equipo llevará un tema general que puede incluir varios temas del curso.

Realizarán un reporte de máximo 10 páginas, letra arial 12 con interlineado de 1,5.

Se realizará una presentación en Power Point de máximo 30 minutos (los cuatro

estudiantes presentarán la información de manera secuencial). Tendrán 15 min de

preguntas y discusión con el grupo. La dinámica de preguntas y respuestas podrá llevarse

a cabo al final de la exposición o en el transcurso de la misma.

El día de la presentación habrá sesión de preguntas y respuestas, y será el profesor quien

determine que miembro del equipo responderá a cada una de ellas, por lo que todos los

miembros del equipo deberán comprender el contenido del reporte.

Estructura del trabajo: Introducción (no más de 1 cuartilla de información pertinente al

tema) -antecedentes y justificación - marco teórico - discusión y conclusiones –

bibliografía (no menos de 8 referencias, de las cuales al menos 3 deberán ser de libros o

documentos impresos especializados en el tema). El texto deberá contener, a lo largo del

mismo, las citas que hagan referencia a la fuente de la cual se obtuvo la información que

se describa.

Aquellos trabajos en los que se detecte que una parte o la totalidad del mismo fue

copiada textualmente de internet serán anulados y tendrán una calificación de cero.

El trabajo escrito se entregará impreso el día como límite el jueves 14 de abril en el

transcurso de la clase.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Fechas de entrega de las tareas. Todas las tareas serán entregadas previamente al

desarrollo de las actividades grupales o individuales (taller, laboratorio, seminario o

examen) para que sean el punto de partida para la discusión o plenaria. Un criterio

esencial es la entrega PUNTUAL y OPORTUNA, si los materiales se envían a una cuenta de

correo o al sistema Bb, los tiempos del día vencen a las 00:00 horas del día señalado y solo

será válido el registro del sistema.

Valor de las tareas. El alumno debe cumplir el mayor número de actividades para la

integración de su portafolio de evidencias. Se considerará la limpieza, presentación,

ortografía y en especial el contenido que favorezca el logro de una competencia o

capacidad. Los casos de deshonestidad académica (plagio, copias ilegales o transcripciones

no autorizadas o analizadas) serán acreedoras de una observación y exhortación por parte

del profesor y sanción en caso de reincidir y considerarse pertinente. Las aportaciones

innovadoras serán estimuladas y reconocidas con enfoque motivador.

Exámenes Departamentales. Las Academias definen con la División un calendario de

Evaluaciones departamentales. En caso de aplicar en la asignatura, el profesor aportara

los reactivos al Secretario Técnico de docencia para la integración y construcción del

examen en sus diferentes versiones. Los exámenes departamentales deben calendarizarse

y publicarse con un mes de anticipación.

VALOR DE LA EVALUACIÓN

Para aprobar la asignatura se requiere obtener como mínimo la puntuación de 7.0 puntos

en la calificación global de la asignatura.

Seminario 2: Carbohidratos

La clase será dividida en dos grupos. Cada grupo realizará un trabajo con uno de los dos

temas siguientes:

• Presentar datos acerca del consumo de carbohidratos en México en comparación

con otros países. Este seminario permitirá a los estudiantes reflexionar acerca de la

importancia de la alimentación.

• Exponer brevemente la diferencia entre el matabolismo aerobio y anaerobio, con

respecto a la eficiencia en la utilización de carbohidratos como fuente de energía.

Seminario 3: Colesterol y triglicéridos

Presentar datos acerca del nivel de colesterol y triglicéridos en QR y discutirlos

relacionadlos con el consumo de alimentos.

Seminario 4: Proteínas

Presentar de manera breve 3 modificaciones post-traduccionales que modifican a las

proteínas, así como su posible función a nivel molecular.

Seminario 5: Proteínas

Presentar de manera breve 5 proteínas importantes (estructura y función) y justificar la

elección.

Permitirá al estudiante profundizar su conocimiento acerca de la estructura de diferentes

proteínas así como de sus funciones, lo que se relacionará con el tema de la clase previa.

El estudiante reflexionará y justificará la elección de sus 5 moléculas.

Seminario 6: Separación de proteínas

Explicar las principales técnicas de separación de proteínas.

Este seminario se relacionará con el papel de estas técnicas en tanto e nivel clínico como

sus potenciales usos en la generación de conocimiento dentro del campo de la

investiogación científica.

Seminario 7: Extracción de ADN

La clase será dividida en 3 grupos, dentro de los cuales los estudiantes desarrollaron

temas diferentes. Los temas son los siguientes:

• Describir el método de extracción de tejidos, de sangre y plantas
• Describir la amplificación (PCR) del ADN
• Presentar la técnica de secuenciación

Seminario 8: ARN de interferencia, bases teóricas y aplicaciones en investigación básica

y en medicina.

Este seminario permitirá al alumno conocer un tipo específico de ARN con un gran

potencial para el desarrollo de tratamientos médicos.

Seminario 9: Genética

El alumno deberá elegir uno de los siguientes dos temas:

-Explicar la teoría que vincula el envejecimiento celular con el estado de los telómeros

-Esplicar la relación que existe entre los fármacos utilizados durante las quimioterapias y

el ciclo celular. Especificar el mecanismo de acción de 3 fármacos.

Seminario 10: Integración

Presentar el desarrollo de un proceso o sistema del organismo en el cual se pueda

apreciar la integración de las diferentes moléculas revisadas en clase (carbohidratos,

lípidos, proteínas y ácidos nucléicos).

Desglose de las sesiones en computadora

De existir la posibilidad, es recomendable dar a conocer a los alumnos algunas de las bases

de datos más utilizadas a nivel científico.

Computadora 1: Bases de datos

En esta sesión los alumnos conocerán las diferentes bases de datos académicas que ofrece

la página de la Biblioteca Nacional de Medicina de los EUA.

Desglose de los laboratorios

Laboratorio 1: Bioseguridad y Técnicas de Laboratorio

Objetivos de la práctica:

 Conocer los principios internacionales de bioseguridad.

 Comprender las funciones y manejo de los materiales, equipos y técnicas básicos

del laboratorio universitario.

En el Laboratorio:

1.- Comprenderá las medidas de seguridad más importantes, así como las señales y

equipos requeridos para su implementación.

2.- Experimentara el funcionamiento de materiales y equipos básicos.

En Casa:

1.- Elaborara un resumen donde se mencionen los señalamientos, materiales y equipos

vistos durante la sesión, incluyendo sus funciones.

Laboratorio 2: Soluciones

Tema: Agua

Objetivo: Relacionar las propiedades físico-químicas del agua con el funcionamiento

celular.

Objetivos de la práctica

 Identificar diferentes tipos de soluciones (porcentuales, normales, molares,

osmolares, hipo, iso e hipertónicas).

 Realizar los cálculos necesarios para la preparación y conversión de las

soluciones.

 Comprender la importancia biológica de las soluciones, analizando el efecto

observable en los eritrocitos.

Actividades

En el laboratorio

1.- Efectuar los cálculos indicados para la realización de cada tipo de solución.

2.- Dibujar el efecto observado al microscopio en los eritrocitos ante las distintas

soluciones.

En la casa

1.- Realizar un reporte de la práctica de laboratorio en equipo (objetivo,

descripción de la metodología empleada, síntesis de sus observaciones de la acción de las

soluciones en tubos y en el microscopio, conclusiones)

2.- Contestar lo que se pide a continuación fundamentando las respuestas con

referencias verificables: a) Efectuar 2 ejercicios de soluciones, para reforzar el

aprendizaje obtenido en el laboratorio, b) describir los fenómenos que suceden en

los eritrocitos cuando entran en contacto con soluciones hipotónicas e

hipertónicas.