Universidad Católica de Valparaíso
Instituto de Biología
Laboratorio de Genética e Inmunología y Molecular Carrera de Bioquímica
2005
PROGRAMA BIO144 - FISIOLOGÍA CELULAR
BIO 144
I IDENTIFICACIÓN
Profesor Prof. Dr. Luis Mercado Vianco [email protected]
Créditos 4
Pre-requisitos Biología Celular BIO 141, BQA 342 Cinética, Bioenergética y Transporte. Horas Teórias (4) Miércoles 5-6 (0-18) y Viernes 9-10 (CC 1-2)
Horas Prácticas (4) Laboratorio Jueves 7-10 II OBJETIVOS
General
Sintetizar de manera integrada las vías involucradas en los procesos de comunicación inter e intracelular.
Específicos
Comprender que en organismos pluricelulares los códigos y vías de comunicación son imprescindibles para la regulación de las funciones sistémicas.
Comparar diferentes modalidades de comunicación intercelular, dependientes de la naturaleza de la señal y de la célula blanco.
Entender que la transducción de señales es un mecanismo necesario para establecer el código interno que determina una respuesta celular.
Conocer la universalidad de las vías de transducción de señales descritas hasta el momento en células eucariotas y procariotas.
Analizar la relación que existe entre las estructuras celulares y su función en la comunicación celular, utilizando como modelos células diferenciadas electroexcitables y secretoras.
III COMPETENCIAS PREVIAS
Capacidades:
Los alumnos deben ser capaces de:
! Enfrentar comprensivamente la discusión de ideas que fundamenten las bases funcionales de procesos biológicos celulares.
Conocimientos:
Los alumnos deben dominar las siguientes materias:
! Organización estructural y funcional metabólica de las células eucariotas. ! Mecanismos de transcripción y expresión en células eucariotas.
! Estructura de macromoléculas y efectos de su modificación . Esperadas al final del curso:
Capacidades:
Los alumnos deberán ser capaces de:
! Analizar y fundamentar críticamente los procesos relacionados con temáticas de comunicación inter e intracelular en organismos pluricelulares.
Conocimientos:
! Mecanismos de comunicación intercelular, características de las moléculas ligando, reconocimiento y unión al receptor.
! Diferentes estrategias intracelulares involucradas en la transducción de señales, como vías de respuesta a la recepción de estímulos.
! Manejo de las principales técnicas utilizadas en el estudio de proteínas. IV EVALUACIÓN
Se efectuarán 2 pruebas con el sistema de selección múltiple completando frases en párrafos y el establecimiento de secuencias. Cada alumno deberá presentar un seminario, sobre una temática específica de comunicación inter y/o intra celular, la presentación oral deberá ser acompañada de un informe escrito. Las actividades prácticas serán evaluadas mediante la entrega de un informe final, cuyo detalle será indicado oportunamente. La nota de presentación a examen se obtendrá de la siguiente manera:
NPE: 29 % cada prueba de cátedra. 13 % laboratorio. 29 % Tema. La nota de presentación a examen tiene una ponderación de 70% y el examen de un 30%.
La nota de eximición del examen será determinada al término del período lectivo, se favorecerá la asistencia a clases y la ausencia de calificaciones parciales bajo 4,0.
V CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS
1. Organización molecular de la membrana plasmática para la comunicación intercelular eucariótica
1 Introducción: Constitución molecular de la membrana plasmática 1.1 Sistemas uniportadores, proteínas GLUT
1.2 Canales iónicos: ligando y voltaje dependientes 1.2.1 Potencial eléctrico de membrana y ecuación de Nernst
1.2.2 Caracterización y función de proteínas que participan en el mantenimiento y reestablecimiento del equilibrio iónico y en el transporte.
1.3 Transporte activo
1.3.1 Bombas de clase P, F y V y Superfamilia ABC 1.4 Cotransportadores y antitransportadores
1.4.1 Rol fisiológico de estas moléculas en sistemas epiteliales.
1.5 Caracterización y función de proteínas receptoras de señales extracelulares 1.5.1 Endocitosis revestida mediada por colesterol
1.5.1.1 Partículas LDL, transferrina y transcitosis de IgG.
1.5.2 Receptores involucrados en la activación directa de flujos iónicos
1.5.2.1 Receptores con actividad enzimática citosólica, quinasa , fosfatasa, guanilato ciclasa. 1.5.2.2 Receptores acoplados a proteína G
2. Señales peptídicas: Transducción de señales
2.1 Unión de ligandos hidrosolubles a receptores y generación de segundos mensajeros 2.2 Proteínas Gs, Gi, Go
2.3 Sistema de la Adenil ciclasa y cAMP. 2.4 Sistema de la PLC e IP3/DAG
3. Regulación intracelular de las respuestas celulares
3.1 Proteínas quinasa y fosfatasas, clasificación y rol fisiológico en los sistemas biológicos 3.1.2 Quinasas dependientes de nucleótidos cíclicos, AMPc, GMPc.
3.1.3 cAMP y PKA 3.1.4 lípidos, Ca2+ y PKC
3.2 La señal del Ca2+
3.2.1 Proteínas que unen calcio, EFGHand, no EFGHand 3.2.2 Quinasas dependientes de proteínas que unen calcio 3.3 Proteínas ras y vía de las MAPK
4. Señales liposolubles
4.1 Receptores citoplasmáticos
4.2 Mecanismos de internalización nuclear de la señal
PRUEBA DE CÁTEDRA 1 VIERNES 27 DE MAYO DE 2005
5. Aspectos celulares y moleculares de la comunicación en el sistema endocrino 5.1 Regulación de las respuestas celulares por acción de hormonas dependientes del eje
hipotálamo-hipofisiario. 5.1.1 Acción de hormonas tiroideas
5.1.2 Hormona del crecimiento y adrenocorticotrópicas: Metabolismo estrés
5.2 Regulación de las respuestas celulares por acción de hormonas independientes del eje hipotálamo-hipofisiario.
5.2.1 Insulina-Glucagón ,PTH. Metabolismo de los glúcidos
6. Aspectos celulares y moleculares de la comunicación entre células electroexitables 6.1 Mecanismos moleculares de la comunicación nerviosa
6.1.1 Potencial de acción
6.1.2 Mecanismos de regulación iónica 6.2 Sinapsis 6.3 Neurotransmisión 6.3.1 Colinérgica 6.3.2 Catecolaminérgica, indolaminérgica 6.3.3 Aminoacidérgica 6.4 Unión neuromuscular
6.5 Bases moleculares de la contracción muscular
6.5.1 Comparación de las diferentes estrategias de contracción en músculo esquelético y liso. PRUEBA DE CÁTEDRA 2 MIÉRCOLES 22 DE JUNIO DE 2005
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
• Obtención de fracciones subcelulares a partir de tejidos animales. Preparación de tampones
Homogenización de branquia y manto de moluscos marinos. Centrifugación diferenciada.
• Determinación de la concentración de proteínas: Cuantificación por el método de Bradford
• Electroforesis en geles denaturantes de poliacrilamida (SDS/PAGE) Preparación de muestras de branquias y mantos para electroforesis. SDS/PAGE al 7% y 12%.
• Comparación de perfiles polipetídicos y determinación de bandas características en cada muestra.
• Estimación del peso molecular de tales bandas, a través de la medición de sus Rf e interpolación en la curva de calibrado para los marcadores de peso molecular estándares.
VI BIBLIOGRAFÍA
Lodish, H. et al., 5º Ed. Molecular Cell Biology.
J. Darnell, H. Lodish, D. Baltimore, 1998. "Molecular Cell Biology". Scientific American Books, N.Y. B. Albert, D.Bray, J. Lewis, 1998. "Biología Molecular de la Célula". Ediciones Omega S.A., Barcelona.
Mathews & van Holde, 1999. “Bioquímica”. Mac Graw Hill-Interamericana. J. Kurjan & B. L. Taylor, 1993. "Signal Tansduction". Academic Press., California.
G.J. Barritt, 1992. “Communication within animal cells”. Oxford University Press. Oxford. R. Berne & M. Levy. 1992 “Fisiología”. Mosby Year Book., Europe Ltd.
