MF1538_3 Técnicas de biología molecular

MÓDULO 1. TÉCNICAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR

UNIDAD FORMATIVA 1. PREPARACIÓN DE MATERIAL, REACTIVOS Y ÁREA DE TRABAJO PARA ANÁLISIS BIOTECNOLÓGICOS

1. APLICAR LOS PROTOCOLOS DE LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN PARA GARANTIZAR LA AUSENCIA DE CONTAMINACIONES.

• Limpieza, desinfección y esterilización del material de vidrio e instrumentos.
• Limpieza, desinfección y esterilización del área de trabajo.
• Limpieza, desinfección o esterilización de los materiales y equipos utilizados en la toma de muestras.
• Requisitos internos de calidad más habituales.

2. PREPARACIÓN DE REACTIVOS Y MUESTRAS PARA EL ANÁLISIS BIOMOLECULAR.

• Toma de muestras de forma representativa, con la instrumentación correspondiente debidamente calibrada y en las condiciones de asepsia requeridas.
• Cálculos básicos de concentraciones.
• Preparación de mezclas y cálculos asociados.
• Manipulación, conservación y almacenamiento para ácidos nucleicos, proteínas y otros metabolitos.

3. CALIBRACIÓN Y CONTROL DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS PARA EL ANÁLISIS BIOMOLECULAR.

• Control de los muestreadores.
• Condiciones de muestreo:
  • Calibración de los instrumentos utilizados en los muestreos.
  • Directrices para calibración y controles de calibración.
• Directrices para la calibración, validación y verificación de equipos.
• Mantenimiento básico de equipos.

UNIDAD FORMATIVA 2. EXTRACCIÓN, AMPLIFICACIÓN, SECUENCIACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE ÁCIDOS NUCLEICOS, PROTEÍNAS Y OTROS METABOLITOS APLICANDO TÉCNICAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR

1. APLICAR TÉCNICAS GENERALES DE BIOLOGÍA MOLECULAR EN ANÁLISIS BIOTECNOLÓGICO.

• Electroforesis: fundamentos, tipos mono y bidimensional:
  • Preparación de geles.
  • Revelado de bandas de cadenas.
  • Clasificación y almacenamiento de los residuos electroforéticos.
  • Procesado y registro de imágenes.
• Análisis de imágenes de geles.
• Espectroscopia de visible, UV, IR.
• Espectroscopia de fluorescencia molecular.
• Espectrofotometría de masas.
• Cromatografía -columna flash, TLC y HPLC-.
  • Tipos de rellenos de columnas cromatográficas -resinas de absorción y adsorción, gel de sílice fase normal y fase reversa, intercambio iónico, cribado molecular.
• Conceptos básicos de resonancia magnética nuclear.
• Tecnología de alto rendimiento-high throughput- en genómica, proteómica y metabolómica.

2. CONCEPTOS GENERALES DE ÁCIDO NUCLEICO.

• Bases nitrogenadas.
• Estructura y función de ADN y ARN.
• Replicación.
• Desnaturalización ADN.
• Conceptos de gen, operones, promotores y secuencias consenso.
• Genomas y cromosomas.

3. APLICAR LAS SECUENCIAS MARCADAS EN LOS PROCEDIMIENTOS ESTABLECIDOS PARA AISLAR ÁCIDOS NUCLEICOS, PROTEÍNAS Y OTROS METABOLITOS.

• Extracción, purificación y análisis espectroscópico y/o electroforético de ADN y ARN.
• Amplificación por PCR.
• Programación del termociclador con temperaturas, tiempos y ciclos preestablecidos.
• Concepto de PCR a tiempo real.
• Determinación de tamaño y mapas de restricción.
• Visualización de geles.

4. UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS GENÓMICAS APLICABLES EN ANÁLISIS BIOTECNOLÓGICO.

• Análisis de genomas:
  • Secuencias automáticas y construcción de contigs: phred-phrap-consed.
  • Anotación de genomas: métodos y estrategias. Anotación automatizada vs anotación manual.
  • Recursos online: ENSEMBL, NCBI, UCSC, TIGR.
• Taxonomía microbiana molecular por secuenciación parcial de genes ribosomales.
• Análisis de secuencias.
• Elaboración de dendogramas y filogenias.
• Clonación: concepto, vectores y enzimas de restricción, ligación y expresión.
• Hibridaciones Northern -ARN- y Southern -ADN-.
• Hibridación in situ.
• Huella genética «DNA Fingerprinting»:
  • Concepto y aplicaciones.
• Cluster de genes de biosíntesis de metabolitos secundarios:
  • Nociones y aplicación.
• Tecnología de Microarrays y Chips de ADN y ARN:
  • Concepto y aplicaciones.

5. CONCEPTOS GENERALES DE PROTEÍNAS.

• Definición.
• Aminoácidos.
• Estructura, conformación y función de proteínas.
• Clasificación de proteínas en base a secuencia. Bases de datos: Pfam, PROSITE, ProDom, SMART, InterPro, COGs.
• Predicción de estructura secundaria.
• Alineamientos estructurales.
• Clasificación estructural: bases de datos: SCOP, CATH, FSSP.
• Predicción de estructura terciaria. Modelado.
• Transcripción y traducción.

6. UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS PROTEÓMICA APLICABLES EN ANÁLISIS BIOTECNOLÓGICO.

• Extracción de proteínas desde biomasa microbiana o celular:
  • Técnicas y seguimiento.
• Purificación y análisis por espectroscopia de masas y electroforesis bidimensional tipo SDS-PAGE.
• Detección de proteínas por «Western blot», ELISA, técnicas inmunohistoquímicas.
• Proteínas recombinantes: Tecnología y aplicación.
• Nociones sobre tipos de dianas proteicas más relevantes empleados en cribado-screening.

7. APLICAR NORMAS DE SEGURIDAD Y DE PROTECCIÓN AMBIENTAL.

• Buenas prácticas de procesos y de laboratorio.
• Procedimientos escritos normalizados sobre seguridad.
• Manuales de uso de los equipos.
• Equipos de protección individual.
• Manual de uso de los equipos de prevención y respuesta a la emergencia.
• Legislación y normativa sobre biotecnología.
• Documentación necesaria para la utilización de los productos y/o servicios biotecnológicos resultantes.

UNIDAD FORMATIVA 3. OBTENCIÓN DE METABOLITOS APLICANDO TÉCNICAS DISTINTAS A LAS DE BIOLOGÍA MOLECULAR

1. APLICACIÓN DE TÉCNICAS INMUNOENZIMÁTICAS.

• Ingeniería genética de proteínas aplicada a procesos enzimáticos.
• Enzimología aplicada.
• Determinación de actividades enzimáticas.
• Enzimas de ligación y restricción específicas.
• Enzimas relacionadas con procesos de replicación, transcripción y traducción de ácidos nucleicos.
• Enzimas, sustratos y productos de biocatálisis.

2. UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS METABOLÓMICAS APLICABLES EN ANÁLISIS BIOTECNOLÓGICO.

• Métodos de extracción, separación y detección de metabolitos:
  • Filtración,
  • Centrifugación,
  • Extracción con disolventes,
  • Técnicas cromatográficas.
• Métodos de elucidación estructural de metabolitos.

3. UTILIZACIÓN DE TÉCNICAS DE PURIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE PROTEÍNAS.

• Purificación en función de lo que se va a determinar en una proteína:
  • Peso molecular.
  • Punto isoeléctrico.
  • Número de subunidades.
  • Número de aminoácidos.
  • Tipo de aminoácidos.
  • Secuencia de aminoácidos.
• Técnicas de separación en función del tamaño, carga y polaridad de las moléculas.
• Eliminación de contaminantes para obtener una muestra de proteína pura.
• Conocer el porcentaje de recuperación que nos indica cuánto de la proteína de interés se ha conservado en cada paso.

4. TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN DE PROTEÍNAS DE CÉLULAS Y ORGÁNULOS SUBCELULARES.

• Homogenización: Ruptura de la célula
  • Moler el tejido en licuadora.
  • Homogenizador Potter-elvejhem.
• Centrifugación diferencial.
• Precipitación por sales.
• Cromatografía de columna.
• Cromatografía por filtración en gel.
  • Cromatografía por afinidad.
  • Electroforesis:
  • En gel de poliacrilamida.
  • En gel de agarosa.

5. APLICAR NORMAS DE SEGURIDAD Y DE PROTECCIÓN AMBIENTAL.

• Buenas prácticas de procesos y de laboratorio.
• Procedimientos escritos normalizados sobre seguridad.
• Manuales de uso de los equipos.
• Equipos de protección individual.
• Manual de uso de los equipos de prevención y respuesta a la emergencia.
• Legislación y normativa sobre biotecnología.
• Documentación necesaria para la utilización de los productos y/o servicios biotecnológicos resultantes.