Breve descripción

Contextualización

En esta asignatura se realiza al inicio una breve introducción de la estructura y propiedades de los ácidos nucleicos para posteriormente entender y aplicar las diferentes técnicas y los datos que estas pueden generar. Las diferentes herramientas disponibles (secuenciación, AFLPs, ISSRs, RAPDs, etc.) generan información muy valiosa para el análisis poblacional y evolutivo.

En la actualidad la tecnología molecular se ha convertido en la herramienta ideal para estudios muy diversos en varios ámbitos de la biodiversidad; de la conservación; y de la genética poblacional y evolutiva de todo tipo de organismos. Los avances en esta área se dan a una gran velocidad, tanto en las técnicas de obtención de los datos de ADN, como en su análisis, por lo que es fundamental una formación continuada para estar al día en todas las herramientas relacionadas.

En esta asignatura se estudian los fundamentos teóricos de varios métodos analíticos y sus desarrollos prácticos, desde la extracción hasta su análisis final mediante las herramientas bioinformáticas precisas, con el objeto de poder inferir filogenias moleculares, dinámicas poblacionales, historias demográficas, estructuración poblacional y cuantificar la variación molecular a nivel poblacional.

Objetivos

1. Aprender los conceptos básicos sobre variabilidad genética molecular.

2. Conocer y aplicar las herramientas básicas para estudios moleculares.

3. Conocer y aplicar los marcadores moleculares en estudios filogenéticos, sistemática, genética de poblaciones, y biología de la conservación.

4. Aplicar las herramientas moleculares al estudio de los procesos evolutivos en relación con la distribución geográfica y la historia de las poblaciones.

5. Conocer y aplicar los principales métodos de inferencia molecular.

6. Conocer los programas más comunes para el análisis de los datos de ADN.

7. Familiarizar a los alumnos con las técnicas y métodos utilizados en el estudio de los procesos evolutivos.

Título asignatura

Herramientas moleculares

Código asignatura

102056

Curso académico

2020-21

Planes donde se imparte

MÁSTER UNIVERSITARIO EN BIODIVERSIDAD EN ÁREAS TROPICALES Y SU CONSERVACIÓN

Créditos ECTS

6

Carácter de la asignatura

OBLIGATORIA

Duración

Cuatrimestral

Idioma

Castellano

Contenidos

ÁCIDOS NUCLÉICOS: Estructura y propiedades de los ácidos nucleicos. Fundamentos de las principales técnicas moleculares. Nivel de variabilidad detectada con los marcadores moleculares. Extracción y aislamiento de ADN de distintos tipos de muestras. Práctica: Aislamiento de DNA y amplificación por PCR de una región conocida (e.gr., ITS nrDNA). Electroforesis en geles de agarosa.

ANÁLISIS DE HUELLAS GÉNICAS: MÉTODOS BASADOS EN PCR: La técnica de la PCR. Amplificaciones de regiones conocidas y posterior análisis por digestión con batería de enzimas (RFLP) o secuenciación. Análisis e interpretación de resultados; problemas. Práctica: Determinación de la variabilidad genética inter o intrapoblacional de cultivares empleando técnicas de huellas génicas. Uso de software y análisis (UPGMA, NJ).

ANÁLISIS DE SECUENCIAS: Regiones de ADN e información que aportan. Método de secuenciación de Sanger. Secuenciación automática. Alineamiento de secuencias de ADN; problemas. Práctica: Descarga de secuencias de GenBank. Uso de software de alineamiento y análisis (Clustal X, Bio-Edit, MEGA, PAUP, MacClade, Phyde, Winclada, etc.).

AFLPs, RAPDs e ISSRs: Amplificaciones al azar: AFLPs, Minisatélites, Microsatélites, etc. Fundamentos del análisis en base a polimorfismos. Práctica: Análisis de AFLP de muestras.

SISTEMÁTICA Y CLASIFICACIÓN: Diferenciación genética durante la evolución: filogenias moleculares. Inferencia filogenética: distancias y parsimonia. Construcción de árboles filogenéticos usando criterios de distancia, parsimonia y probabilísticos (UPGMA, NJ, máxima parsimonia, máxima verosimilitud, evolución mínima, inferencia bayesiana). Práctica: Establecimiento de relaciones filogenéticas con diferentes tipos de marcadores y programas (BioEdit, MEGA, MrBayes, PAUP, Phyde, Winclada, etc.).

Generales

CG1 - Adquirir conocimientos fundamentales y herramientas necesarias para la investigación aplicada en el ámbito de la biodiversidad.

CG2 - Aprender el uso de nuevas tecnologías para afrontar los problemas relacionados con la biodiversidad y su conservación en los países más diversos del mundo.

CG3 - Poseer una visión integradora que permita una mejor comprensión de los procesos que inciden en la pérdida de biodiversidad.

CG4 - Dominar habilidades para comunicar conocimientos y conclusiones a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CG5 - Elaborar proyectos con posibilidades de financiación tanto por instituciones publicas como privadas.

Transversales

CT3 - Desarrollar actitudes de ética y responsabilidad profesional, así́ como el respeto a la diversidad cultural.

CT4 - Desarrollar la capacidad de síntesis, organización, argumentación y análisis de la información.

CT5 - Aprender a trabajar en equipos multidisciplinares y asumir funciones de liderazgo en trabajos colectivos.

CT6 - Aprender a diseñar y organizar el propio trabajo, fomentando la iniciativa y el espíritu emprendedor.

CT7 - Capacidad de convivencia y trabajo en grupo en condiciones adversas.

CT8 - Organización de expediciones y trabajo de campo.

CT9 - Capacidad de comunicación con los actores sociales en el campo de la conservación (comunidades indígenas, autoridades, investigadores, tomadores de decisiones, propietarios de terrenos, etc.).

Específicas

CE1 - Adquirir una formación especializada en el marco científico y técnico del estudio de la biodiversidad en biotas tropicales.

CE3 - Dominar los conocimientos fundamentales y específicos para diseñar y ejecutar proyectos profesionales y de investigación teniendo en cuenta el contexto de los países en que se ejecutaría.

CE4 - Dominar los conocimientos fundamentales y específicos para diseñar y ejecutar planes de uso y gestión del territorio que se integren en la filosofía del desarrollo sostenible.

CE5 - Saber planificar y gestionar los usos de las biotas tropicales asegurando su sostenibilidad ambiental, equilibrando los usos e intereses con la preservación de sus características naturales.

CE6 - Adquirir los conocimientos fundamentales y específicos para desarrollar su actividad profesional en el ámbito de la consultoría y asesoramiento a la Administración y a las empresas.

Actividades formativas

AF1.- Clases teóricas y/o prácticas (40 horas - 100% presencialidad)

AF2.- Análisis de casos (4 horas - 10% presencialidad)

AF3.- Preparación de materiales (4 horas - 10% presencialidad)

AF4.- Trabajo autónomo (4 horas - 0% presencialidad)

AF5.- Realización de talleres prácticos (4 horas - 100% presencialidad)

AF8.- Tutorías (4 horas - 100% presencialidad)

Metodologías docentes

Cada tema se introducirá mediante una sesión teórica de 2 horas seguidas de la sesión práctica en el laboratorio necesaria para completar el trabajo correspondiente al tema.

Parte de las sesiones prácticas incluirán el uso de ordenadores y software específico. En estas sesiones se expondrán los fundamentos para la aplicación de estos programas y los alumnos dispondrán de unos conjuntos de datos con los que realizar los diferentes análisis.

Se formarán grupos de trabajo que realizarán el flujo de trabajo completo, analizarán los datos y presentarán los resultados en formato de artículo científico, que será discutido por estudiantes y profesorado, de tal forma que pueda evaluarse no sólo el resultado final, sino el planteamiento de hipótesis y la claridad expositiva.

Descripción del sistema de evaluación

SE1.- Evaluación del Trabajo Personal (ponderación mínima 30% y máxima 70%)

SE3.- Evaluación del Informe final (ponderación mínima 20% y máxima 40%)

SE4.- Evaluación de las presentaciones orales (ponderación mínima 30% y máxima 70%)

Profesor responsable

Profesorado

Horario

Bibliografía

BIBLIOGRAFÍA ESPECIALIZADA

Además de la bibliografía básica indicada más abajo se hará uso de trabajos científicos publicados en revistas incluidas en la base de datos del ISI como fuente de información más específica y actualizada.

BIBLIOGRAFÍA GENERAL

Avise J.C. 2000. Phylogeography: the history and formation of species. Harvard University Press.

Graur, D. & Li, W.-H. 2000. Fundamentals of Molecular Evolution (2ª edición). Sinauer.

Hall, B. G. 2004. Phylogenetic trees made easy. A how-to manual for molecular biologists. ( 2ª ed). Sinauer.

Nei, M. & Kumar, S. 2000. Molecular evolution and phylogenetics. Oxford University Press.

Page, R. D. M. & Holmes, E. C. 1998. Molecular evolution. A phylogenetic approach. Blackwell Science.

Ridley, M. 2003. Evolution (3 ed). Blackwell Science.

http://bips.u-strasbg.fr/fr/Documentation/ClustalX/

http://www.cladistics.com/about_winc.htm

http://evolution.genetics.washington.edu/phylip/software.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/

http://www.ebi.ac.uk/embl

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/

http://macclade.org/macclade.html

http://www.mbio.ncsu.edu/BioEdit/bioedit.html

http://www.mybio.net/biowiki/Main_Page

http://us.expasy.org/prosite/

http://pfam.wustl.edu/hmmsearch.shtml

http://paup.csit.fsu.edu/

http://www.phyde.de

http://mrbayes.csit.fsu.edu/

http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html

http://www.megasoftware.net/

http://www.zi.ku.dk/eunet/Pages/gensoft.html

Programa para imprimir

Este documento puede utilizarse como documentación de referencia de esta asignatura para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios. Para su plena validez debe estar sellado por la Secretaría de Estudiantes UIMP.

Documento para la solicitud de reconocimiento de créditos en otros estudios