Genetics

Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

Course Description

  • Course Name

    Genetics

  • Host University

    Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

  • Location

    Valparaíso and Viña del Mar, Chile

  • Area of Study

    Biology, Genetics, Human Biology

  • Language Level

    Advanced

    Hours & Credits

  • Recommended U.S. Semester Credits
    5
  • Recommended U.S. Quarter Units
    7
  • Overview

    FUNDAMENTACION ( Breve resumen con la descripción del ramo, características
    principales y sistema de evaluación)

    La asignatura Genética BIO322 es un curso básico orientado a alumnos de pregrado de la
    carrera de Agronomía. Proporciona conocimiento científico de importancia para ingenieros
    agrónomos entregando los fundamentos mendelianos y moleculares de la genética que
    permiten comprender los mecanismos de la herencia y del mejoramiento genético en la
    agricultura.

    A través de la genética clásica o mendeliana que utiliza cruzamientos controlados y la
    observación de las características fenotípicas de los descendientes junto al análisis de sus
    proporciones permite realizar inferencias científicas respecto a probables genotipos de los
    organismos y explicar los diferentes tipos de herencia.

    En las últimas décadas, la biología molecular ha logrado importantes avances, los cuales
    han permitido explicar y reafirmar los principios de la genética y ha proporcionado sólidas
    bases para el mejoramiento de individuos a través de la ingeniería genética.
    El curso se ha estructurado entre genética "clásica" y "moderna" incorporando aquellos
    conocimientos de la biología molecular que permiten la comprensión de la organización,
    expresión y comportamiento del material genético.
    Para impartir la asignatura se utiliza Biblioteca Agora (http://agora.ucv.cl o
    http://dossier.ucv.cl) donde se han incluido todos los contenidos de la asignatura, con apoyo
    de imágenes, de animaciones de los procesos genéticos, y de vínculos a artículos científicos
    de interés. El ramo incorpora, para la enseñanza de algunos temas, enfoques y aspectos
    innovativos, que son los siguientes:
    o Aprendizaje dinámicos, utilizando como eje central el método científico.
    o Aprendizaje interactivo, donde el alumno motivado por un problema inicial, debe buscar
    información antes de la clase para discutirla con sus compañeros y profesor.

    El curso incluye:
    Clases cátedra:
    El contenido teórico se distribuye en 10 capítulos, que cubren desde la genética mendeliana
    hasta la genética molecular. Cada capítulo se desarrolla a través de varios temas; al final de
    cada capítulo el alumno encuentra una sección de problemas y ejercicios y otra sección de
    bibliografía, que incluye textos disponibles en la Biblioteca, como también información en
    Internet.

    La asignatura se imparte en la sala Génesis, que está implementada con 20 computadores
    conectados a la red de Internet. Con la finalidad de facilitar un aprendizaje personalizado, el
    alumno previo a la clase en determinados temas debe desarrollar una guía de trabajo, que
    quedará disponible en el Dossier, la que será discutida en clases.

    La finalidad es que el proceso de enseñanza-aprendizaje, en al menos algunos temas, se
    realice según las siguientes etapas:
    Etapa 1. Problema Inicial, de interés, para atraer la atención del alumno. Este problema
    estará relacionado con el tema a tratar en la clase, y en su elaboración debe incluir
    información utilizada en la clase anterior. Esto debe conducir al alumno a una reflexión
    interna.

    Etapa 2. Búsqueda de información para resolver el problema
    Etapa 3. Discusión en clases
    Etapa 4. Resumen del profesor

    Ayudantía/Laboratorios:
    En la primera ayudantía los alumnos aprenderán a realizar búsquedas bibliográficas en
    bases de datos online y a identificar si la revista científica se encuentra indexada en la base
    de datos ISI.

    Se realizarán trabajos prácticos en relación a cromosomas y cariotipos, electroforesis de
    proteínas y de bioinformática (edición de secuencias).
    Asimismo se procederá a la resolución de ejercicios y problemas, con la finalidad de reforzar
    temas vistos en las clases correspondientes a genética mendeliana y genética molecular.
    Sistema de Evaluación
    Cátedra.

    El promedio de las notas de pruebas de cátedra representa un 50%. El aprendizaje
    del contenido teórico de la asignatura se evaluará a través de tres pruebas de cátedra
    escritas, tipo desarrollo y principalmente de aplicación de conocimientos (no reproductivas).

    Las pruebas corregidas se entregan a los alumnos en un plazo que no excede a 15 días.

    Los estudiantes revisan la prueba y se discute con el profesor. Las notas se publican en
    Biblioteca Agora.

    Requisito asistencia: 75%
    Ayudantía/Laboratorio. El promedio de ayudantía/laboratorio representa un 50%.
    La ayudantía se evalúa mediante informes y pruebas escritas.

    Requisito asistencia: 90%
    El promedio de cátedra + ayudantía tiene un valor de un 60% frente al examen final
    Examen.

    Será escrito y tipo desarrollo con un valor de un 40%.

    Tendrán derecho a
    eximición aquellos estudiantes obtengan notas parciales igual o superior a 4.0 en cada una
    de las evaluaciones realizadas y que el promedio de cátedra + ayudantía debe ser igual o
    superior a 4.5

    II. OBJETIVOS
    OBJETIVO GENERAL

    Contribuir a la formación de estudiantes de Agronomía que comprendan que la genética es
    una herramienta importante para la agricultura, principalmente en programas de
    mejoramiento genético y en la resolución de problemas agronómicos.

    Comprender a la genética como una ciencia fáctica, que se proyecta desde la ciencia básica
    a la ciencia aplicada, la transferencia tecnológica hasta llegar a desarrollo de empresas en
    biotecnología.

    Entender la importancia central del método científico y de la publicación del
    conocimiento que se genera en revistas indexadas en la base de datos del ISI.

    Relacionar el comportamiento del material genético y su predicción, a partir de los
    cruzamientos de la genética mendeliana, con la estructura, composición y función a nivel
    molecular y que los alumnos sean capaces de integrar los conocimientos de la genética
    clásica y de la genética molecular con otros conocimientos de la biología.

    OBJETIVOS ESPECIFICOS

    ? Demostrar que en todos los seres vivos el material genético es DNA o ácido
    desoxiribonucleico, el que se organiza en genes y estos en cromosomas, siendo
    propios de cada especie, y por lo tanto el fundamento de la clasificación taxonómica.

    ? Comprender que el mejoramiento genético vegetal se puede lograr por modificación
    del material genético, sea por mutación, poliploidización o adquisición de genes
    portadores de la característica deseada

    ? Comprender el mecanismo de la transmisión hereditaria y que a partir de la
    proporción de los fenotipos obtenidos de cruzamientos conocidos se pueden inferir
    diferentes tipos de herencia, como la presencia o ausencia de dominancia, la
    codominancia,genes letales, polialelos, poligenes y epistasis

    ? Entender la existencia de genes ligados y la construcción de mapas cromosómicos a
    partir de los fenotipos de los descendientes y sus proporciones obtenidos de los
    cruzamientos de prueba de individuos híbridos

    ? Adquirir conocimiento crítico, analítico y fundamentado acerca de la naturaleza
    química del material genético en relación a sus propiedades, organización, flujo de
    información, variación, efecto del ambiente y distribución.

    ? Adquirir conocimiento acerca de la ingeniería genética, sus aplicaciones y
    limitaciones. Valorar a los alimentos transgénicos aprobados para su
    comercialización como una alternativa importante para la nutrición humana.

    ? Incentivar en los alumnos a aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura en
    la interpretación, formulación de inferencias y predicciones referente al
    comportamiento del material genético

    ? Contribuir en los alumnos a evaluar con espíritu crítico y creativo las proyecciones
    de la Genética y la información que los medios de comunicación social entregan a la
    sociedad y al público en general.

    IV. CONTENIDO PROGRAMATICO (disponible en Biblioteca Agora)

    1. Introducción
    Genética y ciencia
    Conceptos de información genética, genes, genotipo, fenotipo, genomas.
    Célula vegetal. Comparación con célula animal y célula procariota.
    Material genético y su manipulación in vitro.
    Sinopsis histórica.

    2. Dinámica del material genético cromosomal en la organización biológica.
    Teoría cromosómica de la herencia.
    Cromosomas: composición y condensación. Telómeros y centrómeros.Clasificación.
    Autosomas. Heterocromosomas.
    Ciclo celular. Mitosis. Cariotipo.
    Meiosis y fenómeno de no disyunción. Recombinación genética.
    Aberraciones cromosómicas. Poliploidia en plantas. Mecanismos de autopoliploidía y
    alopoliploidía.

    3. Genética Mendeliana
    Diseño experimental de Mendel.
    Primera Ley de Mendel. Dominancia y recesividad. Representación de genotipos y
    de cruzamientos. Cruces de prueba.
    Segunda Ley de Mendel.
    Reglas sobre probabilidad
    Redescubrimiento de Mendel.Teoría de Sutton y Boveri.
    Características de herencia mendeliana en seres humanos. Análisis de pedigrí.

    4. Modificación relaciones Mendelianas
    Modificación a las relaciones de dominancia. Ausencia de dominancia y
    codominancia.
    Alelos múltiples.
    Genes letales.
    Epistasis.
    Genes ligados. Experimentos de Morgan en Drosophila. Fases de acoplamiento y
    repulsión. Recombinación simple y doble. Coincidencia e interferencia. Construcción
    de mapas genéticos.
    Poligenes.
    Efectos del medio ambiente. Penetrancia y expresividad.
    Pleiotropismo.

    5. Base cromosomal de la herencia, determinación del sexo y herencia ligada al
    sexo.
    Cromosomas sexuales.
    Determinación del sexo en seres humanos y compensación de dosis. Determinación
    del sexo en moscas Drosophila melanogaster y en otros organismos.
    Herencia ligada al sexo.

    6. Genética de poblaciones
    Genética de Poblaciones. Ley de Hardy-Weinberg. Frecuencia de genes y de
    genotipos.
    Factores que alteran la frecuencia de genes en una población. Mutación, migración,
    deriva génica y selección.
    Charla Motivacional . Al término de Genética Mendeliana los alumnos
    asisten a una charla motivacional a cargo del Dr. Levi Mansur, PhD en
    Genética, en la Facultad de Agronomía

    7. Material genético como fuente de información
    Composición y estructura del material genético.
    Modelo de Watson y Crick. Hélices A,B y Z.
    Tamaño genomas y complejidad.
    Material genético extracromosomal y elementos genéticos móviles.

    8. Dinámica molecular de la expresión genética
    Dogma central.
    Replicación.Reparación del DNA.
    Transcripción y transcripción inversa. Promotores eucariontes (CaMV 35s) y
    procariontes.
    Procesamiento. Concepto de intrones, exones.
    Síntesis de proteínas. Código genético.
    Control expresión génica en procariontes.
    Aspectos generales de control de expresión génica en eucariontes. RNA
    interferencia.
    Mutación puntual. Mutágenos físicos y químicos.

    9. Técnicas empleadas actualmente en biología molecular
    Fraccionamiento subcelular.
    PCR.
    Southern Blot.
    Northern Blot.
    Western Blot.
    Hidridización ácidos nucleicos.
    Secuenciación DNA.

    10.Ingeniería genética
    Introducción.
    Enzimas de restricción.
    Clonamiento en genes. Obtención del gen a clonar. cDNA.
    Vectores. Vectores derivados de Agrobacterium tumefaciens. Obtención vector
    híbrido.

    Métodos introducción DNA recombinante a célula hospedante: microproyectiles,
    electroporación, otros.
    Aplicaciones de la tecnología del DNA recombinante en vegetal. Obtención de
    plantas resistentes a patógenos y herbicidas. El caso del arroz dorado.
    Bibliografía:
    Cubero, J. I. Introducción a la Mejora Genética Vegetal. Ediciones Mundi Prensa. 1999
    Griffiths A.J.F., Miller J.H., Suzuki D.T., Lewontin, R.C. y Gelbart, W.M Genética.
    McGraw Hill, Interamericana. 2002. ISBN 84-486-0368-0
    Klug W. S. y Cummings M.R. Conceptos de Genética. Quinta Edición, Prentice Hall, 1999.
    ISBN 84-8322-042-3
    Klug W. S., Cummings M.R., Spencer, C.A. Concepts of Genetics.Eighth edition. Prentice
    Hall, 2006. ISBN 0-13-196894-7
    Lewin B. Genes VII. Oxford University Press, 2001.(edición en español)
    Lewin B. Genes VIII. Oxford University Press, 2004.(edición en ingles) ISBN 0-13-123924-4
    Luque J., Herraez A. Biología Molecular e Ingeniería Genética. Ediciones Harcourt,
    S.A.2001. ISBN 84-8174-505-7
    Miglani G.S. Dictionary of Plant Genetics and Molecular Biology. The Food Products Press.
    1998. ISBN 1-56022-871-7
    Mueller R.F., Young I.D. Genética Médica. Ed. Marban. 2001. ISBN 84-7101-330-4.
    Stracham T., Read A.P. Human Molecular Genetics 3. Garland Science. 2004. ISBN 0-
    8153-4184-9
    Tamarin, R. Principios de Genética. Editorial Reverté, S.A., 1996.

Course Disclaimer

Please note that there are no beginning level Spanish courses offered in this program.

Courses and course hours of instruction are subject to change.

Eligibility for courses may be subject to a placement exam and/or pre-requisites.