Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
INGENIERÍA GENÉTICA Y GENÓMICA	LIC. EN BIOLOGÍA MOLECULAR	15/14-CD	2023	2° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
JURI AYUB, MAXIMILIANO	Prof. Responsable	P.Adj Simp	10 Hs
MANZUR, MARIA JIMENA	Prof. Co-Responsable	P.Adj Simp	10 Hs
ZURITA, ADOLFO RAMON	Responsable de Práctico	JTP Exc	40 Hs

Ingeniería Genética y Genómica es una asignatura destinada a los alumnos de la carrera de Lic. en Biología Molecular. A lo
largo del curso el alumno conocerá los aspectos fundamentales de la manipulación genética, sus principales usos y
aplicaciones, y también sus limitaciones. Se discutirán aspectos éticos, epistemológicos y políticos relacionados con la
disciplina y nuevos conflictos que surgen del avance técnico disciplinar. Finalmente, se abordarán textos que interpelen al
futuro egresado como sujeto social y político.

- Capacitar al estudiante en el diseño, desarrollo y evaluación de diferentes estrategias de clonación de ácidos nucleicos.
- Capacitar al estudiante en la comprensión de las metodologías de obtención de organismos modificados genéticamente.
- Capacitar al estudiante para la ejecución y evaluación de diseños y resultados experimentales.
- Desarrollar el espíritu crítico en lxs estudiantes tanto dentro del ámbito disciplinar como fuera del mismo.

TEMA 1. Conceptos básicos de Ingeniería Genética
Ingeniería genética. Bases para la obtención de organismos genéticamente modificados. Alcances, aplicaciones y limitaciones. Ventajas intrínsecas del uso de microorganismos para investigación genética. Escherichia coli como herramienta en Ingeniería Genética. Mutantes metabólicas y selección. Fagos bacterianos. Transformación de E coli con moléculas de ADN. Diferentes técnicas utilizadas. Transformación de otros organismos.

TEMA 2. Manipulación y modificación de ADN in vitro
Manipulación enzimática del ADN. Endonucleasas de restricción. Requerimientos de las enzimas, condiciones experimentales. Usos y aplicaciones. DNA Polimerasas DNA-dependientes: propiedades, requerimientos. Usos. Polimerasas provenientes de fagos: T4 y T7 polimerasas. DNA Polimerasas termoestables: Taq, fragmento Stoeffel, rTth. . Polimerasas de alta fidelidad: Pfu y Pushion. Características diferenciales, propiedades y aplicaciones. Transcriptasas Reversas. RT-PCR, secuenciación automática. Enzimas utilizadas para modificar y para el marcado radiactivo de ácidos nucleicos. Fosfatasas, quinasas, ligasas, transferasa terminal.

TEMA 3. Vectores básicos
Vectores utilizados para el clonado de ácidos nucleicos. Plásmidos: propiedades básicas. Vectores de clonado basados en plásmidos de E. coli. Vectores de expresión. Vectores de fusión; importancia de la fase de clonado. Vectores de clonado para plantas y para células animales. Vectores de expresión para células no bacterianas; levaduras, plantas, animales. Vectores derivados de bacteriofagos; lambda, fagos monocadena.

TEMA 4. Estrategias de clonado y subclonado
Construcción de moléculas híbridas de ADN. Unión de moléculas de ADN. ADN ligasas. Rellenado 3´ y eliminación de extremidades 5'. Desfosforilación. Incorporación de sitios de clonado múltiples. Inserción de adaptadores. Colas de homopolímeros. Clonado de ADN en diferentes vectores. Genes sintéticos. Optimización de codones. Métodos de clonado sin ligasa; Clonado sin ligasa, sin enzimas de restricción e independiente de secuencia (SLIC; Sequence- and Ligation-Independent Cloning). Diseño de estrategias de clonado. Ejemplos. Conversión de ARNm en ADN doble cadena. Subclonado de fragmentos de ADN. Clonado de productos de PCR. Sistema T-A overhangs. Fundamento y ventajas. Sistema de la topo-isomerasa. Selección por gen de control de muerte celular (cassette tóxico). Subclonado por recombinación específica de sitio (sistema Gateway). Mutagénesis sitio dirigida. Mutagénesis al azar. Evolución dirigida.

TEMA 5. Bibliotecas
Construcción y screening de bibliotecas de ADN. Biblioteca genómica vs. biblioteca de ADNc, análisis comparativo. Tamaño requerido de una biblioteca. Normalización de bibliotecas de cDNA. Construcción de bibliotecas de ADN, amplificación. Screening de bibliotecas mediante diferentes metodologías: por homología de secuencia, reconocimiento de la proteína, por actividad, por complementación funcional. Clonado diferencial. Sistema de doble híbrido en levaduras.

TEMA 6. Bioinformática
Ingeniería Genética Post-Genómica. Análisis de bancos de datos de proyectos genómicos. Proyectos terminados y no terminados. Anotado de secuencias. Crecimiento de las bases de datos. Secuencias genómicas y de ADNc, ESTs, TSA. Análisis por homología. BLAST: blastn, blastp, blastx, tblastn, tblastx.

TEMA 7. Proyectos genómicos
Proyectos genómicos. Proyectos tradicionales; generación de bibliotecas y secuenciación por Sanger. Bibliotecas genómicas y de cDNA. Secuenciación masiva (Next Generation Sequencing; NGS). Proyectos Genómicos mediante NGS. Proyectos transcriptómicos. Diferencias cuanti y cualitativas entre Proyectos de secuenciación tradicional y NGS. Cambio de paradigma. Metagenómica. NGS en salud humana: detección de mutaciones raras. Ejemplos. Implicancias éticas y sociales. Principios éticos del manejo de la información genética.

TEMA 8. Transfección de células animales
Transferencia de genes en células de mamíferos. Objetivos. Transfección de ADN en células eucariotas. Diferentes técnicas: Fosfato de Calcio, DEAE-Dextran, electroporación, lípidos catiónicos, bombardeo e inyección de ADN. Elección de la célula y del sistema de transfección. Transformación transitoria vs.transformación estable. Selección de transfectantes. Diferentes aplicaciones. Vectores de transferencia de ADN. Ventajas comparativas de sistemas virales. Vectores virales: Retrovirus, Lentivirus, Adenovirus, Virus asociado a adenovirus. Vectores sintéticos asociados a ADN plasmídicos bacterianos: lípidos catiónicos, polímeros policatiónicos. Vectores de expresión. Sistema de baculovirus para superproducción de proteínas animales.

TEMA 9. Estrategias avanzadas de manipulación genética
Gene targeting por recombinación homóloga. Inactivación de genes (knock-out). Sustitución de genes (knock in). Sistema Cre-loxP. Inactivación por silenciamiento génico postranscripcional (knock down). Diferentes estrategias de knock down. Otras estrategias de inactivación génica. Métodos masivos de inactivación génica (genómica funcional); gene trapping, Poly A trapping. Edición genómica (CRISPR/Cas9).

TEMA 10. Transgénesis en animales.
Estrategias básicas de obtención de animales transgénicos. Diferencias metodológicas y resultados esperados. Formación de quimeras y clones. Reemplazo nuclear, implantación de células transgénicas en blastocisto, microinyección. Uso de promotores regulables y específicos de tejido. Producción de proteínas en animales transgénicos. Aplicaciones prácticas. Modelos de laboratorio y usos biotecnológicos. Ejemplos.

TEMA 11. Transgénesis en plantas
Estrategias básicas de obtención de plantas trangénicas. Modelo de estudio; Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum. Uso del plásmido Ti de Agrobacterium tumefaciens como vector. Vectores binarios. Métodos de transformación in planta. Generación de plantas genéticamente modificadas. Resistencia a herbicidas. Resistencia a virus e insectos. Cultivos transgénicos de primera, segunda y tercera generación. Producción de diferentes moléculas en plantas transgénicas (molecular farming). Genetic use restriction technology (GURT).

TEMA 12. Limitaciones y conflictos (en formato de debate)
Reduccionismo genético para explicar características fenotípicas y enfermedades. Importancia y riesgos del almacenamiento de la información genética (Bancos de Datos Genéticos). Influencia del desarrollo tecnológico sobre el modelo de sociedad, y viceversa. Influencia del Estado y del mercado sobre ambos.

Los trabajos prácticos de laboratorio se llevan a cabo siguiendo normas estándar de bioseguridad.

Trabajos prácticos de laboratorio.
1) Metilación de ADN plasmídico.
2) Clonado de productos de PCR. Selección de clones recombinantes por colonias blancas y azules.
3) Generación de una variante truncada de una proteína mediante digestión enzimática.

Trabajos prácticos de aula.
1. Enzimas de restricción
2. Metilación del ADN
3. Clonado
4. Plantas transgénicas.
5. Estrategias avanzadas de manipulación genética

Trabajo Práctico de Bioinformática.
PARTE 1. Diseño de primers, análisis de sitios de restricción, búsqueda de secuencias por homología.
PARTE 2.Análisis de secuencias exónicas e intrónicas, alineamientos múltiples y diseño de primers degenerados.

Para alcanzar la regularidad de la asignatura el estudiante deberá aprobar los dos exámenes parciales con 60% o más y llevar a cabo los trabajos prácticos de laboratorio y aula.
El estudiante tendrá derecho a dos recuperatorios por cada parcial.
La asistencia a los trabajos prácticos de aula y laboratorio es obligatoria.
La asistencia a las clases teóricas es opcional.
No habrá régimen promocional.
El exámen final (tanto para el alumno libre como regular) será oral y a programa abierto.

[1] Principles of Gene Manipulation: Seventh Edition. Primrose, Twymann and Old. Disponible online en la página de la asignatura: http://docs.wixstatic.com/ugd/48902d_320192e3481e4d328795af008f6a64dc.pdf
[2] Apuntes de la asignatura: http://jimemanzur80.wixsite.com/ing-genetica-unsl/clases
[3] Material Didáctico para lxs Estudiantes: http://www.fqbf.unsl.edu.ar/documentos/mde/Biolog%C3%ADa%20Molecular/ing_genetica_juri_ayub.pdf

[1] Diferentes trabajos científicos, material ppt y material sobre ética y debates pueden hallarse en:
[2] http://jimemanzur80.wixsite.com/ing-genetica-unsl/libros
[3] http://jimemanzur80.wixsite.com/ing-genetica-unsl/seminarios

- Capacitar al estudiante en el diseño, desarrollo y evaluación de diferentes estrategias de clonación de ácidos nucleicos.
- Capacitar al estudiante en la comprensión de las metodologías de obtención de organismos modificados genéticamente.
- Capacitar al estudiante para la ejecución y evaluación de diseños y resultados experimentales.
- Desarrollar el espíritu crítico en lxs estudiantes tanto dentro del ámbito disciplinar como fuera del mismo.

TEMA 1. Conceptos básicos de Ingeniería Genética
TEMA 2. Manipulación y modificación de ADN in vitro
TEMA 3. Vectores básicos
TEMA 4. Estrategias de clonado y subclonado
TEMA 5. Bibliotecas
TEMA 6. Bioinformática
TEMA 7. Proyectos genómicos
TEMA 8. Transfección de células animales
TEMA 9. Estrategias avanzadas de manipulación genética
TEMA 10. Transgénesis en animales.
TEMA 11. Transgénesis en plantas
TEMA 12. Limitaciones y conflictos (en formato de debate)