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Grado en Biología

Guía docente de la asignatura

REGULACIÓN DEL METABOLISMO

Curso 2020-2021


Datos básicos de la asignatura
TipoOptativaCursoSegundoSemestrePrimero
Departamento/s responsable/sBioquímica y Biología Molecular
Créditos ECTSCréditos Totales: 6         Teóricos: 2,7         Prácticos: 1,8          Seminarios: 1,2          Tutorías y evaluación: 0,3         
Profesor/es responsable/sNombre y Apellidos: Alberto Guillén Maestro
Departamento: Bioquímica y Biología Molecular
Teléfono: 913944157;        Correo electrónico: a.guillen@bio.ucm.es
ProfesoresConsultar la agenda docente
Datos específicos de la asignatura
DescriptorMecanismos de regulación metabólica en respuesta a señales extracelulares: receptores, mensajeros intracelulares y regulación de la fosforilación de proteínas. Integración y regulación de las vías del metabolismo de hidratos de carbono, lípidos y aminoácidos: adaptaciones bioquímicas en diferentes situaciones fisiopatológicas.
RequisitosNinguno.
RecomendacionesSe recomienda haber superado las asignaturas de Bioquímica y Biología Celular e Histología de primer curso.
Competencias
Competencias transversales y genéricas

Interpretar, sintetizar y evaluar datos biológicos en general y bioquímicos en particular (CT1, CG1, CG4, CG8).

Integrar conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos y bioquímicos utilizando el método científico (CT10, CG6, CG7, CG12).

Trabajar de forma adecuada en un laboratorio bioquímico, utilizando algunos de los instrumentos y métodos de experimentación bioquímica (CT6, CG10, CG11, CG13, CG16).

Utilizar las tecnologías de la información y la comunicación (CT4, CT7, CT8).

Desarrollar la capacidad de autoaprendizaje y de trabajo autónomo y en equipo (CT2, CT11, CT12, CT14, CT17).

Competencias específicas

Conocer los mecanismos bioquímicos de las vías de señalización celular y su implicación en la regulación metabólica.

Comprender y aplicar la metodología para la caracterización de receptores de membrana y sus mecanismos de transducción.

Comprender el diseño de las rutas metabólicas y los mecanismos de regulación de las enzimas claves en el control de dichas rutas.

Conocer el significado fisiológico de los mecanismos de regulación enzimática y su función en la adaptación metabólica a diferentes situaciones fisiopatológicas.

Plantear hipótesis de trabajo e interpretar resultados en el campo de la biología de la señalización celular y el control metabólico.

(Estas competencias se incluyen en las competencias específicas CE3, CE5, CE7, CE10).

Objetivos
Objetivos

Los objetivos de esta asignatura se articulan en torno a dos ejes principales.

El primero se centra en el conocimiento de los mecanismos de regulación metabólica en respuesta a señales extracelulares, prestando especial atención al estudio de los diferentes mensajeros extracelulares y los receptores a través de los cuales actúan, los mensajeros intracelulares y los efectores que los sintetizan, la regulación de la fosforilación de proteínas como principal mecanismo regulador en respuesta a señales extracelulares, y el control transcripcional de los niveles enzimáticos.

El segundo se concreta en el estudio de la integración y regulación de las principales vías del metabolismo intermediario, haciendo especial énfasis en la modulación, tanto alostérica como por fosforilación-desfosforilación, de las enzimas reguladoras de cada ruta, estudiándose asimismo las adaptaciones de estas rutas metabólicas en diversas situaciones fisiopatológicas.

Metodología
Descripción

Los recursos didácticos que se utilizarán en las clases teóricas serán la pizarra y proyecciones de esquemas, figuras y tablas de apoyo.

En los seminarios se resolverán problemas numéricos y se discutirán los aspectos metodológicos relacionados, se interpretarán resultados de trabajos de investigación y se abordarán otros aspectos que reforzarán los conocimientos adquiridos en las clases teóricas.

En las clases teóricas y en los seminarios se fomentará la participación de los estudiantes y se les incitará a desarrollar su capacidad de autoaprendizaje y trabajo autónomo, cuyo seguimiento se realizará en las tutorías. Las clases prácticas servirán para el aprendizaje y manejo de algunas de las metodologías y técnicas de experimentación bioquímica.

Las clases prácticas fomentarán además la capacidad de trabajo en equipo de los estudiantes.

El Campus Virtual servirá como herramienta de apoyo para las diferentes actividades docentes. En él figurarán el programa de la asignatura; las presentaciones de apoyo a las clases teóricas; revisiones bibliográficas recientes de cada uno de los temas teóricos; los problemas que se resolverán y los trabajos de investigación que se discutirán durante los seminarios; los protocolos experimentales para las clases prácticas, y enlaces con bases bibliográficas así como con páginas web de interés.

Distribución de actividades docentes
ActividadHoras% respecto presencialidad
Clases teóricas
2745
Clases prácticas
1830
Exposiciones y/o seminarios
Horas)
1220
Tutoria
35
Evaluación
Trabajo presencial
6040
Trabajo autónomo
9060
Total
150
Bloques temáticos

BLOQUE I: REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES

Principios de regulación metabólica. Mensajeros extracelulares. Receptores. Mensajeros intracelulares. Efectores. Fosforilación y desfosforilación de proteínas.

BLOQUE II: CONTROL DEL METABOLISMO

Metabolismo de hidratos de carbono. Metabolismo de lípidos. Catabolismo de aminoácidos.

Evaluación
Criterios aplicables

La evaluación de los conocimientos adquiridos en las clases teóricas, seminarios y clases prácticas se realizará mediante un examen final escrito, que se podrá desarrollar en dos fases (noviembre y enero). La evaluación podrá también tener en cuenta la elaboración y exposición de trabajos, la resolución de cuestionarios, la asistencia y participación en clases teóricas y seminarios o la actitud y aptitud demostrada durante la realización de las prácticas.

Al comienzo del curso los profesores detallarán en cada grupo los criterios de evaluación. 

La evaluación en la convocatoria extraordinaria tendrá lugar mediante un único examen escrito.

La realización de las prácticas es obligatoria para aprobar la asignatura.

Organización semestral
Organización semestralConsultar la agenda docente
Temario
Programa teórico

BLOQUE I: REGULACIÓN METABÓLICA POR MENSAJEROS EXTRA CELULARES

Tema 1. Principios de regulación metabólica. Señales extracelulares y señales metabólicas. Tipos y estructura química de los mensajeros extracelulares. Enzimas reguladoras: modulación de la actividad y niveles enzimáticos. Compartimentación celular y tisular del metabolismo.

Tema 2. Receptores de membrana plasmática. Receptores que constituyen un canal iónico. Receptores con actividad enzimática. Proteínas G. Receptores acoplados a proteínas G. Desensibilización de receptores.

Tema 3. Mensajeros intracelulares. AMP cíclico y GMP cíclico: estructura y regulación de las adenilil ciclasas y guanilil ciclasas. Fosfodiesterasas de nucleotidos cíclicos.

Tema 4. Mensajeros de origen lipídico: fosfolipasas. Estructura y regulación de fosfolipasas C de fosfatidilinositol-4,5-bisfosfato. El ión calcio como mensajero intracelular: estructura y regulación de receptores de IP3 y rianodina. Mecanismos de acción del calcio: calmodulina.

Tema 5. Fosforilación y desfosforilación de proteínas. Proteína quinasas. Estructura y regulación de proteína quinasas dependientes de mensajeros intracelulares. Fosfoproteína fosfatasas: tipos y regulación.

Tema 6. Proteína tirosina quinasas. Mecanismos de acción de receptores con actividad tirosina quinasa. Receptores de citoquinas.

Tema 7. Receptores intracelulares. Receptores de hormonas esteroides. Receptores de hormonas no esteroides. Regulación de la transcripción.

BLOQUE II: CONTROL DEL METABOLISMO

Tema 8. Metabolismo de hidratos de carbono. Regulación de la concentración de glucosa en sangre. Metabolismo de glucógeno en músculo esquelético e hígado. Degradación de glucógeno: regulación de glucógeno fosforilasa y glucógeno fosforilasa quinasa.

Tema 9. Síntesis de glucógeno: regulación de glucógeno sintasa. Regulación coordinada de la degradación y síntesis de glucógeno: hormonas y neurotransmisores implicados.

Tema 10. Glicolisis y gluconeogénesis. Fosfofructoquinasas y fructosa-bisfosfato fosfatasas: función en el control coordinado de glicolisis-gluconeogénesis. Papel de fructosa 2,6-bisfosfato: efecto de glucagón. Regulación de piruvato quinasas, piruvato carboxilasa y fosfoenolpiruvato carboxiquinasa.

Tema 11. Descarboxilación de piruvato y destinos de acetil-CoA. Regulación del complejo piruvato deshidrogenasa. Regulación del ciclo de Krebs. Conexión del metabolismo de hidratos de carbono y lípidos.

Tema 12. Metabolismo lipídico. Transporte de lípidos en plasma: lipoproteínas y lipoproteína lipasa. Lipogénesis. Regulación de acetil-CoA carboxilasas: papel de la proteína quinasa activada por AMP.

Tema 13. Lipolisis en tejido adiposo: regulación hormonal y destino de los productos de la lipolisis. β-oxidación y cetogénesis. Regulación coordinada de la biosíntesis y oxidación de ácidos grasos: carnitina palmitoiltransferasa I.

Tema 14. Catabolismo de aminoácidos. Destinos del esqueleto carbonado y del grupo amino. Ciclo glucosa-alanina. Carbamil-fosfato sintetasas: función y regulación. Regulación del ciclo de la urea.

Programa práctico

Regulación de la expresión de una enzima: estudio mediante "Dot blot" y "Western blot".

Seminarios

En los seminarios se ampliarán e integrarán conocimientos adquiridos en el programa teórico, abordándose aspectos como: la caracterización de receptores, las técnicas que permiten el estudio de las vías de señalización intracelular, los mecanismos de acción de diversos fármacos o las adaptaciones metabólicas del organismo a diferentes situaciones fisiopatológicas.

Gran parte de estos objetivos se alcanzarán mediante la resolución de problemas numéricos o la interpretación y discusión de resultados de trabajos científicos.

Bibliografía

T.M. Devlin. Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas. 4ª ed. Reverté.

J.M. Berg, J.L. Tymoczko y L. Stryer. Bioquímica. 6ª ed. Reverté.

B. Alberts et al. Introducción a la Biología Celular. 3ª ed. Panamericana.

H. Lodish et al. Molecular Cell Biology. 7ª ed. Freeman.

H. Lodish et al. Biología Celular y Molecular. 5ª ed. Panamericana.

C.K. Mathews, K.E. Van Holde y K.G. Ahern. Bioquímica. 3ª ed. Pearson.

G.J. Siegel et al. (eds.). Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects. 7ª ed. Elsevier.

B.W. O´Malley (ed.). Hormones and Signaling. Academic Press.

D. Bowles (ed.). Essays in Biochemistry. Vol.32: Cell Signalling. Portland Press.

K.N. Frayn.  Metabolic Regulation: A Human Perspective. Portland Press.

B.D.Gomperts, I.J. Kramer y P.E.R. Tatham. Signal Transduction. 2ª ed. Academic Press.

G. Krauss. Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. 4ª ed. Wiley-VCH.

 



Adenda por EMERGENCIA SANITARIA COVID19 a la Guía Docente de la asignatura REGULACIÓN DEL METABOLISMO (Curso Académico 2020-2021)
Nota aclaratoria: Esta adenda a la Guía docente recoge las adaptaciones necesarias para poder atender la docencia en caso de que las condiciones sanitarias no permitan un escenario totalmente presencial. Como consecuencia de la situación sanitaria provocada por la COVID-19, el marco de docencia para el curso 2020-21 aprobado por el Consejo de Gobierno de la UCM y refrendado por la Facultad de Ciencias Biológicas, establece como planteamiento general un modelo mixto (semipresencial). Se trata de un marco transitorio mientras estén vigentes las condiciones sanitarias excepcionales, que incorpora escenarios de docencia que combina actividades presenciales y a distancia, que incluyen tanto entornos físicos como virtuales que permitan la interacción entre docentes y estudiantes a través de actividades tanto síncronas como asíncronas. No se descarta, no obstante, que ante un agravamiento de las condiciones sanitarias (confinamiento general o de grupos de estudiantes concretos) fuese necesario pasar a un escenario con toda la docencia a distancia.

METODOLOGÍA

Respetando en todo momento las recomendaciones de las autoridades competentes, si el número de alumnos del grupo en relación con la capacidad del aula lo permite, tanto la docencia teórica y de seminarios como las prácticas, podrían impartirse presencialmente, en parte o en su totalidad, de conformidad con las medidas presentadas en la Comisión Delegada de la Conferencia General de Política Universitaria por el Ministerio de Sanidad y el Ministerio de Universidades, recogidas en un documento de fecha 31 de agosto de 2020 (página web del Ministerio de Universidades).

 

Docencia semipresencial

Las clases teóricas y los seminarios se impartirán fundamentalmente mediante videoconferencias síncronas a través del Campus Virtual (Blackboard Collaborate) o plataformas similares como Google Meet, respetando los horarios de la Agenda de Grado, y/o de forma asíncrona, mediante presentaciones Power Point con audio, a título de ejemplo, que se pondrán a disposición de los estudiantes en el Campus Virtual.

Por lo que respecta a las prácticas, solamente aquellas actividades que no puedan ser sustituidas por actividades en remoto, se llevarán a cabo de forma presencial. El resto de prácticas se realizarán de forma no presencial a través del Campus Virtual.

Las tutorías tendrán lugar preferentemente de forma no presencial, a través del correo electrónico y a través del Campus Virtual, en horario previamente acordado con los estudiantes interesados.


Una información más detallada se facilitará a través del Campus Virtual de cada grupo antes del inicio del curso.

 

Docencia a distancia

En caso de que la situación sanitaria lo requiera, toda la docencia, incluidas las prácticas presenciales, serán sustituidas por actividades en remoto a través de la plataforma del Campus Virtual o de plataformas similares. Llegado ese momento, en el Campus Virtual de cada grupo se detallará la adaptación de las actividades presenciales a un escenario de docencia a distancia.

Las tutorías solamente tendrán lugar de forma no presencial.

Para que los estudiantes puedan grabar en audio y/o vídeo cualesquiera de las actividades docentes de la asignatura, tanto si se efectúan presencialmente como a través de plataforma digital, se requiere contar con el permiso expreso del profesor.

 

EVALUACIÓN

Docencia semipresencial

La evaluación, siempre y cuando lo permita la situación sanitaria, se realizará mediante examen final, en modo presencial preferentemente, teniéndose en cuenta los otros aspectos indicados en el apartado anterior para la nota final de la asignatura. En caso de examen remoto se utilizarán los medios disponibles en el Campus Virtual. La identificación de los estudiantes en los exámenes no presenciales se realizará mediante Google Meet, pudiéndose solicitar un documento acreditativo.

Según el plan de estudios vigente (página web de la Facultad), la asistencia a todas las actividades docentes de una asignatura tiene carácter obligatorio.

La asistencia a las sesiones no presenciales de todas las actividades docentes de la asignatura se podrá controlar a través de Google Meet.

Al inicio del curso se suministrará a través del Campus Virtual de cada grupo una información más detallada de los criterios de evaluación, formato del examen y modalidad, así como del proceso de revisión de exámenes, que será que será predominantemente no presencial.

Docencia a distancia

Los criterios de evaluación en un escenario totalmente virtual serán examen final remoto, realizado a través del entorno del Campus Virtual, y los otros aspectos indicados en el primer apartado. Llegado este escenario se facilitará información detallada a través del Campus Virtual de cada grupo sobre el peso en la nota final del examen y de esos otros aspectos. La revisión de los exámenes será no presencial, mediante el procedimiento que oportunamente se comunicará.

Para el control de la asistencia a las actividades docentes de la asignatura que se consideren oportunas y para la identificación de los estudiantes durante el examen se utilizará la plataforma Google Meet.