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Grado en Biología

Guía docente de la asignatura

BIOLOGÍA DEL DESARROLLO

Curso 2020-2021


Datos básicos de la asignatura
TipoOptativaCursoTerceroSemestreSexto
Departamento/s responsable/sGenética, Fisiología y Microbiología
Créditos ECTSCréditos Totales: 6         Teóricos: 2,7         Prácticos: 1,8         Seminarios: 1,2         Tutorías y evaluación: 0,3         
Profesor/es responsable/sNombre y Apellidos: Franciso Javier Espino Nuño
Departamento: Genética, Fisiología y Microbiología
Teléfono: 913945044;        Correo electrónico: jespino@ucm.es
ProfesoresConsultar la agenda docente
Datos específicos de la asignatura
DescriptorLa Biología del Desarrollo es una disciplina en continua renovación, que pretende responder al antiguo enigma de cómo se construye un ser vivo a partir de una única célula y acaba con billones de ellas funcionando correctamente. Abarca, por tanto, los mecanismos de desarrollo, diferenciación y crecimiento de los animales y plantas a nivel molecular, celular, fisiológico y genético. Las técnicas moleculares han permitido localizar las proteínas que se encargan de dar propiedades organizadoras, inductoras y generadoras de estructuras y órganos del cuerpo, así como los genes que las codifican en una dinámica temporal que mantiene un equilibrio muy preciso entre forma y función. Las consecuencias que provocan en los procesos de morfogénesis las mutaciones de estos genes son fácilmente deducibles y su estudio ha sido premiado con la concesión de varios Premios Nóbel en los años 1.995 (control genético de las primeras fases del desarrollo embrionario), 2.001 (regulación del ciclo celular) y 2.007 (manipulación genética en modelos animales y células madre). La Biología del Desarrollo se enfrenta actualmente a desafiantes retos con importantísimas repercusiones en Biomedicina: la integración de genes, proteínas, células, tejidos y órganos en el desarrollo de un individuo. Los problemas que afecten al momento de división celular o a la posición que ocupan las células dentro del embrión, producirán malformaciones muy variadas. Conocer los mecanismos de desarrollo embrionario, fetal y postnatal, permitirán comprender las causas biológicas de las enfermedades que nos afectan.
RequisitosNinguno
RecomendacionesNinguna
Competencias
Competencias transversales y genéricas

-Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento, los organismos y sistemas biológicos (CG1)

-Reconocer la importancia de la Biología en diversos contextos y relacionarla con otras áreas de conocimiento (CG2)

-Continuar estudios de postgrado en áreas especializadas de la Biología o multidisciplinares (CG3)

-Expresar rigurosamente los conocimientos biológicos adquiridos de modo que sean bien comprendidos en el ámbito docente y/o especializado (CG4)

-Explicar y analizar los fenómenos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con la Biología (CG5)

-Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información biológica (CG8)

-Manipular con seguridad materiales químicos y organismos y valorar los riesgos de su uso, respetando los procedimientos de seguridad e impacto sobre el medio ambiente (CG10)

-Manejar instrumentación básica para análisis biológico (CG11)

-Poseer un alto nivel de compromiso y discernimiento ético para el ejercicio profesional y sus consecuencias (CG14)

-Valorar la importancia de la Biología en el contexto industrial, económico, medio ambiental, social y cultural (CG15)

-Capacidad de desenvolverse con seguridad en un laboratorio (CG16)

-Demostrar razonamiento crítico y autocrítico (CT2)

-Gestionar información científica de calidad, bibliografía, bases de datos especializadas y recursos accesibles a través de Internet (CT4)

-Comunicarse en español y en inglés utilizando los medios audiovisuales más habituales (CT8)

-Defender los puntos de vista personales apoyándose en conocimientos científicos (CT9)

-Integrar creativamente conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos utilizando el método científico (CT10) -Desarrollo de la capacidad de trabajo autónomo o en equipo en respuesta a las necesidades específicas de cada situación (CT12)

-Progresar en su habilidad para el trabajo en grupos multidisciplinares (CT14)

-Perseguir objetivos de calidad en el desarrollo de su actividad profesional (CT15)

Competencias específicas

-Capacidad para analizar, identificar y categorizar estructuras biológicas en el desarrollo embrionario y ontogénico, tanto normales como patológicas (CE19)

-Capacidad para ejercer la enseñanza y difusión de la Biología en todos los grados educativos y sectores de población y el asesoramiento científico y técnico de cualquier cuestión relacionada con la Biología (CE20)

Objetivos
Objetivos

Conocer los conceptos fundamentales de la Biología del desarrollo

Conocer las técnicas aplicadas al estudio del desarrollo, tanto fisiológicas como genéticas

Desarrollar la capacidad de analizar experimentos relacionados con la Biología del desarrollo

Conocer el estado actual de la Biología del desarrollo

Metodología
Descripción

- Clases magistrales.

- Prácticas en laboratorio en las que se estudiarán ejemplos concretos del desarrollo de distintos organismos

- Exposiciones y presentaciones de los estudiantes individualmente o en grupo.

- Aprendizaje basado en problemas y discusiones guiadas.

- Búsqueda y selección de bibliografía y recursos en internet en relación a la resolución de problemas de la Biología del desarrollo

-Tutorías individuales y en grupos pequeños.

Distribución de actividades docentes
ActividadHoras% respecto presencialidad
Clases teóricas
2743
Clases prácticas
1828
Exposiciones y/o seminarios
Horas)
1219
Tutoria
310
Evaluación
Trabajo presencial
6040
Trabajo autónomo
9060
Total
150
Bloques temáticos

BLOQUE I: Determinación celular

BLOQUE II: Desarrollo embrionario temprano

BLOQUE III: Bases genéticas de la diferenciación celular

BLOQUE IV: Desarrollo en Invertebrados

BLOQUE V: Desarrollo en Vertebrados

Evaluación
Criterios aplicables

- Pruebas objetivas de conocimientos, resolución de ejercicios y casos prácticos (60% de la calificación final).

- Valoración de la destreza técnica desarrollada en el laboratorio y de conocimientos de los contenidos de las clases prácticas (30%).

- Actividades realizadas en Seminarios (10%).

Será necesario tener al menos un 50% de la calificación de Teoría y un 50% de la calificación de Prácticas para poder aprobar la asignatura.

Organización semestral
Organización semestralConsultar la agenda docente
Temario
Programa teórico

BLOQUE I: DETERMINACIÓN CELULAR

Tema 1- (1 h) Determinación progresiva de las células embrionarias. Especificación autónoma y condicional. Inducción embrionaria primaria. Morfogénesis y adhesión celular. Afinidad celular diferencial. (Moléculas de adhesión celular; uniones intercelulares; matriz extracelular; receptores celulares para las moléculas de la matriz extracelular).

Tema 2- (1 h) Interacciones instructivas y permisivas. Especificidad regional y genética de la inducción. Factores inductores: Interacciones yuxtacrinas, autocrinas, paracrinas (FGFs, FGFRs, prot. Hedgehog, Fam. Wnt, TGF-B, Prot. Notch, efrinas).

 

BLOQUE II: DESARROLLO EMBRIONARIO TEMPRANO

 

Tema 3- (1 h) Estirpe germinal. Plasma germinal. Determinación y migración de las células germinales. Espermatogénesis. Aparatos reproductores masculinos. Estructura del espermatozoide, motilidad. Anomalías de la espermatogénesis. Endocrinología. Ovogénesis en Equinodermos, Anfibios, Aves y Mamíferos. Endocrinología.

Tema 4- (2 h) Biología celular y molecular de la fecundación en Invertebrados y Vertebrados. Reacción acrosómica. Bloqueo de la polispermia. Cambios metabólicos en el ovocito. Reorganizacón citoplasmática.

Tema 5- (2 h) Patrones de segmentación embrionaria. Segmentación en Insectos (S. meroblástica superficial), Equinodermos (S. holoblástica radial), Anfibios (S. holoblástica radial desigual), Aves (S. meroblástica discoidal) y Mamíferos (S. holoblástica rotacional).

Tema 6- (3 h) Características generales de la gastrulación (Metabolismo, Movimientos morfogenéticos, Cambios de forma celular). Gastrulación en Insectos, Equinodermos, Anfibios, Aves y Mamíferos. Formación de anejos extraembrionarios. 

Tema 7- (2 h) Derivados ectodérmicos. Neurulación y diferenciación del tubo nervioso. Derivados de la cresta neural. Órganos de los sentidos. Epidermis. Estructuras cutáneas.

Tema 8- (2 h) Derivados mesodérmicos. Notocorda. Mesodermo dorsal y diferenciación de los somitas. Miogénesis. Osteogénesis. Desarrollo de las extremidades. Formación del sistema circulatorio. Desarrollo de los distintos tipos de riñones y de los órganos reproductores.

Tema 9- (1 h) Derivados endodérmicos. Desarrollo del tubo digestivo. Hígado y páncreas. Desarrollo del tubo respiratorio.

BLOQUE III: BASES GENÉTICAS DE LA DIFERENCIACIÓN CELULAR

 

Tema 10- (2 h) La diferenciación celular como base del Desarrollo. La constancia del genoma durante el Desarrollo. Análisis funcional en Anfibios y plantas. Transplante de núcleos en animales. Clonación. Potencia celular: células troncales embrionarias, células troncales adultas. Reprogramación celular.

 

 

Tema 11- (2 h) Regulación de la expresión génica diferencial. Base genética de la diferenciación celular. Regulación transcripcional y postranscripcional. Cromatina y regulación génica: Epigenética. Epigenética y desarrollo.

BLOQUE IV: DESARROLLO EN INVERTEBRADOS MODELOS

Tema 12- (3 h) Morfogénesis en Invertebrados I. Modelos de desarrollo en Invertebrados: Erizo de mar, Caenorhabditis elegans y Drosophila melanogaster. Erizo de mar: Especificación de las capas y redes de regulación. C. elegans: Organización de los ejes. Las células fundadoras. Determinación de linajes celulares, la especificación de la faringe.

Tema 13- (4 h) Morfogénesis en Invertebrados II. D. melanogaster: Establecimiento de los ejes, genes de efecto materno, genes de segmentación y genes de identidad de los segmentos (genes Hox).

BLOQUE V: DESARROLLO EN VERTEBRADOS

Tema 14- (4 h) Bases genéticas de la Morfogénesis en Vertebrados. Modelos de desarrollo en Vertebrados: Xenopus, pez cebra, pollo y ratón. Desarrollo temprano y especificación de los ejes. Genes implicados en la formación del patrón corporal. Somitogénesis. Genes Hox: implicación en la formación de las extremidades y el encéfalo. Desarrollo y ambiente. Alteraciones genéticas y ambientales.

Programa práctico

PRÁCTICA Nº 1 - Desarrollo embrionario de Invertebrados y Teleósteos

PRÁCTICA Nº 2 - Desarrollo embrionario de Anfibios

PRÁCTICA Nº 3 - Desarrollo embrionario en Aves

PRÁCTICA Nº 4 - Desarrollo embrionario y fetal de Mamíferos

PRÁCTICA Nº 5 - Desarrollo embrionario y fetal humano

PRÁCTICA Nº 6 - Análisis de la expresión del gen em del desarrollo tardío de Gramíneas mediante RT-PCR

PRÁCTICA Nº 7 – Actividad en un Centro relacionado con Biología del Desarrollo

Seminarios

A lo largo del curso se realizarán seminarios que complementen el programa teórico, así como otros que aborden enfoques actuales de la asignatura.

Bibliografía

- Carlson, B. M.

“Embriología humana y Biología del Desarrollo”. Elsevier. 5ª ed. 2.014.

- Gilbert, S.F.

“Developmental Biology”. Sinauer Associates, Inc. 11th ed. 2.016.

- Gilbert, S.F. and Epel, D.

“Ecological Developmental Biology: The Environmental Regulation of Development, Health and Evolution” Sinauer Associates, Inc. 2nd ed. 2.015.

- Langman, J.

“Embriología médica”. Wolters Kluwer Health. 13ª ed. 2.016.

- Wolpert, L., Tickle, C. and Martinez Arias, A.

“Principles of Development”. Oxford University Press. 5th ed. 2.015.

- Wolpert, L., Beddington, R., Brockes, J., Jessell, T., Lawrence, P. and Meyerowitz, E.

“Principios del Desarrollo”. Ed. Médica Panamericana. 3ª ed. 2.010. . 2010



Adenda por EMERGENCIA SANITARIA COVID19 a la Guía Docente de la asignatura BIOLOGÍA DEL DESARROLLO (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

Docencia presencial:

Clases teóricas: Los recursos didácticos utilizados son la pizarra y la proyección de presentaciones estáticas y animadas con figuras, esquemas y tablas de apoyo que asimismo figurarán en el Campus Virtual. Las clases se desarrollarán de manera interactiva con los alumnos, discutiendo con ellos los aspectos que resultan más dificultosos o especialmente interesantes de cada tema. Se utilizarán el Campus Virtual y recursos bibliográficos como herramientas de apoyo.

Seminarios: Se tratarán temas o aspectos no comentados en las clases teóricas y se resolverán problemas y cuestiones resaltando su relación con aplicaciones prácticas.

Clases prácticas: El profesor planteará de forma inicial el contenido de la actividad, resolverá dudas, dirigirá la realización de las prácticas y la discusión de los resultados obtenidos.

Tutorías colectivas: Se tratarán aspectos de los temas no comentados en las clases teóricas y se orientará a los alumnos para la elaboración de las exposiciones.


Docencia semipresencial:

Clases teóricas: Se impartirán mediante videoconferencia a través del Campus Virtual (Blackboard Collaborate) o plataformas alternativas (Google Meet, Zoom…), de forma tanto sÍncrona como asíncrona. En el caso de las primeras se respetarán los horarios planificados previamente. Además, el estudiante dispondrá de recursos de apoyo (audiovisuales, artículos de lectura, presentaciones de las clases…) a través del Campus Virtual de la asignatura. También se podrán grabar las clases para ponerlas a disposición de los estudiantes.

Seminarios: Se realizarán de forma síncrona a través de la plataforma Blackboard Collaborate del Campus Virtual (o plataformas alternativas: Google Meet, Zoom…). Se planteará la resolución de ejercicios prácticos, presentación de trabajos…

Prácticas: Sólo aquellas actividades que requieran equipamiento, materiales y/o contenidos que no puedan ser sustituidos por actividades en remoto, se llevarán a cabo de forma presencial. El resto de prácticas se realizarán en remoto a través del Campus Virtual de la asignatura mediante recursos interactivos, contenidos multimedia, material audiovisual, aplicaciones…


Docencia a distancia:

En caso de que la situación sanitaria lo requiera, las prácticas presenciales serán sustituidas por actividades en remoto a través del Campus Virtual (plataforma Blackboard Collaborate) o plataformas similares (Google Meet, Zoom…).

Tutorías: Tendrán lugar preferentemente de forma no presencial. En ambos escenarios la comunicación con los estudiantes tendrá lugar por varias vías: (1) a través del correo electrónico y (2) mediante sesiones sÍncronas a través de la plataforma existente en el Campus Virtual, previamente acordadas con los estudiantes interesados. El horario de las tutorías será el mismo que el establecido en el escenario presencial.


EVALUACIÓN

Docencia presencial:

Pruebas objetivas de conocimientos y resolución de ejercicios y casos prácticos (60 % de la calificación final)

Valoración de la destreza técnica desarrollada en el laboratorio (30 %)

Realización de trabajos y su defensa (10%)


Docencia semipresencial:

La evaluación se desarrollará de forma preferentemente presencial, siempre y cuando la situación sanitaria lo permita.

Los criterios de evaluación serán los mismos que en la docencia presencial pero en las “pruebas escritas” pasará a ser “pruebas teóricas” (tipo tarea, cuestionario)


Docencia a distancia:

Los criterios de evaluación serán los mismos que en la docencia presencial pero en las “pruebas escritas” pasará a ser “pruebas teóricas” (tipo tarea, cuestionario).

La identificación de los estudiantes durante la realización de las pruebas incluye la autenticación mediante el correo electrónico institucional (cuenta de usuario y contraseña) para acceder al Campus Virtual. También se podrá recurrir a la identificación mediante el uso de imágenes (videollamadas de Blackboard Collaborate, Google Meet o similar) o incluso el requerimiento de documento identificativo.

La revisión de exámenes se realizará preferentemente de modo no presencial mediante sesiones sincrónicas previamente acordadas con el interesado (Blackboard Collaborate, Google Meet o similar).

En todos los supuestos de docencia se recuerda la obligatoriedad de asistir a las distintas actividades de la asignatura.