Guía docente de Genética del Desarrollo (M58/56/1/29)

Curso 2023/2024

Fecha de aprobación por la Comisión Académica 06/06/2023

Máster

Máster Universitario en Genética y Evolución

Módulo

Módulo Docente Genérico

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Primero

Créditos

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

Francisco Javier Barrionuevo Jiménez
Lara María Bossini Castillo
Francisco David Carmona López
Rafael Jiménez Medina

Horario de Tutorías

Francisco Javier Barrionuevo Jiménez

Anual

Lunes 15:00 a 18:00 (Despacho Nº 8)
Jueves 15:00 a 18:00 (Despacho Nº 8)

Lara María Bossini Castillo

Anual

Viernes 11:00 a 13:00 (Despacho Nº 17)

Francisco David Carmona López

Anual

Martes 10:00 a 12:00 (Despacho Nº 9)
Jueves 10:00 a 12:00 (Despacho Nº 9)
Viernes 10:00 a 12:00 (Despacho Nº 9)

Rafael Jiménez Medina

Anual

Martes 11:00 a 14:00 (Despacho Nº 10)
Miércoles 11:00 a 14:00 (Despacho Nº 10)

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)

Conceptos básicos de Biología y Genética del Desarrollo. Análisis genético del desarrollo. Sistemas modelo: Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, pez cebra y ratón. Control de la expresión génica. Control de la proliferación y la diferenciación celular. Migración celular y apoptosis en el desarrollo. Establecimiento de las líneas somática y germinal. Autonomía celular versus interacciones celulares. Genes de efecto materno. Embriogénesis y desarrollo larvario. Análisis clonal. Mapas de destino e información posicional. Diferenciación en el eje antero-posterior. Genes cigóticos, compartimentos y segmentación. Genes homeóticos: complejos homeóticos en distintos modelos experimentales. Diferenciación en el eje dorso-ventral. Morfogénesis y organogénesis. Regulación hormonal del desarrollo. Aproximaciones genómicas en el análisis del desarrollo.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Licenciado en alguna de las Ciencias Biológicas (Biología, Farmacia, Medicina, Veterinaria, etc.)

Competencias

Competencias Básicas

CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
CB7. Que los estudiantes sepan 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.
CB8. Que los estudiantes sean capaces de 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.
CB9. Que los estudiantes sepan 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.
CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

CG01. Adquirir una compresión sistemática de los distintos campos de estudio de la Genética y de la Biología evolutiva y un dominio en las habilidades y métodos de investigación propios de estas disciplinas científicas y de sus aplicaciones.
CG02. Aplicar a entornos nuevos o poco conocidos, dentro de contextos más amplios o multidisciplinares, los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas relacionados con el área de estudio de las distintas ramas de la Genética y de la Biología evolutiva.
CG03. Desarrollar habilidades de análisis y síntesis de la información científica, incluyendo capacidades de comprensión, razonamiento y crítica científica, así como de expresión oral, debate y argumentación lógica.
CG04. Elaborar adecuadamente y con cierta originalidad composiciones escritas o argumentos motivados, redactar planes, proyectos de investigación y artículos científicos.
CG05. Formular con cierta originalidad hipótesis razonables.
CG06. 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.
CG07. 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.
CG08. Desarrollar habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CG09. Aplicar el método científico en la investigación.
CG10. Trabajar eficazmente en equipo.
CG11. Trabajar de forma organizada y planificada.
CG12. Demostrar motivación por la calidad.
CG13. Tener creatividad.
CG14. Incrementar la conciencia social y solidaria, así como el sentido ético de la ciencia y de sus aplicaciones.
CG15. Aplicar los conocimientos adquiridos al desarrollo futuro de actividades profesionales en el campo de la investigación.

Competencias Específicas

CE01. Adquirir una compresión sistemática de cómo se lleva a cabo el análisis genético clásico molecular y cromosómico así como un dominio en las habilidades y métodos de investigación propios de las diferentes disciplinas de la Genética.
CE02. Aplicar los conocimientos de la Genética y de sus diferentes ramas de estudio en ámbitos como la evolución, la mejora genética en agroalimentación o la biomedicina.
CE03. Desarrollar habilidades para la resolución de casos prácticos, relacionados con los distintos enfoques de la Genética, tanto desde el punto de vista básico como aplicado, utilizando el método reflexivo para la resolución de problemas complejos.
CE04. Desarrollar aptitudes para la interrelación entre los diferentes enfoques de estudio de la Genética.
CE05. Tener destreza en el manejo del instrumental propio utilizado en los distintos ámbitos de estudio de la Genética y habilidades para la obtención de resultados experimentales.
CE06. Diseñar experimentos en los que se utilicen las herramientas propias de la Genética y sus diferentes ramas de estudio.
CE07. Desenvolverse con soltura en entornos mixtos: Unix, Windows.
CE08. Manejo de bases de datos moleculares: secuencias de ADN y proteínas. Análisis de datos en los contextos conceptuales de las diferentes aproximaciones relacionadas con la Genética.

Competencias Transversales

CT01. Mostrar interés por la calidad y la excelencia en la realización de diferentes tareas.
CT02. Tener un compromiso ético y social en la aplicación de los conocimientos adquiridos.
CT03. Ser capaz de trabajar en equipos interdisciplinarios para alcanzar objetivos comunes desde campos expertos diferenciados

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno sabrá/comprenderá:

Los conceptos básicos del desarrollo.
La necesidad de un programa genético del desarrollo y la regulación génica diferencial.
Las técnicas de que disponemos para estudiar el patrón espacio-temporal de la expresión de genes particulares.
Qué técnicas existen para el estudio masivo de expresión génica.
Qué procedimientos permiten el estudio de la función de los genes de desarrollo.
Cuales son los procesos celulares que tienen repercusión en el desarrollo.
Cuales son las principales especies modelo en el estudio de la Genética del Desarrollo.
Que genes controlan la segmentación en insectos.
Que son y qué función tienen los genes homeóticos en insectos y mamíferos. Cuales son las principales rutas moleculares de señalización celular.
Las bases genéticas del proceso de determinación del sexo en Drosophila y mamíferos.
Las principales directrices en la evolución de los procesos de desarrollo.

El alumno será capaz de:

Relacionar la expresión génica con sus consecuencias morfogenéticas.
Decidir cuales son las técnicas más apropiadas en cada caso para determinar y/o cuantificar la expresión génica durante el desarrollo.
Decidir cuales son las técnicas más apropiadas en cada caso para investigar la función de los genes del desarrollo.
Extraer las conclusiones funcionales derivadas de la aplicación de estas técnicas.
Determinar qué modelos animales o vegetales son los más adecuados para el estudio de cada proceso de desarrollo.
Buscar y seleccionar las fuentes de información bibliográfica específicas de la Genética del Desarrollo.
Realizar un proyecto básico de investigación en el campo de la Genética del desarrollo.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

Tema 1. Técnicas de estudio de la función de los genes del desarrollo. Transgenización de células y organismos completos. Organismos quiméricos, inactivación génica dirigida (organismos knock-out, RNAi y organismos knock-down), organismos knock-in.
Tema 2. Procesos celulares básicos del desarrollo. Determinación y diferenciación. Proliferación celular y apoptosis. Migración celular. Autonomía celular. Información posicional. Comunicación celular.
Tema 3. Rutas moleculares básicas de la Genética del Desarrollo. Factores endocrinos y paracrinos. Factores de crecimiento fibroblastico (FGF), familia de proteínas Hedgehog (HH), Familia de glucoproteínas WNT, Superfamilia de factores TGF.
Tema 4. Modelos de desarrollo tardío: determinación del sexo. Sistemas de determinación sexual: genéticos (cromosómicos y no cromosómicos) y ambientales. Determinación del sexo en Drosophila. Determinación sexual en mamíferos: desarrollo y diferenciación gonadal; control genético de la determinación sexual (genes SRY, SF1, SOX9, RSPO1, WNT4).
Tema 4. Modelos de desarrollo tardío: desarrollo del ojo en mamíferos. Fisiología del ojo. Fases del desarrollo del ojo. Composición celular del cristalino y la retina. Genes implicados en malformaciones del ojo. Genes reguladores del desarrollo del ojo: Pax6, FoxE3, Cristallins, Sox9. El ojo de los topos.
Tema 6. Evolución de los procesos de desarrollo. El enfoque anatómico. Ontogenia y foligenia: el enfoque evolutivo. Las leyes de von Baer y la Teoría de la recapitulación. El desarrollo en el marco de la Teoría Sintética de la Evolución. Consolidación de la la Evo-Devo como disciplina biológica.

Práctico

Seminarios

Cada alumno realizará un seminario que consistirá en:

Diseño de un proyecto de investigación par abordar un problema científico que será planteado por el propio alumno, que deberá decidir qué experimentos realizaría, indicar cuales serían los resultados predecibles de los mismos y valorar su trascendencia científica.

Prácticas de Laboratorio

Se realizará una práctica de laboratorio, dividida en varias sesiones de una o dos horas, que consistirá en realizar un estudio del patrón de expresión espacio-temporal de un gen con importantes funciones en el desarrollo embrionario de ratón (Sox9). Para ello, los alumnos realizarán técnicas inmunohistoquímicas para detectar la presencia de la proteína SOX9 en cortes histológicos transversales de embriones de ratón durante un estadio relevante de su desarrollo (15,5 dias post coito). Se analizarán las diferencias observadas entre machos y hembras, ya que Sox9 es un gen determinante del desarrollo testicular.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

Gilbert SF (2006) Developmental Biology, 8ª Edición. Sinnauer Associates, Inc. Sunderland Massachusetts.
Nagy A, Gertsenstein M, Vintersten K, Behringer R (2003) Manipulating the mouse embryo. A Laboratory Manual (Third Edition). Cold Spring Harbour Laboratory Press. New York.

Bibliografía complementaria

Lawrence, P.A.(1992) "The making of a fly". Ed. Blackwell.
Greenspan, R.J. (1997). "Fly pushing". Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York.
Morata, G. (2001). "How Drosophila appendages develop". Nature Reviews 2, 89-97. Capdevila, J. e Izpisúa Belmonte, J. C.(2001). " Patterning Mechanisms controlling Vertebrate limb development". Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 17:87132.
Martin, G. R. (1998)." The roles of FGFs in the early development of vertebrate limbs" Genes &Development 12:15711586.
Sinclair AH, Berta P, Palmer MS, Hawkins JR, Griffiths BL, Smith MJ, Foster JW, Frischauf AM, Lovell-Badge R, Goodfellow PN. 1990. A gene from the human sex-determining region encodes a protein with homology to a conserved DNA-binding motif. Nature 346:240-244.

Enlaces recomendados

http://www.sebd.ehu.es/
http://www.anzscdbi.adelaide.edu.au/
http://www.dundee.ac.uk/lifesciences/bsdb/
http://www.bioclips.com/
http://www.sebd.ehu.es/edbo.htm
http://www.elso.org/
http://www.ijm.jussieu.fr/sfbd/
http://www.elsevier.nl/homepage/sah/isdb/
http://members.aol.com/isdiff
http://www.lasdb.org/
http://www.spbd.org/
http://www.bmc.uu.se/munpage/swedbo.html
http://teratology.org/
http://www.sdbonline.org/

Metodología docente

MD01 Lección magistral/expositiva
MD02 Sesiones de discusión y debate
MD04 Prácticas de laboratorio o clínicas
MD05 Seminarios
MD07 Análisis de fuentes y documentos
MD08 Realización de trabajos en grupo
MD10 Seguimiento del TFM

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)

Evaluación Ordinaria

Se propone un sistema de evaluación continua en el que se valorará:

50%. Adquisición de las competencias, aptitudes y conocimientos propios de cada materia, mediante un examen teórico/práctico.
Realización de un seminario consistente en la elaboración y presentación de un proyecto de investigación sobre un tema de la asignatura. Se valorará el proceso de preparación del mismo, su contenido, incluyendo la temática y complejidad del tema elegido y la propuesta científica elaborada (20%), la claridad y brillantez de la presentación realizada para exponer el proyecto (20%) y la defensa realizada en la sesión de preguntas por parte del profesor (10%)

Evaluación Extraordinaria

Un único examen con preguntas sobre los contenidos teóricos (50%) y prácticos (50%).

Evaluación única final

Un único examen con preguntas sobre los contenidos teóricos (50%) y prácticos (50%).

Información adicional

METODOLOGÍA DOCENTE
Se propone una metodología docente de enseñanza-aprendizaje basada en las siguientes actividades formativas para el desarrollo de esta materia:

Clases teóricas
Clases prácticas: prácticas de laboratorio
Tutorías individuales
Estudio y trabajo independiente del alumno