Universidad Centroccidental “Lisandro Alvarado” Decanato de Ciencias de la Salud Programa de Medicina Departamento de Ciencias Funcionales Sección de Bioquímica
ASIGNATURA: Bioquímica II ÁREA CURRRICULAR: Básica CARÁCTER: Obligatoria
CODIGO:
4C
EJE CURRICULAR: Materno infantil, Medicina de adultos, Farmacología. PRELACIÓN: Bioquímica I
Nº TOTAL DE HORAS TEORICAS: 48/Semestre (4Horas/Semana) Nº TOTAL DE HORAS TEÓRICO-PRÁCTICAS: 6/Semestre ÁREAS DONDE GENERALMENTE SE DICTAN LAS TEORIAS: 1, 3 y 4. ÁREAS DE ACTIVIDADES TEORICO-PRÁCTICAS: 3 y 4. FECHA DE ELABORACIÓN: 1993 FECHA DE ÚLTIMA MODIFICACIÓN DEL PLAN DE EVALUACIÓN: Mayo de 2009 APROBADO EN CONSEJO DE DECANATO DE FECHA: COORDINADOR DE ASIGNATURA: Prof. Miguel Angel Chiurillo DOCENTES DE LA ASIGNATURA: Prof. Jesús Fernando Torres Peraza Prof. Miguel Angel Chiurillo Siervo
SEMESTRE: Cuarto
FUNDAMENTACIÓN: Los seres vivos coordinan sus actividades en todos los niveles de organización a través de complejos sistemas de señalización química. Las comunicaciones intracelulares son mantenidas por la síntesis o alteración de una gran variedad de sustancias diferentes que son frecuentemente componentes integrales de los procesos que ellos controlan; por ejemplo, las rutas metabólicas son reguladas por control por retroalimentación de enzimas alostéricas por metabolitos de estas rutas o por modificación covalente de macromoleculas. El organismo procesa las señales intracelulares por medio de la mediación de mensajeros químicos conocidos como hormonas, citoquinas, factores de crecimiento, etc., y a un nivel superior en organismos más complejos, como los seres humanos, por medio de impulsos electroquímicos neuronalmente transmitidos. Los seres humanos están sometidos continuamente a la influencia del medio ambiente. Las células y los tejidos deben captar estos estímulos, procesarlos, y generar respuestas que le permitan al organismo adaptarse, y desarrollar todas sus funciones biológicas en el transcurso de la vida. Todos estos procesos, dependen a la vez que son modulados, por la expresión y transmisión de la información genética almacenadas en nuestras células. Alteraciones en estos mecanismos pueden llevar al desarrollo de múltiples tipos de enfermedades. Los objetivos y contenidos del Programa de Bioquímica II están destinados a que el estudiante logre explicarse los aspectos básicos de cómo ocurre la adaptación de los organismos a su entorno a través del flujo de la información entre la célula, el organismo y el medio ambiente, pero dirigiendo la discusión hacia el análisis en función de su aplicación a la Medicina del siglo XXI. Los contenidos que integran esta asignatura entregan al alumno medios para dar validez y pertinencia en Medicina al avasallador despliegue de información y datos generados, y que se originan día a día, en Biología Molecular, Celular y Bioquímica, los cuales se reflejan ya desde hace algún tiempo, y así cada vez más en el manejo racional de las enfermedades (Diagnóstico, diseño de drogas, etc). Así por ejemplo, nuestros médicos no pueden en estos tiempos ser ajenos a comprender con cierta profundidad los aportes para la Humanidad del inmenso esfuerzo que ha significado el Proyecto Genoma Humano, entre otras razones, porque mucha de la terapéutica que aplicarán estará basada en ellos. La asignatura de Bioquímica II pretende la utilización e integración de los conocimientos obtenidos en materias previas relacionadas, y está diseñado para otorgarle al estudiante de Medicina herramientas desde el punto de vista bioquímico y molecular que le resulten útiles para la
comprensión de diferentes procesos Fisiológicos y Fisiopatológicos que cursarán en otras asignaturas, en forma simultánea (Fisiología I), o que estudiarán posteriormente (Fisiología II, Crecimiento y Desarrollo, Microbiología, Patología, Farmacología, Parasitología, Fisiopatología), de manera que contribuya al perfil del egresado que tiene como misión formar el Decanato de Medicina de la UCLA. La asignatura Bioquímica II se dicta en el 4to semestre del Programa de Medicina y se ubica al final del eje constituido por Química General, Química Orgánica y Bioquímica I, por lo que amerita de los conocimientos previos impartidos en las mismas, así como de Biología Celular, para ser aplicados y analizados a la luz del enfoque particular de esta asignatura. La asignatura Bioquímica II tiene como propósito integrar y utilizar los conocimientos iniciales adquiridos por los estudiantes en las asignaturas básicas previas, además de proporcionar conocimiento actualizado para la comprensión de los procesos que determinan la adaptación de los seres humanos a su entorno por medio de la modulación de las señales bioquímicas de comunicación celular , y así proporcionar herramientas necesarias para el mejor aprovechamiento de asignaturas ubicadas más adelante en la carrera de Medicina de la UCLA.
OBJETIVO GENERAL DEL CURSO: Analizar los mecanismos que permiten la adaptación de los seres humanos ante los cambios del ambiente, tanto a nivel de célula, dados por la organización y expresión del material genético y los mecanismos bioquímicos de señalización celular, así como a nivel de individuo, a través de la función del Sistema Nervioso mediada por los Neurotransmisores.
UNIDAD I: BASES BIOQUÍMICA DE LA SEÑALIZACIÓN CELULAR. OBJETIVO TERMINAL: Al finalizar la Unidad, el estudiante estará en capacidad de analizar desde el punto de vista bioquímico los diferentes mecanismos y rutas por las cuales la célula recibe y procesa las señales de su entorno. Duración: 18 Horas OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
1. Explicar las formas básicas en la que se establece la comunicación entre células.
1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.
Tipos de comunicación celular Comunicación autocrina Comunicación paracrina Comunicación endocrina La interacción proteína – proteína en las moléculas de adhesión celular como forma de comunicación intercelular.
2. Explicar las características generales de la respuesta celular ante fenómenos de señalización.
2.
Características de la respuesta celular en fenómenos de señalización. Especificidad de unión de los receptores. Especificidad de respuesta del complejo ligandoreceptor Características de las cascadas bioquímicas de señalamiento celular. Tipos de sustancias de comunicación celular según sus propiedades fisicoquímicas y función Sustancias hidrofílicas Sustancias lipofílicas Sustancias Gaseosas
2.1. 2.2. 2.3.
3. Explicar las propiedades físico-químicas de las sustancias que participan en la transmisión de la información.
3. 3.1. 3.2. 3.3.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE Técnicas y actividades: Exposición por parte del profesor. Uso de la pregunta para fomentar la discusión y aclarar interrogantes. Utilización de ejemplos prácticos de Medicina para enfatizar la importancia de los contenidos. Tutorías individuales y grupales. Investigación Bibliográfica.
Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias. Video beam.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
4. Identificar las sustancias de señalización celular según su participación fisiológica.
4.
5. Analizar los tipos y características generales de los receptores con los cuales interactúan las sustancias de señalización celular.
5. Receptores para las sustancias de la señalización celular. 5.1. Receptores formadores de canales iónicos dependientes de ligando. Ejemplos: receptor colinérgico nicotínico y el complejo receptor GABA – A. 5.2. Receptores formadores de canales dependientes de ligando y voltaje. Ejemplo: El receptor NMDA (RNMDA) para el ácido glutámico. 5.3. Receptores unidos a las proteínas G 5.3.1. Procesamiento de la información por los receptores unidos a las proteínas G. 5.3.2. Modelos que explican éste comportamiento. 6. Componentes de la cascada de señalización iniciada por los receptores unidos a las proteínas G. 6.1. Características bioquímicas del receptor. 6.2. Las proteínas G como transductor universal. 6.2.1. Descripción bioquímica 6.2.2. Ciclo activación-desactivación y actividad GTPásica.
6. Diferenciar los componentes (transductores y efectores) y propiedades de la cascada de señalización iniciada por receptores acoplados a proteínas G.
4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.
Sustancias de señalización celular de importancia fisiológica Hormonas y pro-hormonas. Neurotransmisores Citoquinas Factores de Crecimiento Las endotelinas y los eicosanoides.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO 6.2.3. Inhibición Irreversible como efecto de ciertos compuestos sobre este ciclo. 6.2.4. Carácter modulatorio de las proteínas G. 6.2.4.1. Receptores de reserva 6.2.4.2. Convergencia-divergencia de la información transmitida a través de estos receptores. 6.3. Efectores acoplados a las proteínas G. 6.3.1. Características y Propiedades de la Adenilciclasa. 6.3.2. Características y Propiedades de las Fosfolipasas C, D y A2. 6.3.3. Canales iónicos como efectores 6.4. Proteínas Quinasas activadas por las proteínas G. 6.4.1. Ciclo de fosforilación y defosforilación como interruptor molecular. 6.4.2. Serina-Treonina y Tirosina Quinasas. 6.4.3. Proteína Quinasas activadas por nucleótidos cíclicos (AMPc y GMPc). 6.4.4. Proteínas Quinasas activadas por Calcio: proteína quinasa C (PKC) 6.4.5. Proteinas Quinasas activadas por calcio y calmodulinas (CAM-Quinasas). 6.4.5.1. Importancia de las propiedades de autofosforilación de la CAM-Quinasa. 6.5.Papel de la sub-unidad en rutas de señalización mediadas por proteina G. 6.5.1. Posibles efectores de la sub-unidad
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
7. Analizar la importancia de los receptores unidos a enzimas en el inicio de cascadas de señalización implicadas en diferentes procesos celulares normales o patológicos.
7. Receptores unidos a Enzimas: 7.1.Características Bioquímicas de los receptores con actividad tirosina quinasa (RTKs). 7.2.Ruta Mitogénica de activación celular 7.3.Mecanismo conectador de los RTKs con la ruta Mitogénica. 7.4.Señalización rápida mediada por RTK: Activación de canales iónicos mediada por RTK. 7.5.Rutas de señalización activadas por el receptor para insulina (RI) como ejemplo de RTKs. 8. Receptores asociados a las tirosinas-Quinasas 8.1.Cascadas bioquímicas activadas por estos receptores. 8.2.Proteínas STAT. 9. Receptores para los factores de crecimiento transformadores. 9.1.Las proteínas SMAD y su activación.
8. Explicar las cascadas bioquímicas iniciadas por los receptores asociados a Tirosinas-Quinasas 9. Analizar las características e importancia de los receptores para los factores de crecimiento 10. Explicar cómo las Proteínas con actividad fosfatasas participan en las cascadas de señalización celular
10. Características generales de las proteínas con actividad Fosfatasa, y su participación en la modulación de la actividad de las proteínas Quinasas. 10.1. Las proteínas fosfatasas como receptores de la señalización celular. 10.2. Las proteínas fosfatasas solubles y la integración de diferentes rutas de señalización celular. 10.3. Las proteínas fosfatasas transmembrana y la comunicación intracelular.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO 10.4.
11. Analizar a los eicosanoides como hormonas locales involucradas en aspectos fisiológicos y fisiopatológicos importantes.
12. Analizar el papel del calcio en la comunicación celular.
13. Explicar el papel de los Radicales Libres como
Propiedades y función de la Calcineurina.
11. Tipo de Eicosanoides: Leucotrienos, Lipoxinas, Tromboxanos y Prostaglandinas. 11.1. Carácter esencial de los precursores 11.2. Biosíntesis: vía lineal y cíclica, 11.3. Importancia del Acido Araquidónico como precursor de los eicosanoides. 11.4. Dependencia y modulación por la dieta de la síntesis de eicosanoides. 11.5. Factores regulatorios que pueden intervenir en la liberación de Acido Araquidónico de sus depósitos. 11.6. Enzima Ciclo-oxigenasa 11.6.1. Papel en la vía cíclica. 11.6.2. Inhibición farmacológica. 11.6.3. Importancia de las isoenzimas. 11.7. Eicosanoides más relevantes desde el punto de vista fisiológico. 12. Calcio como segundo mensajero. 12.1. Factores que modifican la concentración intracelular del Calcio. 12.2. Importancia Fisiológica de la modificación de la concentración intracelular del Calcio. 12.3. Papel del calcio en el señalamiento intracelular. 13. Radicales libres y la comunicación celular. 13.1. Definición de radical libre.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
moléculas de señalización celular.superproducción
13.2. 13.3. 13.4.
14. Explicar la participación de moléculas de la matriz extracelular y de adhesión celular en la señalización celular.
14. Señalización intercelular mediante la interacción proteína-proteína. 14.1. Características de Moléculas de adhesión celular participantes en en la señalización: Integrinas, conexinas, ICAMs, Selectinas. 14.2. Características de Moléculas de matriz extracelular participantes en la señalización: Fibronectina, proteoglicanos. 14.3. Papel en el desarrollo, migración y diferenciación celular. 15. Bases Bioquímicas para la regulación de la cantidad y funcionalidad de los receptores que expresa una célula 15.1.Desensibilización Heteróloga 15.2.Desensibilización Homóloga 15.3.El proceso de resensibilización 15.4.El proceso de desensibilización tardía: El fenómeno de “Down regulation” 15.5. El sistema ubiquitina-proteosoma como mecanismo alternativo para explicar el fenómeno de “Down regulation”.
15. Explicar los fundamentos bioquímicos por medio de los cuales la célula regula el número y función de receptores.
Origen de los radicales libres. Especies reactivas del oxígeno. Papel del Oxido Nítrico (NO) y Monóxido de Carbono en la comunicación celular. 13.4.1. La enzima Guanidil Ciclasa como receptor del NO.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
16. Integrar diferentes aspectos de los mecanismos de señalización celular en situaciones biológicas particulares
CONTENIDO 15.6.Modificaciones pos-traduccionales de proteínas diferentes a la fosforilación como reguladores de su funcionalidad. 15.7.Papel del anclaje de proteínas en compartimientos celulares. 16. Programas globales de señalización celular. Memoria y aprendizaje Mecanismos involucrados en la diferenciación celular Regulación del ciclo celular Muerte celular programada (Apoptosis)
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
Revisión previa de textos y separatas Discusión grupal Exposición final o de cierre por parte del profesor Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias. Video beam.
UNIDAD II: METABOLISMO ENERGÉTICO DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL OBJETIVO TERMINAL: Al finalizar la Unidad, el estudiante estará en capacidad de analizar las características particulares del Metabolismo Energético del Sistema Nervioso Central en un individuo sano. Duración: 3 horas OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Analizar las características estructurales y funcionales del metabolismo intermediario del Sistema Nervioso Central
CONTENIDO 1.
Introducción al metabolismo intermediario en el Cerebro. 1.1. Características micro y macroanatómicas del Sistema Nervioso Central que determinen el metabolismo energético de esos tejidos. 1.1.1. Importancia del Flujo Sanguíneo cerebral. 1.1.2. Barrera hematoencefálica. 1.1.2.1.Constitución y características bioquímicas de la barrera hematoencefálica. 1.1.2.2.Transporte de sustratos energéticos. 1.1.3. Relación neuroquímica neurona-glía. 2. Distinguir las diferentes rutas 2. Metabolismo de carbohidratos. metabólicas que proveen 2.1. Oxidación de la glucosa. energía al cerebro. 2.2. Metabolismo del glucógeno. 2.3. Gluconeogénesis. 2.4. Regulación. 2.5. Influencia de la hipoglicemia. 3. Analizar los diferentes 3. Sustratos metabólicos alternativos a la glucosa en sustratos que pueden ser el metabolismo cerebral. empleados como fuente de 3.1.Catabolismo de lípidos y aminoácidos. energía para el cerebro según 3.2.Oxidación de cuerpos cetónicos. las condiciones fisiológicas presentes.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE Técnicas y actividades: Exposición por parte del profesor. Uso de la pregunta para fomentar la discusión y aclarar interrogantes. Utilización de ejemplos prácticos de Medicina para enfatizar la importancia de los contenidos. Tutorias individuales y grupales. Investigación Bibliográfica.
Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias. Video Beam.
4. Analizar las consecuencias de 4. Consecuencias de sobreproducción de los radicales la acción de los radicales libres sobre las biomoléculas y la célula. libres sobre el tejido cerebral, 4.1. La peroxidación lipídica como injuria primaria y y los mecanismos para evitar fundamental de los radicales libres a las células. o contrarrestar su efecto. 4.1.1. Defensa antioxidante. 4.1.2. Tipos de antioxidantes. 4.1.3. Importancia de los antioxidantes 4.1.4. Consecuencias de la disponibilidad de metales de transición y de ácido ascórbico sobre la producción de radicales libres en el tejido cerebral. 4.1.5. Importancia de la ruta metabólica de las Pentosas para la eliminación de radicales libres en el tejido cerebral. 5.
Explicar cómo utiliza el cerebro la energía
5. Uso de la energía por el tejido cerebral. 5.1. Mecanismos Generales 5.2. Costo energético de la excitabilidad neuronal en la sinapsis Glutamatérgica.
UNIDAD III: BASES BIOQUIMICAS DE LA NEUROTRANSMISIÓN OBJETIVO TERMINAL: Al finalizar la Unidad, el estudiante estará en capacidad de asociar a las funciones neurológicas del Sistema Nervioso Central con los procesos bioquímicos de la Neurotransmisión. Duración: 15 horas OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
1. Analizar el papel de la sinapsis 1. Introducción al estudio de la transmisión Sináptica. química con el proceso de la 1.1.Características, propiedades y funciones de la neurotransmisión. Sinapsis Eléctrica: 1.2.La sinapsis Química. 1.2.1. Definición, características y componentes. 1.2.2. Importancia de la direccionalidad de la Sinapsis Química. 1.2.3. Clasificación Estructural y Fisiológica de las Sinapsis Químicas en el SNC. 1.3.Elementos estructurales de la Sinapsis Química. 1.3.1. Elementos Presinápticos 1.3.1.1. Características y Propiedades de las Zonas Activas. 1.3.1.2. Características y función de las Partículas Intramenbranosas. 1.3.1.3. Clasificación y función de las Vesículas Sinápticas. 1.3.2. Elementos Postsinápticos. 1.3.2.1. Clasificación, estructuras y función de los receptores. 1.3.2.2. Componentes Proteínicos, características y funciones de las Densidades Postsinápticas.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE Técnicas y actividades: Exposición por parte del profesor. Uso de la pregunta para fomentar la discusión y aclarar interrogantes. Utilización de ejemplos prácticos de Medicina para enfatizar la importancia de los contenidos. Tutorias individuales y grupales. Investigación Bibliográfica.
Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias.
OBJETIVOS ESPECIFICOS 2. Analizar los aspectos estructurales y bioquímicos que definen el proceso de la Neurotransmisión.
CONTENIDO 2.
Introducción y generalidades del proceso de transmisión química. 2.1.Criterios anatómicos, químicos y farmacológicos para clasificar a una sustancia como neurotransmisor. 2.2.Clasificación y propiedades de los Neurotransmisores. 2.2.1. Diferenciación Neuronal y Neurotransmisores. El principio de Dale. 2.2.2. Premisas Químicas generales de la Síntesis de Neurotransmisores. 2.3. El proceso de almacenamiento y liberación de Neurotransmisores. 2.3.1. Formación de las Vesículas para el almacenamiento de Neurotransmisores clásicos y neuropéptidos. 2.3.2. Mecanismos, características y propiedades del transporte del Neurotransmisor al interior de la vesícula. 2.4. El proceso de liberación del Neurotransmisor 2.4.1. Componentes proteínicos de la membrana de la vesícula sináptica involucrados en este proceso. 2.4.2. Componentes Proteínicos de la Membrana presináptica involucrados en este proceso. 2.4.3. Componentes proteínicos asociados al mecanismo de liberación. 2.4.3.1. Inhibición del Proceso de liberación del neurotransmisor por venenos y toxinas.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
3. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por el Sistema Colinérgico
CONTENIDO 2.5.Exocitosis de las grandes vesículas de Cuerpo denso. 2.5.1. Liberación de Neuropeptidos. 2.5.2. Diferencias con la exocitosis clásica. 2.6.Interacción del Neurotransmisor con sus Receptores 2.7.Eliminación del transmisor del espació sináptico. Procesos específicos e inespecíficos. 2.8.Respuesta de la Membrana postsináptica a los Neurotransmisores. 2.8.1. Respuesta ante Neurotransmisores Excitatorios 2.8.2. Respuesta ante Neurotransmisores Inhibitorios 2.8.3. El concepto de neuromodulador 2.8.4. La inhibición Presináptica 3. El Neurotransmisor Acetilcolina 3.1.Localización anatómica del Sistema Colinérgico. 3.2.Metabolismo de la acetilcolina. 3.2.1. Características y propiedades de las enzimas responsables de su síntesis y degradación. 3.2.2. Participación del Sistema de Captación de Colina en la regulación de la Síntesis de Acetilcolina. 3.3. Almacenamiento y liberación de Acetilcolina 3.4. Receptores para Acetilcolina 3.4.1. Receptores Nicotínicos. 3.4.1.1. Heterogeneidad estructural. 3.4.1.2. Mecanismo de acción. 3.4.2. Receptores Muscarínicos. 3.4.2.1. Heterogeneidad estructural. 3.4.2.2. Mecanismo de acción. 3.4.2.3. Cascadas bioquímicas implicadas en su
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
4. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por el sistema Catecolaminérgico
5. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por la Neurona Dopaminérgica
CONTENIDO función. 3.4.3. Receptores Presinápticos para acetilcolina. 3.4.3.1. Heteroreceptores para adenosina como forma adicional para regular la liberación de acetilcolina. 3.4.4. Sitios de acción de drogas para modular la transmisión en la sinapsis colinérgica. 4. Las catecolaminas como neurotransmisores. 4.1.Biosíntesis de las Catecolaminas. 4.1.1. Regulación de la síntesis de las catecolaminas. 4.2.Almacenamiento de las Catecolaminas. 4.2.1. Pequeñas vesículas sinápticas y grandes vesículas de cuerpo denso. 4.2.2. Sistemas transportadores. 4.3.Liberación de las Catecolaminas según el tipo de vesícula. 4.3.1. Regulación de la liberación 4.4.Enzimas comprometidas en la degradación de las Catecolaminas. 4.4.1. Características, propiedades, localización de la Enzima Monoamino oxidasa (MAO). 4.4.2. Importancia Biológica y Farmacológica. 4.5.Recaptación de las Catecolaminas. 5. La Dopamina como neurotransmisor. 5.1.Sistemas neuronales Dopaminérgicos en el Sistema Nervioso Central 5.2.Síntesis de la Dopamina
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
6. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por la Neurona Noradrenérgica.
CONTENIDO 5.3.Modulación de la neurona Dopaminérgica 5.3.1. Modulación Presináptica. 5.3.2. Receptores Postsinápticos 5.3.3. Autoreceptores 5.3.4. Entradas aferentes a la neurona Dopaminérgica (Heteroreceptores). 5.4.Receptores post-sinápticos para la dopamina. 5.4.1. Características bioquímicas 5.4.2. Heterogeneidad 5.4.3. Rutas bioquímicas de señalización celular 5.5.Autoreceptores para la Dopamina. 5.5.1. Clasificación 5.5.2. Procesos de Sensibilidad 5.5.3. Autoreceptores y función neuronal 5.6.Sitios de acción de drogas para modular la transmisión en la sinapsis dopaminérgica. 6. La neurona noradrenérgica 6.1.Sistemas neuronales noradrenérgicos en el sistema nervioso. 6.2.Receptores Noradrenérgicos. 6.2.1. Heterogeneidad de los receptores noradrenérgicos. 6.2.2. Ubicación, propiedades y subclasificación de los receptores Alfa y Beta. 6.2.3. Rutas bioquímicas de señalización celular activadas a receptores noradrenérgicos. 6.2.4. Fenómenos de sensibilización 6.3.Sitios de acción de drogas para modular la transmisión en la sinapsis noradrenérgica.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
7. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por la Neurona Serotoninérgica
7. La neurona serotoninérgica. 7.1.Síntesis de la Serotonina (5-HT). 7.2.Degradación de la Serotonina. 7.3.Regulación de la síntesis de la Serotonina. 7.4.Localización, características y propiedades de las diferentes neuronas y rutas serotoninérgicas presentes en el SNC. 7.5.Almacenamiento y liberación de la Serotonina. 7.5.1. Diferencias con otros neurotransmisores. 7.5.2. Características bioquímicas de la recaptación de la Serotonina desde el espacio sináptico. 7.5.2.1. Importancia Biológica y Farmacológica. 7.6.Receptores para Serotonina. 7.6.1. Heterogeneidad y localización. 7.6.2. Receptores ionotrópicos y metabotrópicos para la Serotonina. 7.6.3. Rutas bioquímicas de Señalización celular activadas por receptores para serotonina. 7.7.Sitios de acción de drogas para modular la transmisión en la sinapsis serotoninérgica.
8. Explicar los mecanismos fundamentales de la Neurotransmisión por Ácido Glutámico.
8. El Acido Glutámico como neurotransmisor. 8.1.Caracterización de las diferentes acciones de este aminoácido. 8.2.Metabolismo del ácido glutámico. 8.2.1. La ruta de la glutamina. 8.3.El ácido glutámico en el espacio Sináptico. 8.3.1. Utilización y movilización del ácido glutámico en el especio sináptico.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
8.3.2. Almacenamiento, mecanismos de liberación y recaptación. 8.4.Receptores para el Acido Glutámico. 8.4.1. Receptores Ionotrópicos 8.4.2. Receptores no-NMDA. 8.4.3. Características bioquímicas de los receptores NMDA (RNMDA). 8.4.3.1. Regulación Alostérica del receptor NMDA. 8.4.3.2. Dependencia de ligando y voltaje para la activación de los Receptores NMDA. 8.4.3.3. Importancia y función y conductividad iónica de los RNMDA. 8.4.3.4.Importancia y función de las proteínas de andamiaje postsinápticas en la señalización de los receptores NMDA. 8.4.4. Características bioquímicas, ubicación y función de los receptores metabotrópicos para ácido glutámico. 8.4.5. Potenciación Sináptica y potenciación a Largo Termino (PTL). 8.4.5.1.Mecanismo bioquímico de PLT. 8.4.5.2. Importancia de los receptores no-NMDA en la PLT: Sinapsis silentes. 8.4.5.3. Importancia de las kinasas y fosfatasas en la génesis y mantenimiento de la PLT. 8.4.5.4. Importancia del Fenómeno de potenciación Sináptica para la memoria y aprendizaje. 8.4.6. Implicaciones de esta sinapsis en diferentes fenómenos patológicos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS 9. Explicar los mecanismos fundamentales de la transmisión nerviosa por el neurotransmisor GABA
CONTENIDO 9.
El Acido Gamma Aminobútirico (GABA) como neurotransmisor. 9.1.Metabolismo del GABA. 9.1.1. Circuito de la Glutamina. 9.2.Regulación de la síntesis del GABA. 9.3.GABA como Neurotransmisor inhibitorio en el SNC del mamífero. 9.4.Receptores para GABA 9.4.1. Características de los receptores GABA-A. 9.4.2. Caracterización Bioquímica. 9.4.3. Sitios de unión para GABA y otros Agentes: Benzodiazepinas, barbitúricos, neuroesteroides, etanol. 9.4.3.1. Importancia Farmacológica. 9.4.4. Heterogeneidad molecular de los Receptores GABA-A. 9.4.5. Caracterización Bioquímicas de los receptores GABA-B. 9.4.6. Rutas Bioquímicas de Señalización neuronal. 9.4.7. Caracteristicas Bioquímicas de los receptores GABA-C. 9.4.8. Sitios de acción de drogas para modular la transmisión en la sinapsis Gabaérgica. 10. Explicar los mecanismos 10. Glicina como neurotransmisor. fundamentales de la 10.1. Metabolismo de la Glicina Neurotransmisión por Glicina. 10.2. Datos experimentales que sustentan el papel de Neurotransmisor Inhibitorio de la Glicina. 10.3. Receptores para la Glicina 10.3.1. Características bioquímicas, ubicación y
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO propiedades Receptores G-1. 10.3.2. Implicaciones farmacológicas.
11. Explicar los mecanismos fundamentales de la transmisión química por la Neurona Purinérgica.
12. Explicar los mecanismos fundamentales de la transmisión química por la Neurona Peptidérgica.
11.1. Biosíntesis, almacenamiento vesicular y liberación de purinas. 11.2. Degradación sináptica del ATP y la Adenosina. 11.3. Receptores purinérgicos: 11.3.1. Receptores P1, P2X y P2Y. 11.4.Sistema purinérgico: 11.4.1. Purinas Neurotransmisoras. 11.4.2. Sistema purinérgico como neuromodulador: Control de la liberación de neurotransmisores por heteroreceptores purinérgicos. 12. La Neurona Peptidérgica. 12.1. Características y diferencias entre Neurotrasmisores clásicos y peptidérgicos. 12.2. Síntesis de los neurotrasmisores peptidérgicos. 12.2.1. Gastrina, péptidos y opioides como ejemplo de pro-hormonas. 12.3. Localización de la síntesis y almacenamiento de los Neurotransmisores neuropéptidos. 12.4. Fenómenos de liberación y factores que determinan la cantidad del neuropéptido en la terminal nerviosa. 12.5. Características de los mecanismos de eliminación de los neuropéptidos. 12.5.1. Coexistencia de dos o más neurotransmisores en una misma terminal nerviosa. Tipos de coexistencia.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
13. Integrar diferentes contenidos y tópicos de bioquímica de la Neurotransmisión en situaciones biomédicas particulares.
CONTENIDO 12.5.2. Propiedades y características de la liberación de co-transmisores. 12.6. Mecanismos generales de la regulación de la liberación de los cotransmisores. 12.7. Mecanismos generales de los efectos postsinápticos de los cotransmisores. 12.8. Péptidos Opioides como ejemplo de neuropéptido 12.8.1. Biosíntesis de los péptidos opioides 12.8.2. Receptores para morfina y péptidos opioides. 12.8.3. Modo de acción de los péptidos opioides. 13. Potenciación a largo término Depresión a largo término Memoria Aprendizaje Neuroprotección Neurodesarrollo Sinaptogénesis
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
Revisión previa de textos y separatas Discusión grupal o actividad seminarial Exposición final o de cierre por parte del profesor Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias. Video beam.
UNIDAD IV: BIOQUIMICA GENETICA OBJETIVO TERMINAL: Al finalizar la Unidad, el estudiante estará en capacidad de analizar cómo el comportamiento normal o patológico de una célula dependerá de la organización, estabilidad y expresión de su material genético. Duración: 18 horas
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
1. Explicar cómo los niveles 1. Organización del Genoma Eucariota. de organización del 1.1. ADN Nuclear: Tamaño. Organización en genoma de un organismo cromosomas. eucariota, como los seres 1.2. Estructuras que garantizan la estabilidad y humanos, garantizan su segregación de los cromosomas: Centrómero, estabilidad y expresión. Telómeros y orígenes de replicación. 1.3. Estructura y composición de la cromatina. 1.3.1. Nucleosomas e Histonas como componente proteico fundamental de la cromatina. 1.3.2. Estructuras de orden superior responsables de compactar la cromatina 1.3.3. Grado de empaquetamiento de la cromatina en Eucromatina y Heterocromatina 1.4. Composición del genoma nuclear. 1.4.1. Genes 1.4.2. Secuencias regulatorias 1.4.3. Secuencias repetitivas: LINE, SINE, Alu. 1.4.4. ADN satélite, minisatélite, microsatélite. 1.4.5. Familias y superfamilias de genes: agrupadas y no agrupadas.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE Técnicas y actividades: Exposición por parte del profesor. Uso de la pregunta para fomentar la discusión y aclarar interrogantes. Utilización de ejemplos prácticos de Medicina para enfatizar la importancia de los contenidos. Tutorias individuales y grupales. Investigación Bibliográfica.
Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
1.5. Características del ADN Mitocondrial. 1.5.1. Diferencias con el genoma nuclear 1.5.2. Importancia del ADN mitocondrial para fisiología celular. 1.5.3. Patrón de transferencia materna e importancia en medicina e identificación de individuos 2. Estabilidad del Genoma 2. Analizar la importancia 2.1. Mutaciones como fenómeno principal de cambio de la estabilidad del de la secuencia del Genoma. genoma para el adecuado 2.1.1. Causas de mutaciones funcionamiento de las 2.1.2. Tipos de Mutaciones células. 2.1.2.1.Por sustitución de nucleótidos: Transiciones y transversiones. 2.1.2.2.Sustituciones sinónimas (silentes) y no sinónimas. 2.1.2.3.Sustitución de múltiples bases (conversión génica) 2.1.2.4.Inserciones y deleciones 2.1.2.5.Mutaciones supresoras 2.1.3. Otros daños del ADN 2.1.4. Anormalidades cromosómicas 2.1.5. Mutaciones como causa u origen de variabilidad genética. 2.2. Sistemas y mecanismos de reparación ADN 2.2.1. Directa 2.2.2. Por escisión de bases 2.2.3. Por escisión de nucleótidos 2.2.4. Reparación del apareamiento incorrecto de bases.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO 2.2.5. Reparación del rompimiento de la doble cadena 2.2.6. Enzimas involucradas en reparación de mutaciones. 2.2.7. Consecuencia de defectos o deficiencias de los sistemas de reparación. 2.2.8. Participación de genes guardianes del genoma (p53, Rb). Regulación del ciclo celular. 2.3. Síntesis y mantenimiento de los telómeros. 2.3.1. Problema de la replicación de los extremos de los cromosomas. 2.3.2. Características estructurales, actividad y función de la enzima Telomerasa. 2.3.3. Relación del acortamiento de los telómeros con el envejecimiento y el cáncer. 2.4. Recombinación del ADN. 2.4.1. Recombinación homóloga 2.4.2. Recombinación heteróloga 2.4.3. Recombinación sitio-específica 2.4.4. Integración de virus al genoma 2.4.5. Transposones y retrotransposones 2.4.6. Importancia en la amplificación de genes por mecanismo de Conversión génica. 2.4.7. Recombinación como mecanismo de reparación de daños al ADN, y generación de mutaciones, alteraciones cromosómicas y generación de variabilidad en el genoma. 2.1.2.6. Recombinación en los Genes de Inmunoglobulinas y Receptor de linfocitos T.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
2.4.8. En la terapia génica y reemplazo genético. 3. Expresión de la Información Genetica 3.1. Genes de eucariotas. Concepto de gen. 3.1.1. Intrones y exones. 3.1.2. Marco de lectura. 3.1.3. Elementos regulatorios de los genes eucariotas. 3.1.3.1. Promotores 3.1.3.2. Elementos potenciadotes 3.1.3.3. Elementos de respuesta 3.1.3.4. Represores 3.1.3.5. Secuencias transcritas no traducidas 3.1.4. Pseudogenes 3.2. Procesamiento del ARN mensajero después de la transcripción. 3.2.1. “Capping” 3.2.2. Poliadenilación 3.2.3. Empalme o “Splicing” 4. Analizar los diferentes 4. Regulación de la Expresión Génica en eucariotas. niveles de regulación de 4.1. Regulación positiva y negativa la expresión génica como 4.2. Elementos activadores y represores mecanismo de adaptación 4.3. Genes constitutivos e inducibles y respuesta de la célula al 4.4. Regulación tejido- especifica medio ambiente. 4.5. Regulación transcripcional o a nivel de la transcripción. 4.5.1. Características generales de los Factores de transcripción. 3. Analizar los elementos estructurales y los procesos que garantizan la expresión de un gen de un organismo eucariota.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO 4.5.1.1.Dominios proteicos conservados. 4.5.1.2.Dominio proteico de interacción con el complejo de transcripción. 4.5.1.3.Motivos de unión al ADN: Hélice- Giro- Hélice, Dedo de Zinc, Cierre de leucina. 4.5.2. Uso alternativo de promotores (regulación tejidoespecífica) 4.6. Regulación post-transcripcional: 4.6.1. Regulación del procesamiento del ARN mensajero. 4.6.2. Regulación de la estabilidad del ARN mensajero 4.6.3. Transporte del ARN mensajero desde el núcleo al citoplasma 4.6.4. Empalme alternativo del ARN mensajero 4.6.5. Poliadenilación alternativa de ARN mensajero 4.6.6. Edición del ARN mensajero 4.6.7. ARNi (ARN de interferencia) 4.7. Regulación por modificación del genoma o cromatina. 4.7.1. Amplificación génica 4.7.1.1.Como mecanismo de resistencia a drogas 4.7.2. Reordenamiento Génico 4.7.1.2.Papel en la generación de variabilidad en las Inmunoglobulinas y receptor de linfocito T 4.8. Regulación de la expresión a nivel de la síntesis proteica.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
4.8.1. Regulación de la traducción de ARN mensajero por unión de proteínas fijadoras de ARN especificas 4.8.2. Localización intracelular de ARN mensajero 4.8.3. Regulación de la traducción por ARN antisentido 4.8.4. Regulación de la traducción por ARNi. 4.9. Herencia Epigenética. 4.9.1. Remodelamiento de la cromatina por acetilación y desacetilación de histonas. 4.9.2. Metilación del ADN 4.9.3. Impronta génica. 5. Analizar los mecanismos 5. Regulación de la expresión genética como de regulación de la mecanismo de acción de hormonas, expresión génica que neurotransmisores y drogas. median la acción de 5.1. Factores de Transcripción basales y generales hormonas, 5.2. Factores de transcripción regulables. Neuotransmisores y 5.2.1. Elementos de respuesta. drogas. 5.3. El factor de Transcripción CREB. 5.4. La familia de factores de transcripción AP-1. 5.5. Genes rápidos y lentos. Factores de transcripción Fos y Jun. 5.6. Receptores para las hormonas lipofílicas como Factores de Transcripción activados por ligandos. 5.6.1. Generalidades y clasificación. 5.6.2. Receptores para las hormonas esteroideas. 5.6.3. Acción Farmacológica de los glucocortiroides y el factor NF-KB. 5.6.4. Receptores para las hormonas lipofílicas no esteroideas.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
OBJETIVOS ESPECIFICOS
CONTENIDO
6. Modificaciones Postraduccionales de las Proteinas. 6.1. Permanentes y asociadas a la función proteica por corte proteolítico. 6.2. Reversibles y asociadas con la regulación de su actividad por modificación covalente. 7. Degradación de Proteínas. 7.1. Maduración de proteínas vía proteólisis 7.2. El proteosoma. Dependencia y no dependecia de la ubiquitina. 8. Bases Moleculares del Cáncer 8.1. Oncogenes y Protooncogenes 8.2. Genes supresores de tumor 8.3. Retrovirus virus oncogénicos. 8.4. Otros cambios genéticos causantes de cáncer 9. Integrar los contenidos de 9. Bioquímica genética en Reacción en cadena de la polimerasa tópicos particulares de Genómica y proteómica aplicación biomédica. Polimorfismo de los genes y su utilidad en el diagnóstico médico Terapia génica Clonación Bioquímica de los virus El conocimiento del genoma humano y sus implicaciones bioquímicas. La tecnología del ADN recombinante y su aplicación en medicina. Bioinformática: “Biología in silico”. Regulación de la expresión de los genes de globina en el desarrollo de los seres humanos.
ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZAAPRENDIZAJE
6. Explicar los cambios en la expresión y actividad de proteínas por modificación covalente de su estructura. 7. Explicar los cambios en la expresión y actividad de proteínas por su degradación. 8. Analizar la transformación maligna de las células causada por alteraciones genéticas
Revisión previa de textos y separatas Discusión grupal Exposición final o de cierre por parte del profesor Recursos: Pizarra magnética, marcadores. Retroproyector, transparencias.
PLAN DE EVALUACION
SEMANA
UNIDAD
OBJETIVO
ESTRATEGIAS DE EVALUACION
TIPO DE
Técnica
Instrumentos
Actividades
EVALUACION
PONDERACION
6
I
1 al 15
Prueba
Prueba objetiva
Aplicación de la prueba
Sumativa
25,5%
7
I
16
Observación
Lista de Cotejo
Grupos de discusión
Formativa
-------
Prueba|
Prueba escrita
Aplicación de la prueba
Sumativa
7,5%
Prueba
Prueba objetiva
Aplicación de la prueba
Sumativa
26,5%
Observación
Lista de Cotejo
Grupos de discusión
Formativa
------
Prueba
Prueba escrita
Aplicación de la prueba
Sumativa
7,5%
11
II y III
1 al 4 (II) 1 al 12 (III)
12
III
13
15
IV
1 al 8
Prueba
Prueba objetiva
Aplicación de la prueba
Sumativa
25,5%
16
IV
9
Observación
Lista de Cotejo
Grupos de discusión
Formativa
-------
Prueba|
Prueba escrita
Aplicación de la prueba
Sumativa
7,5%
NOTA: De acuerdo al Reglamento General de la UCLA, las evaluaciones de la Unidad I corresponde a la primera evaluación parcial, la evaluaciones de las unidades II y III corresponden a la segunda evaluación parcial; y las evaluaciones de la Unidad IV corresponden a la tercera evaluación parcial.
BIBLIOGRAFIA
Cooper, G. La Célula. Marbán Libros, S.L.. 2002. Devlin, T.M. Bioquímica: Libro de Texto con aplicación clínica. Vol I y II. Editorial Reverté. 1999. Herrera, E. Bioquímica. Aspectos Estructurales y Vías Metabólicas. McGraw Hill Interamericana. 1991. Hicks, J.J. Bioquímica. McGraw Hill Interamericana. 2001. Junqueira, L.C. Biología Celular y Molecular. McGraw Hill Interamericana. 1997. Karp, G. Biología Celular y Molecular. 4ta edición Edición McGraw Hill Interamericana. 2006 Moreno-Yánes, J.A. Estructura, Función y Modulación de la Sinapsis Química. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión Vol. I. Fondo Editorial UCLA. 2002. Lodish, H. Biología Molecular y Celular. 5ta Edición. Médica Panamericana. 2005. Moreno-Yánes, J.A. Gaba y Glicina. Neurotransmisores Inhibitorios: su bioquímica, su farmacología y su función. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión Vol. II. Fondo Editorial UCLA. 2002. Moreno-Yánes, J.A. Acido Glutámico. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión Vol. III. Fondo Editorial CNU-OPSU. 2005. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión I: La Sinapsis. Mimeo Ediciones UCLA 1996. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión II: El Proceso de Transmisión Química. Mimeo Ediciones UCLA 1996. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión III: Modulación de la señal Neuronal. Mimeo Ediciones UCLA 1996. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión IV: La Neurona Colinérgica, Bioquímica y Farmacología. Mimeo Ediciones UCLA 1996. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión VI: La Neurona Catecolaminérgica, Particularidades Farmacológicas. Mimeo Ediciones UCLA 1997. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión VII: La Neurona Serotoninérgica, Bioquímica y Farmacología. Mimeo Ediciones UCLA 1997. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión VIII: Neurotransmisores Aminoácidos Inhibitorios, Bioquímica y Farmacología. Mimeo Ediciones UCLA 1998. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión IX: Neurotransmisores Aminoácidos excitatorios, Bioquímica y Farmacología. Mimeo Ediciones UCLA 1998. Moreno-Yánes, J.A. Bases Bioquímicas de la Neurotransmisión X: La Neurona Peptidérgica y el Fenómeno de cotransmisión. Mimeo Ediciones UCLA 2000. Murray, R.K.; Granner, D.K.; Mayes, P.A.; Rodwell, V.W. Bioquímica de Harper. 15ava Edición. Manual Moderno. 2001.
INFORMACION COMPLETARIA La asistencia a las actividades planificadas es de carácter obligatorio y está sujeto a control. Las actividades seminariales y las evaluaciones sumativas son de asistencia obligatoria, y la inasistencia a más del 25% de las mismas conllevará la pérdida de la asignatura. Las áreas y horarios de las actividades a desarrollar, serán publicadas en la cartelera de la asignatura. Los horarios de asesoría con los docentes serán publicados en la cartelera respectiva. Las fechas y áreas de los exámenes se publicarán en la cartelera respectiva. Los contenidos a revisar en los seminarios a realizar en las Unidades I y IV serán publicados con suficiente antelación en la cartelera respectiva. Se escogerá uno de los tópicos planteados en el programa como tema de Seminario. Las evaluaciones se hacen de acuerdo al Reglamento General de Evaluación de la UCLA y a la Normativa Interna del Decanato, por lo que se recomienda su lectura.