| Datos básicos de la asignatura | Tipo | Optativa | Curso | Tercero | Semestre | Sexto |
| Departamento/s responsable/s | Genética, Fisiología y Microbiología | Créditos ECTS | Créditos Totales: 6 Teóricos: 2,7 Prácticos: 1,8 Seminarios: 1,2 Tutorías y evaluación: 0,3 | ||
| Profesor/es responsable/s | Nombre y Apellidos: Franciso Javier Espino Nuño Departamento: Genética, Fisiología y Microbiología Teléfono: 913945044; Correo electrónico: jespino@ucm.es | ||||
| Profesores | Consultar la agenda docente | ||||
| Datos específicos de la asignatura | |||||
| Descriptor | La 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. | ||||
| Requisitos | Ninguno | ||||
| Recomendaciones | Ninguna | ||||
| 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 | |||||
| Actividad | Horas | % respecto presencialidad | |||
| Clases teóricas | 27 | 43 | |||
| Clases prácticas | 18 | 28 | |||
| Exposiciones y/o seminarios Horas) | 12 | 19 | |||
| Tutoria | 3 | 10 | |||
| Evaluación | |||||
| Trabajo presencial | 60 | 40 | |||
| Trabajo autónomo | 90 | 60 | |||
| 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 semestral | Consultar 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.
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| 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 | ||||