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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: BIO 2030 - BIOLOGIA CELULAR
División Académica: División de Ciencias Básicas Departamento Académico: Dpto. Química y Biología Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 5.000 Horas de Teoría 1.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio El curso da a conocer las características generales de las células y los postulados básicos de la teoría celular. Se discute la estructura y función de las principales biomoléculas, las herramientas y métodos modernos para el estudio de la célula. Se expone la estructura química y funciones de la membrana plasmática, y de los diferentes organelos celulares, destacando la importancia funcional de las membranas celulares en los mecanismos de transporte, reconocimiento y comunicación celular. Se discuten los aspectos básicos de la comunicación celular y del metabolismo celular. Se revisa la base cromosómica de la herencia, la estructura y función de los ácidos nucleicos: los eventos moleculares implicados en el proceso de replicación del ADN y sus mecanismos de regulación; las diferentes clases de ARN; la estructura molecular de los genes; el proceso de transcripción del ADN y sus mecanismos de regulación; las características del código genético y el proceso de traducción del ARNm y sus mecanismos de regulación. Al final se explican los conceptos básicos de la genética mendeliana: herencia autosómica recesiva, autosómica dominante, ligada al sexo recesiva, y ligada al sexo dominante. 3. JUSTIFICACIÓN Es necesario tener conocimientos sólidos sobre Biología, ya que ésta proporciona la información básica y la orientación para llegar a un conocimiento profundo y actualizado acerca de la estructura y el funcionamiento de los seres vivos. Este curso responderá a las inquietudes formuladas por los estudiantes a nivel molecular, celular, fisiológico, genético y evolutivo; lo inducirá a tomar conciencia de los problemas planteados en la biología moderna, y adoptar una posición razonable ante éstos con base en principios sólidos. Los conceptos básicos aprendidos en Biología Celular le aportarán al estudiante las herramientas conceptuales necesarias para la comprensión de la Biología Molecular, Genética, Embriología, Fisiología, Bioquímica y Microbiología, que se desarrollarán en semestres posteriores. 4. OBJETIVO GENERAL Esta asignatura se orientará a: Analizar la importancia de la biología celular y su aplicación en la medicina, desarrollando la iniciativa, la creatividad y la participación activa en su aprendizaje, para actualizar sus conocimientos mediante la revisión de información científica, y adquirir habilidades para la búsqueda de información bibliográfica y manejo de equipos de laboratorio. 5. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Al finalizar la asignatura, los estudiantes deben estar en capacidad de: Conocimientos (saber conocer) - Analizar y reconocer como se han desarrollado los conceptos fundamentales que son la base de la biología celular actual. - Relacionar la estructura y función de las células con la organización y el funcionamiento de los seres vivos. - Analizar las características del método científico y su aplicación en el desarrollo de las ciencias. - Comprender los fundamentos básicos de los instrumentos y métodos modernos para el estudio de la célula. - Relacionar la estructura y función de las principales biomoléculas y enzimas. - Analizar la composición molecular de la membrana celular y relacionarla con las funciones que desempeña. - Analizar los procesos fisiológicos implicados en la comunicación y señalización celular. - Comprender la organización estructural y funcional del citoplasma y del citoesqueleto de la célula eucariota. - Relacionar la estructura y función de los principales organelos citoplasmáticos. - Comparar el balance energético de la oxidación de la glucosa con el de un ácido graso. - Describir las características y función del núcleo interfásico y de los distintos niveles de organización de la cromatina. - Describir los principales eventos que caracterizan al ciclo celular, la mitosis, la meiosis, la gametogénesis y la fecundación. - Comprender el significado biológico de las diferentes alteraciones estructurales y numéricas de los cromosomas, su origen y sus manifestaciones en los individuos afectados. - Describir los eventos principales de la replicación del ADN en eucariotas. - Describir en forma general la síntesis y procesamiento del ARN. - Describir los eventos principales de la síntesis de proteínas. - Discutir los conceptos básicos de la genética mendeliana, las características de los principales patrones de herencia y los avances de la genética moderna. Habilidades (saber hacer) - Aplicar el método científico en el desarrollo del trabajo práctico en el laboratorio. - Utilizar de manera adecuada el material biológico y equipos disponibles en el laboratorio, teniendo en cuenta las normas de bioseguridad correspondientes. - Buscar y analizar información de diferentes fuentes bibliográficas, impresas y online, relacionada con un tema específico del programa. - Comunicar de manera oral o escrita los avances recientes en biología celular que tienen impacto en la medicina moderna. Actitudes (saber ser) - Apreciar el trabajo de los científicos y sus aportes para el avance de la medicina y la sociedad en general. - Valorar el desarrollo de las ciencias biológicas y su integración con otras ciencias y/o áreas de conocimiento. - Aceptar el estudio de la biología celular como un tributo a la curiosidad, a la creatividad y al intelecto del ser humano. 6. CONTENIDO La célula: una visión general 1. La célula como unidad de los seres vivos. 2. Teoría celular. 3. Desarrollo de la biología celular y molecular. 4. Origen y evolución de la célula. 5. Generalidades de los virus. 6. Características generales de las células procariotas y eucariotas. 7. Características de los seres vivos. 8. Niveles de organización biológica. 9. El proceso de la ciencia. Técnicas para el estudio de las células 1. Microscopía: óptica y electrónica. Principio de funcionamiento, partes y tipos. 2. Técnicas para observar la célula: En fresco, frotis, aplastamiento, y cortes histológicos. 3. Fraccionamiento celular o centrifugación fraccionada: diferencial y en gradiente de densidad. 4. Cultivos celulares: primarios, secundarios y de líneas establecidas. 5. Autorradiografía o radioautografía. Isótopos radiactivos de interés biológico. Estructura y función de las principales biomoléculas 1. Grupos funcionales de interés biológico. 2. Isómeros de interés biológico. 3. Carbohidratos: monosacáridos, disacáridos, polisacáridos (almidón, celulosa, glucógeno). 4. Lípidos: Ácidos grasos, Grasas neutras, Fosfolípidos, Esteroides. 5. Proteínas: Aminoácidos, Péptidos, Estructura de las proteínas: Primaria, Secundaria, Terciaria y Cuaternaria. 6. Ácidos Nucleicos: Nucleótidos, Polinucleótidos: ADN y ARN, Nucleótidos especiales o modificados: ATP, NAD y FAD. Enzimas 1. Definición, Estructura y Función de las enzimas. 2. Energía de activación. 3. Enzimas simples y conjugadas: Apoenzima, Cofactor, Coenzima, Holoenzima. 4. Nomenclatura y clasificación. 5. Modelos de acción enzimática: llave-cerradura, ajuste inducido. 6. Factores que influyen en la actividad enzimática: Concentración de sustrato y de enzima, Presencia de cofactores, Temperatura, pH, Inhibidores enzimáticos: competitivos y no competitivos. 7. Efectores alostéricos: positivos y negativos. 8. Usos médicos de las enzimas. Membrana celular. Estructura, Mecanismos de transporte, y Diferenciaciones 1. Composición y organización molecular de la membrana celular: Lípidos, Proteínas, Carbohidratos. 2. Modelos de membrana: Overton, Gorter y Grendell, Danielli y Davson, Robertson, Singer y Nicolson. 3. Soluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas. 4. Citólisis, Crenación, Turgencia, Plasmólisis. 5. Transporte pasivo: Difusión libre, Ósmosis, Diálisis. 6. Transporte pasivo: Difusión facilitada (canales iónicos y permeasas). 7. Transporte activo (primario y secundario). Bombas o ATPasas, Sistemas de cotransporte. 8. Transporte masivo: Endocitosis (Fagocitosis y Pinocitosis), Endocitosis mediada por receptor, Exocitosis. 9. Microvellosidades: Chapa estriada, Ribetes en cepillo, Estereocilios. 10. Uniones intercelulares: Uniones estrechas, Desmosomas, Uniones en hendidura, Plasmodesmos Base molecular de la comunicación celular 1. Ligandos o primeros mensajeros. Células diana. 2. Receptores de señales: Receptores de superficie, Citoplasmáticos, Nucleares. 3. Tipos de señalización: Autocrina, Paracrina, Endocrina, Sináptica, Neuroendocrina. 4. Señales moleculares hidrofóbicas: Óxido nítrico y Guanilato ciclasa citosólica; Hormonas esteroideas y receptores intracelulares. 5. Señales moleculares hidrofílicas y receptores de membrana: Receptores de canales regulados por neurotransmisores, Receptores enzimas o relacionados con enzimas, Receptores asociados con proteínas G. 6. Transducción de señales. Las proteínas G. 7. Vía de la Adenilato ciclasa. AMPc como segundo mensajero. 8. Vía de la Fosfolipasa C. Diacilglicerol, Trifosfato de Inositol. 9. El ión Calcio y GMPc como segundos mensajeros. Matriz citoplasmática y Citoesqueleto 1. Matriz citoplasmática o citosol: Estructura y función, Inclusiones citoplasmáticas. 2. Citoesqueleto: Estructura y función. 3. Microtúbulos: Proteínas microtubulares estructurales y proteínas microtubulares asociadas. 4. Estructuras microtubulares: Centrosoma, Centriolos, Cilios y flagelos, Huso acromático. 5. Microfilamentos: Proteínas y funciones. 6. Filamentos intermedios: Principales tipos y proteínas. Organelos citoplasmáticos. Estructura y función 1. Ribosomas: Procarióticos y Eucarióticos. 2. Retículo endoplasmático liso y rugoso. 3. Aparato de Golgi. 4. Lisosomas. 5. Peroxisomas. 6. Mitocondrias. Metabolismo 1. Anabolismo y catabolismo. 2. Glucólisis. 3. Ciclo de Krebs. 4. Cadena respiratoria y Fosforilación oxidativa. 5. Balance energético de la respiración aerobia y anaerobia de la glucosa. 6. Glucogenólisis. 7. Oxidación de ácidos grasos (B-oxidación). Núcleo interfásico. Nucleolo. La cromatina y los cromosomas. 1. Núcleo y Nucléolo. 2. Niveles de organización de la cromatina. 3. Eucromatina y heterocromatina. 4. Corpúsculo de Barr. 5. Cromosomas: Estructura, clasificación y nomenclatura. 6. El Cariotipo humano. Ciclo celular. 1. Ciclo celular: Interfase y División celular. 2. Control del ciclo celular. 3. Mitosis y Meiosis. 4. Gametogénesis: Ovogénesis y espermatogénesis. 5. Fecundación: Natural e In Vitro. 6. No disyunción cromosómica. Consecuencias de la no disyunción cromosómica. Anomalías cromosómicas numéricas y estructurales. 1. Anomalías numéricas: Aneuploidías (Monosomía, Trisomía) y Euploidía. 2. Anomalías estructurales: Deleción, Duplicación, Inversión, Translocación recíproca, Translocación Robertsoniana, Isocromosoma, Cromosoma en anillo. 3. Mosaicismo. 4. Agentes teratógenos. 5. Malformaciones congénitas más frecuentes. Replicación del ADN 1. Pruebas del ADN como material hereditario. 2. Replicación del ADN y enzimas participantes. 3. Replicación continua y discontinua. 4. Mutaciones. Transcripción del ADN al ARN 1. Tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr. 2. Estructura molecular de los genes eucariotas. Intrones y Exones. 3. Síntesis y procesamiento del ARNm en eucariotas. Síntesis de proteínas: Traducción de la información genética 1. Código genético. 2. Descripción general de la traducción. 3. Etapas de la síntesis de proteínas: Iniciación, Elongación y Terminación. 4. Regulación de la traducción. Fundamentos de genética 1. Conceptos básicos: Locus, Loci, Genes alelos, Cromosomas homólogos, Homocigoto, Heterocigoto, Genotipo, Fenotipo, Alelos dominantes, Alelos recesivos, Genes codominantes. 2. Herencia autosómica. 3. Herencia ligada al sexo. 4. Herencia citoplasmática o mitocondrial. 7. BIBLIOGRAFÍA Textos básicos DE ROBERTIS E.M.F., HIB J., PONZIO R. Biología Celular y Molecular de De Robertis. 15ª ed. Buenos Aires: El Ateneo. 2005. SOLOMON E.P., BERG L.R., MARTIN D.W. Biología. 8ª ed. México: McGraw-Hill. 2008 KARP G. Biología celular y molecular. Conceptos y experimentos. 7ª ed. México: McGraw-Hill. 2014. COOPER G.M., HAUSMAN R.E. La célula. 6ª ed. Madrid: Marbán. 2014. Textos complementarios Biología celular y molecular: ALBERTS B. y otros. Introducción a la biología celular. 3ª ed. Editorial médica panamericana. Buenos Aires. 2011. ALBERTS B. y otros. Introducción a la biología celular. 2ª ed. Editorial médica panamericana. Buenos Aires. 2006. ALBERTS B. y otros. Molecular Biology of the cell. Garland Publishing. New York. 1994. BREGMAN A. Laboratory Investigations in Cell and Molecular Biology. 3ª ed. John Weley. 1996. COOPER G. The Cell. A Molecular Approach. 3a ed. Oxford University Press. Washington D.C. 2004. COOPER G.M., HAUSMAN R.E. La célula. 5ª ed. Madrid: Marbán. 2011. COOPER G.M., HAUSMAN R.E. La célula. 4ª ed. Marbán. Madrid. 2008. COX T.M., SINCLAIR J. Biología Molecular en Medicina. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires. 1998. DAVIS L., KUEHL W.M.J., BATTEY J.F. Basic methods in molecular biology. 2ª ed. Appleton and Lange. 1994. FULLER G.M., SHIELDS D. Molecular Basis of Medical Cell Biology. Appleton and Lange. Stanford. 1998 JUNQUEIRA L.C. CARNEIRO J. Biología Celular y Molecular. 6ª ed. McGraw Hill Interamericana. Chile. 1997. KARP G. Cell and molecular biology. Concepts and experiments. 7th ed. México: Wiley. 2013. KARP G. Biología celular y molecular. Conceptos y experimentos. 6ª ed. México: McGraw Hill. 2011. KARP G. Biología celular y molecular. Conceptos y experimentos. 4ª ed. McGraw Hill. México. 2005. LEWIN B. Genes. Reverté. Barcelona. 1989. LODISH H. y otros. Molecular Cell Biology. 4a ed. W.H. FREEMAN. New York. 2000. KAUFMAN P.B. y otros. Handbook or Molecular and Cellular Methods in Biology and Medicine. Boca Ratón: CRC. 1995. SMITH C.A., WOOD E.J. Biología Celular. 1a ed. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana. E.U.A. WINFREY M.R., ROTT M.A., WORTMAN A.T. Unraveling DNA: Molecular Biology for the laboratory. Prentice-Hall, Upper Saddle River. 1997. Biología general: ALTERS S., ALTERS B. Biology: Understanding life. John Wiley & Sons. Hoboken N.J. 2006. AUDESIRK T., AUDESIRK G. Biología. La vida en la tierra. 4ª ed. Prentice Hall Hispanoamericana. México. 1996. AUDESIRK T., AUDESIRK G. Biology: Life on earth. 4a ed. Prentice Hall. New Jersey. 1996. BERNSTEIN R., BERNSTEIN S. Biología. 10ª. Edición. McGraw- Hill. Santafé de Bogotá. 1998. CURTIS H., BARNES N.S., SCHNEK A., FLORES G. Biología. 6ª ed. Médica Panamericana. Buenos Aires. 2006. CURTIS H., BARNES N.S., SCHNEK A., FLORES G. Invitación a la Biología. 6ª ed. Médica Panamericana. Buenos Aires. 2006. FREEMAN S. Biología. 3ª ed. Pearson Educación. Madrid. 2009. PURVES W.K. y otros. Life, the science of biology. 7a. Edición. Sinauer. Sunderlands. 2004. SOLOMON E.P., Berg L.R., Martin D.W. Biología. 5ª ed. Interamericana McGraw Hill. México. 2001. Bioquímica: BOHINSKY. Bioquímica. Addison-Wesley Iberoamericana. México. 1987. DEVLIN T.M. Bioquímica: libro de texto con aplicaciones clínicas. 2ª ed. Editorial Reverté Colombiana S.A. Barcelona. 1998. Tomos I y II. MURRAY R.K. Bioquímica de Harper. Manual moderno. México. 1992. OCHOA S. y otros. Bioquímica y Biología Molecular. Salvat. Barcelona. 1986. RAWN R.D. Bioquímica. Interamericana McGraw-Hill. Madrid. 1989. STRYER L. Bioquímica. Editorial Reverté. Barcelona. 1996. Citogenética humana: SALAMANCA F. Citogenética Humana. Editorial Médica Panamericana. México. 1990. Fisiología: GANONG W.F. Fisiología Médica. Manual Moderno. México. 1992. MEYER P. Fisiología Humana. Salvat. Barcelona. 1985. Genética general: AYALA K. Genética Moderna. Fondo Educativo Interamericano. México. 1984. GARDNER E.J. Principios de Genética. Editorial Limusa. México. 1979. GRIFFITHS A. y Otros. Introducción al análisis genético. Interamericana- McGraw Hill. México. 1995. JENKINS J.B. Genética. Editorial Reverté. Barcelona. 1982. KLUG W., CUMMINGS M. Essentials of Genetics. 2ª ed. Prentice-Hall New Jersey. 1996. SUZUKI D.T. Introducción al análisis genético. Interamericana McGraw-Hill. México. 1993. Genética médica: CUMMINGS M.R. Herencia humana. Principios y conceptos. 3ª ed. Interamericana-McGraw-Hill. Madrid. 1995. GUIZAR-VAZQUEZ J. Genética Clínica. Manual moderno S.A. México. 1994. LISKER Y., ARMENDARES S. Introducción a la Genética Humana. Manual Moderno. México. 1994. THOMPSON J.S., THOMPSON, W.M. Genética Médica. 3ª Edición. Salvat Editores S.A. 1985. Embriología: MOORE K. Elementos de Embriología Humana. Interamericana-McGraw-Hill. México. 1990. MOORE K. Embriología Básica. Interamericana-McGraw-Hill. México. 1990. MOORE K. Embriología Clínica. Interamericana-McGraw-Hill. México. 1989. SADLER T.W. Langman Embriología Médica. Panamericana. Santa Fe de Bogotá. 1993. SADLER T.W. Langman Embriología Médica, con orientación clínica. 9ª ed. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires. 2004. Histología: CORMACK D. Histología de Ham. Harla. México. 1988. FINN G. Histología. Ed. Médica Panamericana. Bogotá. 1993. JUNQUEIRA L.C., CARNEIRO J. Histología Básica. Salvat. Barcelona. 1987. Química: WOLFE D. Química General y Biológica. McGraw Hill. 1989. Ciencia, Divulgación Científica, Literatura y Filosofía: AA. VV. 20 cuentos de médicos y pacientes. Planeta. Buenos Aires. 2013. ANDAHAZI F. El anatomista. Planeta. Barcelona. 2010. CHAVEZ DE DIEGO S. (Editor). Perspectivas en genética y biomedicina. Ed. Síntesis. Madrid. 2005. FORNÉS A. Las preguntas son respuestas. 10 ideas básicas para saber pensar. Plataforma Ed. Barcelona. 2009. GEE H. La escalera de Jacob. La historia del genoma humano. Paidós. Barcelona. 2006. GORDON N. El médico. Rocabolsillo. Barcelona. 2007. LUQUE B. El mundo es un pañuelo. Universidad de Valencia Ed. Valencia. 2009. ORTEGA J. La vuelta al mundo en 80 polvos. Santillana. Madrid. 2002. RIDLEY M. Genoma. La autobiografía de una especie en 23 capítulos. Taurus. Santafé de Bogotá. 2000. RIDLEY M. Qué nos hace humanos. Taurus. Santafé de Bogotá. 2005. SYKES B. La maldición de Adán: el futuro de la humanidad masculina. Debate. Barcelona. 2005. WILKIE T. El conocimiento peligroso: El proyecto genoma humano y sus implicaciones. Debate. Madrid. 1994. WOLPERT L. Cómo vivimos, por qué morimos. La vida secreta de las células. Tusquets Editores. Barcelona. 2011. Artículos (investigación, divulgación, casos clínicos) 1) de Duve C. (1996). El origen de las células eucariotas. Inv. Cienc., 237, 18 26. 2) Sánchez J.C. (2003). Acuaporinas. Colombia Méd., 34 (4), 220 227. 3) Martínez-Salamanca J.I. et al. (2010). Fisiología de la erección. Arch. Esp. Urol., 63 (8), 581 588. 4) Loja D. et al. (2004). Acidosis láctica severa y leucemia aguda. Ann. Fac. Med. UNMSM, 65 (1), 49 55. 5) Pinzón M.C. et al. (2002). Envenenamiento por cianuro. Rev. Col. Psiquiatr., 31 (4), 271 275. 6) Gutiérrez R. (2009). Bebés a la carta. Informativo UnNorte, 1 1. 7) Gutiérrez R. (2012). Procesos embrionarios y malformaciones congénitas. Revisión con reporte de casos. Salud Uninorte, 28 (1), 150 161. 8) Gutiérrez R. (2015). Polimorfismo CYP1A1*2A e infertilidad en hombres de la región Caribe colombiana. Salud Uninorte, 31 (1), 1 9. 9) del Rio M.J. et al. (2007). Síndrome 47,XYY e infertilidad: a propósito de un caso clínico. Rev. Int. Androl., 5 (3), 312-315. 10) Arbeláez-García C.A. (2009). Sistema de grupo sanguíneo ABO. Med. Lab., 15 (7-8), 329 347. 11) Goldschmidt E. et al. (2010). Variabilidad fenotípica en pacientes 47,XXX. Presentación de cuatro casos nuevos. Arch. Argent. Pediatr., 108 (4), e88-e91. 12) Gutiérrez R. et al. (2003). Facial attractiveness in men provides clues to semen quality. Evol. Hum. Behav., 24, 199 207. 13) Gutiérrez R. et al. (2005). El atractivo facial masculino como predictor de la calidad seminal. Zainak, 27, 319 330. 14) Souter V.L. et al. (2007). A case of true hermaphroditism reveals an unusual mechanism of twinning. Hum. Genet., 121, 179 185. Revistas especializadas Investigación y Ciencia: http://www.investigacionyciencia.es/ Salud Uninorte: http://www.uninorte.edu.co/publicaciones/secciones.asp?ID=16 Rev. de Inv. Clínica: http://www.imbiomed.com.mx/1/1/articulos.php?method=showIndex&id_revista=2 Scientific American: http://www.sciam.com/ Nature: http://www.nature.com/index.html Science: http://www.sciencemag.org/ Plos Biology Journal: http://biology.plosjournals.org/ Human Reproduction: http://humrep.oxfordjournals.org/ Direcciones electrónicas de interés Life: The science of biology: http://www.whfreeman.com/thelifewire6e/ Biology: Life on earth: http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/audesirk6/ Life: http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072919183/student_view0/ El proyecto biológico: http://www.biologia.arizona.edu/default.html Your genes, Your health: http://www.ygyh.org/ DNA From The Beginning: http://www.dnaftb.org/dnaftb/ Howard Hughes Medical Institute: http://www.hhmi.org/ Las Mutaciones: http://bioinformatica.uab.es/genomica/swf/mutacion.swf Animaciones: http://www.johnkyrk.com/ Animaciones: http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/biology.html Animaciones:http://highered.mcgrawhill.com/sites/dl/free/0072437316/120060/ravenanimation.html Películas con contenido médico o científico Descifrando el enigma (2014); Despertares (1990); El doctor (1991); El jardinero fiel (2005); El médico (2013); Filadelfia (1993); Gattaca (1997); Hysteria (2012); La teoría del todo (2014); Manos milagrosas (2009); Medidas extraordinarias (2010); Patch Adams (1998); Rain Man (1988); Un milagro para Lorenzo (1992); Una mente brillante (2001); 2001: Una Odisea del Espacio (1968)

Código y Nombre de la Asignatura: BIO 2030 - BIOLOGIA CELULAR

División Académica: División de Ciencias Básicas
Departamento Académico: Dpto. Química y Biología
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
5.000 Horas de Teoría
1.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio

El curso da a conocer las características generales de las células y los postulados básicos de la teoría celular. Se discute la estructura y función de las principales biomoléculas, las herramientas y métodos modernos para el estudio de la célula. Se expone la estructura química y funciones de la membrana plasmática, y de los diferentes organelos celulares, destacando la importancia funcional de las membranas celulares en los mecanismos de transporte, reconocimiento y comunicación celular. Se discuten los aspectos básicos de la comunicación celular y del metabolismo celular.
Se revisa la base cromosómica de la herencia, la estructura y función de los ácidos nucleicos: los eventos moleculares implicados en el proceso de replicación del ADN y sus mecanismos de regulación; las diferentes clases de ARN; la estructura molecular de los genes; el proceso de transcripción del ADN y sus mecanismos de regulación; las características del código genético y el proceso de traducción del ARNm y sus mecanismos de regulación. Al final se explican los conceptos básicos de la genética mendeliana: herencia autosómica recesiva, autosómica dominante, ligada al sexo recesiva, y ligada al sexo dominante.

3. JUSTIFICACIÓN

Es necesario tener conocimientos sólidos sobre Biología, ya que ésta proporciona la información básica y la orientación para llegar a un conocimiento profundo y actualizado acerca de la estructura y el funcionamiento de los seres vivos.
Este curso responderá a las inquietudes formuladas por los estudiantes a nivel molecular, celular, fisiológico, genético y evolutivo; lo inducirá a tomar conciencia de los problemas planteados en la biología moderna, y adoptar una posición razonable ante éstos con base en principios sólidos.
Los conceptos básicos aprendidos en Biología Celular le aportarán al estudiante las herramientas conceptuales necesarias para la comprensión de la Biología Molecular, Genética, Embriología, Fisiología, Bioquímica y Microbiología, que se desarrollarán en semestres posteriores.

4. OBJETIVO GENERAL

Esta asignatura se orientará a:
Analizar la importancia de la biología celular y su aplicación en la medicina, desarrollando la iniciativa, la creatividad y la participación activa en su aprendizaje, para actualizar sus conocimientos mediante la revisión de información científica, y adquirir habilidades para la búsqueda de información bibliográfica y manejo de equipos de laboratorio.

5. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Al finalizar la asignatura, los estudiantes deben estar en capacidad de:
Conocimientos (saber conocer)
- Analizar y reconocer como se han desarrollado los conceptos fundamentales que son la base de la biología celular actual.
- Relacionar la estructura y función de las células con la organización y el funcionamiento de los seres vivos.
- Analizar las características del método científico y su aplicación en el desarrollo de las ciencias.
- Comprender los fundamentos básicos de los instrumentos y métodos modernos para el estudio de la célula.
- Relacionar la estructura y función de las principales biomoléculas y enzimas.
- Analizar la composición molecular de la membrana celular y relacionarla con las funciones que desempeña.
- Analizar los procesos fisiológicos implicados en la comunicación y señalización celular.
- Comprender la organización estructural y funcional del citoplasma y del citoesqueleto de la célula eucariota.
- Relacionar la estructura y función de los principales organelos citoplasmáticos.
- Comparar el balance energético de la oxidación de la glucosa con el de un ácido graso.
- Describir las características y función del núcleo interfásico y de los distintos niveles de organización de la cromatina.
- Describir los principales eventos que caracterizan al ciclo celular, la mitosis, la meiosis, la gametogénesis y la fecundación.
- Comprender el significado biológico de las diferentes alteraciones estructurales y numéricas de los cromosomas, su origen y sus manifestaciones en los individuos afectados.
- Describir los eventos principales de la replicación del ADN en eucariotas.
- Describir en forma general la síntesis y procesamiento del ARN.
- Describir los eventos principales de la síntesis de proteínas.
- Discutir los conceptos básicos de la genética mendeliana, las características de los principales patrones de herencia y los avances de la genética moderna.

Habilidades (saber hacer)
- Aplicar el método científico en el desarrollo del trabajo práctico en el laboratorio.
- Utilizar de manera adecuada el material biológico y equipos disponibles en el laboratorio, teniendo en cuenta las normas de bioseguridad correspondientes.
- Buscar y analizar información de diferentes fuentes bibliográficas, impresas y online, relacionada con un tema específico del programa.
- Comunicar de manera oral o escrita los avances recientes en biología celular que tienen impacto en la medicina moderna.

Actitudes (saber ser)
- Apreciar el trabajo de los científicos y sus aportes para el avance de la medicina y la sociedad en general.
- Valorar el desarrollo de las ciencias biológicas y su integración con otras ciencias y/o áreas de conocimiento.
- Aceptar el estudio de la biología celular como un tributo a la curiosidad, a la creatividad y al intelecto del ser humano.

6. CONTENIDO

La célula: una visión general
1. La célula como unidad de los seres vivos.
2. Teoría celular.
3. Desarrollo de la biología celular y molecular.
4. Origen y evolución de la célula.
5. Generalidades de los virus.
6. Características generales de las células procariotas y eucariotas.
7. Características de los seres vivos.
8. Niveles de organización biológica.
9. El proceso de la ciencia.

Técnicas para el estudio de las células
1. Microscopía: óptica y electrónica. Principio de funcionamiento, partes y tipos.
2. Técnicas para observar la célula: En fresco, frotis, aplastamiento, y cortes histológicos.
3. Fraccionamiento celular o centrifugación fraccionada: diferencial y en gradiente de densidad.
4. Cultivos celulares: primarios, secundarios y de líneas establecidas.
5. Autorradiografía o radioautografía. Isótopos radiactivos de interés biológico.

Estructura y función de las principales biomoléculas
1. Grupos funcionales de interés biológico.
2. Isómeros de interés biológico.
3. Carbohidratos: monosacáridos, disacáridos, polisacáridos (almidón, celulosa, glucógeno).
4. Lípidos: Ácidos grasos, Grasas neutras, Fosfolípidos, Esteroides.
5. Proteínas: Aminoácidos, Péptidos, Estructura de las proteínas: Primaria, Secundaria, Terciaria y Cuaternaria.
6. Ácidos Nucleicos: Nucleótidos, Polinucleótidos: ADN y ARN, Nucleótidos especiales o modificados: ATP, NAD y FAD.

Enzimas
1. Definición, Estructura y Función de las enzimas.
2. Energía de activación.
3. Enzimas simples y conjugadas: Apoenzima, Cofactor, Coenzima, Holoenzima.
4. Nomenclatura y clasificación.
5. Modelos de acción enzimática: llave-cerradura, ajuste inducido.
6. Factores que influyen en la actividad enzimática: Concentración de sustrato y de enzima, Presencia de cofactores, Temperatura, pH, Inhibidores enzimáticos: competitivos y no competitivos.
7. Efectores alostéricos: positivos y negativos.
8. Usos médicos de las enzimas.

Membrana celular. Estructura, Mecanismos de transporte, y Diferenciaciones
1. Composición y organización molecular de la membrana celular: Lípidos, Proteínas, Carbohidratos.
2. Modelos de membrana: Overton, Gorter y Grendell, Danielli y Davson, Robertson, Singer y Nicolson.
3. Soluciones isotónicas, hipotónicas e hipertónicas.
4. Citólisis, Crenación, Turgencia, Plasmólisis.
5. Transporte pasivo: Difusión libre, Ósmosis, Diálisis.
6. Transporte pasivo: Difusión facilitada (canales iónicos y permeasas).
7. Transporte activo (primario y secundario). Bombas o ATPasas, Sistemas de cotransporte.
8. Transporte masivo: Endocitosis (Fagocitosis y Pinocitosis), Endocitosis mediada por receptor, Exocitosis.
9. Microvellosidades: Chapa estriada, Ribetes en cepillo, Estereocilios.
10. Uniones intercelulares: Uniones estrechas, Desmosomas, Uniones en hendidura, Plasmodesmos

Base molecular de la comunicación celular
1. Ligandos o primeros mensajeros. Células diana.
2. Receptores de señales: Receptores de superficie, Citoplasmáticos, Nucleares.
3. Tipos de señalización: Autocrina, Paracrina, Endocrina, Sináptica, Neuroendocrina.
4. Señales moleculares hidrofóbicas: Óxido nítrico y Guanilato ciclasa citosólica; Hormonas esteroideas y receptores intracelulares.
5. Señales moleculares hidrofílicas y receptores de membrana: Receptores de canales regulados por neurotransmisores, Receptores enzimas o relacionados con enzimas, Receptores asociados con proteínas G.
6. Transducción de señales. Las proteínas G.
7. Vía de la Adenilato ciclasa. AMPc como segundo mensajero.
8. Vía de la Fosfolipasa C. Diacilglicerol, Trifosfato de Inositol.
9. El ión Calcio y GMPc como segundos mensajeros.

Matriz citoplasmática y Citoesqueleto
1. Matriz citoplasmática o citosol: Estructura y función, Inclusiones citoplasmáticas.
2. Citoesqueleto: Estructura y función.
3. Microtúbulos: Proteínas microtubulares estructurales y proteínas microtubulares asociadas.
4. Estructuras microtubulares: Centrosoma, Centriolos, Cilios y flagelos, Huso acromático.
5. Microfilamentos: Proteínas y funciones.
6. Filamentos intermedios: Principales tipos y proteínas.

Organelos citoplasmáticos. Estructura y función
1. Ribosomas: Procarióticos y Eucarióticos.
2. Retículo endoplasmático liso y rugoso.
3. Aparato de Golgi.
4. Lisosomas.
5. Peroxisomas.
6. Mitocondrias.

Metabolismo
1. Anabolismo y catabolismo.
2. Glucólisis.
3. Ciclo de Krebs.
4. Cadena respiratoria y Fosforilación oxidativa.
5. Balance energético de la respiración aerobia y anaerobia de la glucosa.
6. Glucogenólisis.
7. Oxidación de ácidos grasos (B-oxidación).

Núcleo interfásico. Nucleolo. La cromatina y los cromosomas.
1. Núcleo y Nucléolo.
2. Niveles de organización de la cromatina.
3. Eucromatina y heterocromatina.
4. Corpúsculo de Barr.
5. Cromosomas: Estructura, clasificación y nomenclatura.
6. El Cariotipo humano.

Ciclo celular.
1. Ciclo celular: Interfase y División celular.
2. Control del ciclo celular.
3. Mitosis y Meiosis.
4. Gametogénesis: Ovogénesis y espermatogénesis.
5. Fecundación: Natural e In Vitro.
6. No disyunción cromosómica. Consecuencias de la no disyunción cromosómica.

Anomalías cromosómicas numéricas y estructurales.
1. Anomalías numéricas: Aneuploidías (Monosomía, Trisomía) y Euploidía.
2. Anomalías estructurales: Deleción, Duplicación, Inversión, Translocación recíproca, Translocación Robertsoniana, Isocromosoma, Cromosoma en anillo.
3. Mosaicismo.
4. Agentes teratógenos.
5. Malformaciones congénitas más frecuentes.

Replicación del ADN
1. Pruebas del ADN como material hereditario.
2. Replicación del ADN y enzimas participantes.
3. Replicación continua y discontinua.
4. Mutaciones.

Transcripción del ADN al ARN
1. Tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr.
2. Estructura molecular de los genes eucariotas. Intrones y Exones.
3. Síntesis y procesamiento del ARNm en eucariotas.

Síntesis de proteínas: Traducción de la información genética
1. Código genético.
2. Descripción general de la traducción.
3. Etapas de la síntesis de proteínas: Iniciación, Elongación y Terminación.
4. Regulación de la traducción.

Fundamentos de genética
1. Conceptos básicos: Locus, Loci, Genes alelos, Cromosomas homólogos, Homocigoto, Heterocigoto, Genotipo, Fenotipo, Alelos dominantes, Alelos recesivos, Genes codominantes.
2. Herencia autosómica.
3. Herencia ligada al sexo.
4. Herencia citoplasmática o mitocondrial.

7. BIBLIOGRAFÍA

Textos básicos
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COOPER G.M., HAUSMAN R.E. La célula. 6ª ed. Madrid: Marbán. 2014.
Textos complementarios
Biología celular y molecular:
ALBERTS B. y otros. Introducción a la biología celular. 3ª ed. Editorial médica panamericana. Buenos Aires. 2011.
ALBERTS B. y otros. Introducción a la biología celular. 2ª ed. Editorial médica panamericana. Buenos Aires. 2006.
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BOHINSKY. Bioquímica. Addison-Wesley Iberoamericana. México. 1987.
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RAWN R.D. Bioquímica. Interamericana McGraw-Hill. Madrid. 1989.
STRYER L. Bioquímica. Editorial Reverté. Barcelona. 1996.
Citogenética humana:
SALAMANCA F. Citogenética Humana. Editorial Médica Panamericana. México. 1990.
Fisiología:
GANONG W.F. Fisiología Médica. Manual Moderno. México. 1992.
MEYER P. Fisiología Humana. Salvat. Barcelona. 1985.
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AYALA K. Genética Moderna. Fondo Educativo Interamericano. México. 1984.
GARDNER E.J. Principios de Genética. Editorial Limusa. México. 1979.
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Artículos (investigación, divulgación, casos clínicos)

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Revistas especializadas
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Salud Uninorte: http://www.uninorte.edu.co/publicaciones/secciones.asp?ID=16
Rev. de Inv. Clínica:
http://www.imbiomed.com.mx/1/1/articulos.php?method=showIndex&id_revista=2
Scientific American: http://www.sciam.com/
Nature: http://www.nature.com/index.html
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Plos Biology Journal: http://biology.plosjournals.org/
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Direcciones electrónicas de interés
Life: The science of biology: http://www.whfreeman.com/thelifewire6e/
Biology: Life on earth: http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/audesirk6/
Life: http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072919183/student_view0/
El proyecto biológico: http://www.biologia.arizona.edu/default.html
Your genes, Your health: http://www.ygyh.org/
DNA From The Beginning: http://www.dnaftb.org/dnaftb/
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Animaciones: http://www.johnkyrk.com/
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Animaciones:http://highered.mcgrawhill.com/sites/dl/free/0072437316/120060/ravenanimation.html
Películas con contenido médico o científico
Descifrando el enigma (2014); Despertares (1990); El doctor (1991); El jardinero fiel (2005); El médico (2013); Filadelfia (1993); Gattaca (1997); Hysteria (2012); La teoría del todo (2014); Manos milagrosas (2009); Medidas extraordinarias (2010); Patch Adams (1998); Rain Man (1988); Un milagro para Lorenzo (1992); Una mente brillante (2001); 2001: Una Odisea del Espacio (1968)

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