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Clase 25: Regulación de la expresión genética - Biología

Clase 25: Regulación de la expresión genética - Biología


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Clase 25: Regulación de la expresión genética

Se han logrado avances dramáticos en la comprensión de los diferentes mecanismos moleculares utilizados por los nutrientes para regular genes que son esenciales para que sus funciones biológicas lleven a cabo un metabolismo normal. Los estudios clásicos se han centrado en los nutrientes como ligandos para activar factores de transcripción específicos. El nuevo interés se ha centrado en la acetilación de histonas como un proceso para la activación génica global o limitada y es el primer mecanismo que se discutirá. La ATP-citrato liasa nuclear genera acetil-CoA, que se ha demostrado que tiene un papel en la activación de genes específicos a través de la acetilación selectiva de histonas. La acetilación del factor de transcripción puede proporcionar un segundo modo de control de la transcripción de genes sensibles a los nutrientes. El tercer mecanismo se relaciona con la disponibilidad de elementos de respuesta dentro de la cromatina, que además de la ubicación de los elementos en el gen pueden permitir o prevenir la transcripción. Un cuarto mecanismo implica el transporte intracelular de iones Zn, que puede orquestar la inhibición-activación enzimática localizada. Este proceso, a su vez, influye en las moléculas de señalización que regulan la expresión génica. Los ejemplos proporcionados en la presente revisión apuntan a un nuevo nivel de complejidad en la comprensión de la comunicación entre los nutrientes y los genes.

factor de transcripción sensible al metal 1

La comprensión de cómo los genes y los grupos de genes específicos están regulados por los nutrientes ha avanzado de forma espectacular en los últimos años. Anteriormente se ha presentado una perspectiva histórica y algunos conceptos generales relacionados con la regulación nutricional de la expresión génica (Reference Cousins, Shils, Shike, Ross, Caballero y Cousins ​​1). Dado que el campo de la regulación genética de la nutrición está ahora bien desarrollado, los últimos métodos para el estudio de la regulación genética se están incorporando rápidamente en proyectos diseñados específicamente para examinar cómo los componentes de la dieta afectan el genoma para producir efectos fenotípicos específicos. Como resultado, los modos de acción de los nutrientes, que alguna vez se vieron como interacciones clásicas ligando-receptor nuclear que actúan de manera newtoniana, ahora se extienden a aspectos de la estructura genómica y el tráfico intracelular de nutrientes. El objetivo de la presente breve discusión es ilustrar tres vías recientemente identificadas en las que los nutrientes utilizan procesos ampliamente divergentes para influir en la expresión génica.

La mayor parte de la atención en el área del control de nutrientes de la expresión génica se ha centrado en la actividad mediada por el factor de transcripción activado por ligando. Los ligandos incluyen metabolitos de las vitaminas A o D, esteroles, ácidos grasos y una plétora de compuestos orgánicos, como los flavinoides, presentes en los alimentos, así como en medicamentos específicos (Referencia Cousins, Shils, Shike, Ross, Caballero y Cousins ​​1 - Referencia Martini y Pallottini 3). Estos factores de transcripción, de los cuales actualmente se han descrito unos cincuenta (Referencia Robinson-Rechavi, Carpentier y Duffraisse 4), generalmente denominados receptores nucleares, se unen a elementos de respuesta (como el elemento regulador de esteroles) como homo o heterodímeros y, a menos que se modifiquen , activar la transcripción de genes. Tales interacciones tienen potencial terapéutico (Referencia Jones 5). El factor de transcripción sensible a metales 1 (MTF-1) tiene un papel aproximadamente análogo en la transcripción de genes activados por Zn (y otros metales de transición) (Referencia Lichtlen, Wang y Belser 6). El modo de control de nutrientes activado por ligando se ilustra en la Fig. 1 (A).

Fig. 1. Modos de comunicación entre nutrientes y genes. (A) Transcripción mediada por receptores nucleares. Los factores de transcripción (TF) activados por ligando (L) como hetero- u homodímeros interactúan con los elementos de respuesta (RE) y activan la transcripción. Sin L, pueden actuar como represores. (B) Transcripción génica activada por acetilación. La acetilación de histonas puede producir una activación global y posiblemente limitada de genes específicos. Alternativamente, la acetilación de TF específico puede proporcionar un nivel focalizado de control de la expresión génica mediante la producción de acetil-CoA (AC). HDAC, histonas desacetilasas HAT, histonas acetiltransferasas. (C) El transporte de nutrientes modifica las vías de señalización celular e influye indirectamente en la actividad de TF. P, fosfato. (D) La colocación del RE dentro de la región no codificante puede dictar si un TF de unión a nutrientes actúa como activador o represor de la transcripción. La colocación que evita el movimiento de la ARN polimerasa (pol) II hace que el TF actúe como un represor de genes.


Clase 25: Regulación de la expresión genética - Biología

Los ácidos nucleicos llevan una amplia gama de modificaciones químicas diferentes. En contraste con las opiniones anteriores de que estas modificaciones son estáticas y solo desempeñan funciones de ajuste fino, los avances de investigación recientes pintan una imagen mucho más dinámica. Los ácidos nucleicos llevan diversas modificaciones y emplean estas marcas químicas para ejercer influencias esenciales o críticas en una variedad de procesos celulares en organismos eucariotas. Esta revisión cubre varias modificaciones de ácidos nucleicos que desempeñan funciones reguladoras importantes en los sistemas biológicos, especialmente en la regulación de la expresión génica: 5-metilcitosina (5mC) y sus derivados oxidativos, y norte 6 -metiladenina (6mA) en el ADN norte 6-metiladenosina (m 6 A), pseudouridina (Ψ) y 5-metilcitidina (m 5 C) en ARNm y ARN largo no codificante. También se resumen brevemente las modificaciones en otros ARN no codificantes, como ARNt, miARN y ARNnn. Proporcionamos una breve perspectiva histórica del campo y destacamos el progreso reciente en la identificación de diversas modificaciones de ácidos nucleicos y la exploración de sus funciones en diferentes organismos. En general, creemos que el trabajo en este campo producirá capas adicionales de complejidad química y biológica a medida que continuamos descubriendo las consecuencias funcionales de las modificaciones conocidas de ácidos nucleicos y descubriendo otras nuevas.


Nuevo en esta edición

Este título es una edición global de Pearson. El equipo editorial de Pearson ha trabajado en estrecha colaboración con educadores de todo el mundo para incluir contenido que es especialmente relevante para los estudiantes fuera de los Estados Unidos.

• ¡NUEVO! La reorganización de los materiales de señalización celular, división celular y regulación del ciclo celular, incluido el traslado del material de genética molecular a una posición anterior, integra más estrechamente estos temas con la cobertura de muchos temas en las últimas secciones del texto. Los temas que se relacionan con la regulación de la expresión de genes y proteínas ahora se integran de manera más natural en la discusión de la señalización celular y el control del ciclo celular, que ahora vienen inmediatamente antes del capítulo sobre el cáncer.
• ¡NUEVO! La reorganización del material de biología molecular incluye mover los capítulos de genética molecular al principio del libro y contiene material nuevo sustancial sobre cromosomas, mecanismos de mutación y reparación del ADN y elementos de genética móvil.
• ¡NUEVO! Capítulo sobre técnicas moleculares que se centra en las herramientas o tecnologías clave que utilizan los biólogos celulares para analizar y manipular el ADN, los genomas, el ARN y las proteínas, y la función de los genes.
• ¡NUEVO! Veintiséis cuadros de técnicas clave en cada capítulo están integrados a lo largo del texto, lo que demuestra cómo se pueden utilizar tecnologías de vanguardia para responder preguntas destacadas en biología celular.
• ¡NUEVO! Veinticuatro recuadros de Conexión humana incorporan ejemplos humanos y muestran la relevancia de la biología celular para la salud humana y los problemas sociales, desde la historia humana de Henrietta Lacks hasta la relevancia de las vías bioquímicas para nuestra dieta, hasta los muchos casos en los que la biología celular informa el diagnóstico. y tratamiento de enfermedades humanas.
• ¡NUEVO! Las preguntas de Verificación de conceptos permiten a los estudiantes verificar su comprensión utilizando las preguntas de Verificación de conceptos después de leer una sección principal de conceptos. Hay una pregunta al final de cada título principal del texto y las preguntas a lo largo de cada capítulo animan a los estudiantes a leer activamente el texto. Las respuestas a estas preguntas están disponibles al final del libro.
• ¡NUEVO! Las preguntas cuantitativas en cada capítulo infunden un componente cuantitativo a lo largo del texto. Las preguntas cuantitativas nuevas y existentes se señalan al final de cada capítulo para animar a los estudiantes a trabajar en el desarrollo de su capacidad para realizar o interpretar un cálculo.
• ¡NUEVO! Se han agregado actualizaciones de contenido a lo largo del libro que destacan los avances más recientes en la comprensión de la biología celular.
• ¡NUEVO! El diseño que incluye un programa de arte actualizado le da a los dibujos un aspecto más dinámico y atractivo. Las impactantes imágenes de apertura de un nuevo capítulo atraen a los estudiantes al tema de cada capítulo. Se han agregado nuevas cifras basadas en estructuras moleculares recientes en varios lugares clave.

MasteringBiology ™ no incluido.

Estudiantes, si MasteringBiology es un componente recomendado / obligatorio del curso, solicite a su instructor el ISBN y la identificación del curso correctos. MasteringBiology solo debe adquirirse cuando lo requiera un instructor. Instructores, comuníquese con su representante de Pearson para obtener más información.
Los enlaces multimedia integrados en cada capítulo del libro de texto dirigen a los estudiantes a una variedad de materiales interactivos en línea, que incluyen:
• 240 preguntas de prueba de lectura animan a los estudiantes a leer antes de la clase.
• Más de 100 tutoriales y actividades enseñan procesos celulares complejos.
• Más de 100 videos moleculares y de microscopía brindan imágenes vívidas de los procesos celulares.
• Diecisiete tutoriales estructurales en 3-D permiten a los estudiantes manipular estructuras moleculares con actividades de evaluación.
• Todas las preguntas de fin de capítulo ahora se pueden asignar y calificar automáticamente.
• Las preguntas del banco de pruebas para cada capítulo incluyen más de 1,000 preguntas de opción múltiple, de respuesta corta y de consulta / actividad.
• Learning Catalytics ™ es una herramienta interactiva de respuesta de los estudiantes que utiliza los teléfonos inteligentes, tabletas o computadoras portátiles de los estudiantes para involucrarlos en tareas y pensamientos más sofisticados. Learning Catalytics permite a los instructores generar debates en clase, guiar conferencias y promover el aprendizaje entre pares con análisis en tiempo real. Los instructores pueden:
• Plantee una variedad de preguntas abiertas que ayuden a los estudiantes a desarrollar habilidades de pensamiento crítico.
• Supervise las respuestas para averiguar dónde tienen dificultades los estudiantes.
• Utilice datos en tiempo real para ajustar la estrategia de instrucción y pruebe otras formas de involucrar a los estudiantes durante la clase.
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Herramientas de conferencias de PowerPoint® incluyen esquemas de conferencias personalizables que contienen todas las figuras y fotos y animaciones incrustadas.


Biología celular molecular 1

Proporcionar bases biológicas moleculares y celulares para la enseñanza de anatomía, bioquímica, fisiología, patología, fisiopatología, microbiología y farmacología. Enseñar a los estudiantes datos esenciales de biología celular molecular para las asignaturas clínicas. El curso cubre las características celulares y moleculares de la estructura y funciones de la célula. Temas principales: morfología funcional de células eucariotas mecanismos de almacenamiento, replicación y expresión de información genética.
La lista detallada de temas estará disponible en el primer seminario para cada grupo.

Conferencias

  • 1. Objetivos educativos - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 2. Comparación de células procariotas y eucariotas - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 3. Técnicas morfológicas modernas I - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 4. Métodos de biología molecular I: Endonucleasas de restricción - Dr. Szeberényi József
  • 5. Métodos de biología molecular II: Clonación de ADN. Bibliotecas genómicas - Dr. Szeberényi József
  • 6. Métodos de biología molecular III: Reacción en cadena de la polimerasa - Dr. Szeberényi József
  • 7. Métodos de biología molecular IV: secuenciación del ADN - Dr. Szeberényi József
  • 8. Métodos de biología molecular V: Organismos transgénicos - Dr. Szeberényi József
  • 9. Métodos de biología molecular VI: Inhibición de la función genética - Dr. Szeberényi József
  • 10. Métodos de biología molecular VII: chips de ADN - Dr. Szeberényi József
  • 11. Métodos de biología molecular VIII: Métodos inmunológicos - Dr. Barthóné Dr. Szekeres Júlia
  • 12. Técnicas morfológicas modernas II - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 13. El núcleo celular - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 14. Organización del genoma - Dr. Szeberényi József
  • 15. La estructura y composición química de la cromatina - Dr. Sétáló György
  • 16. Las fases del ciclo celular. - Dr. Sétáló György
  • 17. La regulación del ciclo celular. - Dr. Sétáló György
  • 18. División celular. Mitosis, meiosis. - Dr. Sétáló György
  • 19. Replicación del ADN en procariotas - Dr. Sétáló György
  • 20. Replicación del ADN en eucariotas - Dr. Sétáló György
  • 21. Reparación del ADN - Dr. Sétáló György
  • 22. Transcripción en procariotas - Dr. Pap Marianna
  • 23. La síntesis y procesamiento de pre-rRNA en eucariotas - Dr. Pap Marianna
  • 24. La síntesis de pre-ARNm en eucariotas - Dr. Pap Marianna
  • 25. El procesamiento del ARN pre-m en eucariotas - Dr. Pap Marianna
  • 26. Traducción I: Los componentes de la síntesis de proteínas - Dr. Pap Marianna
  • 27. Traducción II: El mecanismo de síntesis de proteínas - Dr. Pap Marianna
  • 28. Traducción III: El código genético - Dr. Pap Marianna
  • 29. Regulación de la expresión génica en procariotas - Feketéné Dr. Kiss Katalin
  • 30. Regulación de la expresión génica en eucariotas I: Niveles de regulación génica - Dr. Szeberényi József
  • 31. Regulación de la expresión génica en eucariotas II: Factores de transcripción I. - Dr. Szeberényi József
  • 32. Regulación de la expresión génica en eucariotas III: factores de transcripción II. - Dr. Szeberényi József
  • 33. Retículo endoplásmico rugoso - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 34. Complejo de Golgi. Glicosilación y clasificación de proteínas - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 35. Endocitosis. Transporte vesicular - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 36. Mecanismos de defensa celular I: lisosomas, retículo endoplásmico liso - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 37. Mecanismos de defensa celular II: radicales libres de oxígeno, daño de la membrana - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 38. Mitocondrias I: Estructura y función - Dr. Sétáló György
  • 39. Mitocondrias II: Aparato genético - Dr. Sétáló György
  • 40. Citoesqueleto I: Microfilamentos - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 41. Citoesqueleto II: Filamentos intermedios y microtúbulos - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella
  • 42. Conferencia de clausura. La membrana celular. - Dr. Ábrahám Hajnalka Gabriella

Practicas

  • 1. Microscopio óptico. Rastreo de moléculas biológicas dentro de la célula.
  • 2. Microscopio óptico. Rastreo de moléculas biológicas dentro de la célula.
  • 3. Centrifugación, cromatografía
  • 4. Centrifugación, cromatografía
  • 5. Aislamiento de plásmidos
  • 6. Aislamiento de plásmidos
  • 7. Electroforesis de proteínas y transferencia Westerm
  • 8. Electroforesis de proteínas y transferencia Westerm
  • 9. Aislamiento de ácidos nucleicos
  • 10. Aislamiento de ácidos nucleicos
  • 11. Digestión de ADN con endonucleasas de restricción
  • 12. Digestión de ADN con endonucleasas de restricción

Seminarios

  • 1. Información General. Vista previa del ciclo de laboratorio I
  • 2. Macromoléculas biológicas
  • 3. Microscopía óptica
  • 4. Comparación de células pro y eucariotas
  • 5. Métodos de separación
  • 6. Métodos de biología molecular I
  • 7. Métodos de biología molecular II
  • 8. Métodos de biología molecular III
  • 9. Métodos de biología molecular IV.
  • 10. Núcleo celular. Organización del genoma
  • 11. Cromatina
  • 12. El ciclo celular
  • 13. Microscopía electrónica (demostración)
  • 14. Replicación del ADN
  • 15. Reparación del ADN.
  • 16. División celular. Vista previa del ciclo de laboratorio II
  • 17. Transcripción en procariotas
  • 18. Transcripción en eucariotas
  • 19. Procesamiento de ARN
  • 20. Traducción I
  • 21. Traducción II
  • 22. Regulación genética I
  • 23. Regulación genética II
  • 24. Urgencias en bruto. Complejo de Golgi. Transporte vesicular
  • 25. Mecanismos de defensa celular
  • 26. Mitocondrias I
  • 27. Mitocondrias II
  • 28. Discusión de fin de semestre
  • 29. PRUEBA SEMESTRE
  • 30. PRUEBA SEMESTRE

Material de lectura

Literatura obligatoria

Cooper, G.M .: The Cell. Un enfoque molecular.

Literatura desarrollada por el Departamento

Notas

M. Pap (editor): Manual de laboratorio de biología celular molecular.
Szeberényi J., Komáromy L .: Programa de estudios de biología celular molecular.

Literatura recomendada

Condiciones de aceptación del semestre

Máximo de 25% de ausencia permitida

Exámenes parciales

Pruebas (opción múltiple) en las semanas 4, 7, 10 (medio término) y 14 (prueba de fin de semestre). Los temas de la prueba son los temas de conferencias, seminarios y prácticas discutidos y realizados hasta la fecha de la prueba. La recuperación de las pruebas realizadas en las semanas 4, 7 y 10 es posible en el caso de 1 prueba, si el estudiante proporciona un certificado oficial de ausencia y ha escrito los otros dos exámenes intermedios. No es posible recuperar la prueba de fin de semestre.

Recuperar las clases perdidas

Programas de laboratorio extra al final de cada ciclo práctico.

Temas / preguntas del examen

1. Proteínas
2. Lípidos
3. Carbohidratos
4. Nucleósidos, nucleótidos
5. La estructura del ADN
6. Experimentos que demuestren que el ADN es el material genético
7. La estructura y los tipos de ARN
8. Comparación de células pro y eucariotas
9. Métodos de inmunocitoquímica
10. Endonucleasas de restricción
11. Transferencia del sur
12. Secuenciación de ADN
13. chips de ADN
14. Bibliotecas genómicas
15. Reacción en cadena de la polimerasa
16. Organismos transgénicos
17. Inactivación de genes dirigida
18. Inhibición de la expresión génica a nivel de ARNm
19. Bibliotecas de ADNc
20. Transferencia del norte
21. Inmunoprecipitación y transferencia de Western
22. La estructura del núcleo celular
23. La organización de la cromatina
24. Secuencias únicas y repetitivas
25. La composición química de la cromatina
26. Las fases del ciclo celular
27. La regulación del ciclo celular
28. Mitosis
29. Meiosis
30. Características generales de la replicación
31. El mecanismo de replicación en procariotas
32. Replicación eucariota
33. Reparación del ADN
34. El mecanismo de la transcripción procariota
35. Características generales de la transcripción eucariota
36. Síntesis y procesamiento de pre-rRNA eucariotas
37. Síntesis de pre-ARNm en eucariotas. Formación de casquete y poliadenilación.
38. Empalme de pre-ARNm
39. Síntesis de aminoacil-tRNA
40. La estructura y función de los ribosomas
41. El código genético
42. Inicio de la traducción
43. Alargamiento y terminación de la traducción
44. Características generales de la traducción
45. El operón de lactosa
46. ​​El operón triptófano
47. Clonación por trasplante nuclear
48. Regulación de la síntesis y procesamiento de pre-ARNm en eucariotas
49. Regulación del transporte, traducción y degradación del ARNm en eucariotas
50. Regulación de la actividad y degradación de las proteínas en eucariotas
51. Factores de transcripción eucariotas
52. El mecanismo de acción de las hormonas esteroides
53. Retículo endoplásmico rugoso
54. Complejo de Golgi. Glicosilación de proteínas
55. El mecanismo de secreción
56. Endocitosis
57. El mecanismo de transporte vesicular
58. Lisosomas. Retículo endoplasmático liso
59. Radicales libres de oxígeno. Daño de la membrana. Peroxidación lipídica
60. La estructura y función de las mitocondrias
61. El aparato genético de las mitocondrias
62. Enfermedades mitocondriales


Descripción del curso

Este curso puede usarse para cumplir con los requisitos electivos de la especialización en Ciencias Biológicas.

Ofrecido: Primavera

Requisitos previos o correquisitos: 01: 694: 407-408 o 01: 447: 384-385 o 11: 115: 403-404 o 11: 126: 481

Hora de clase: Lun. y el jueves. 10:20 - 11:40 a. M.

Descripción del curso

Regulación genética en el cáncer y el desarrollo es un curso para estudiantes universitarios avanzados que se especializan en Ciencias de la vida. La biología molecular es una ciencia experimental y un objetivo principal de este curso es explicar no solo lo que saben los biólogos moleculares, sino cómo lo saben. Por lo tanto, mientras cubrimos temas seleccionados en regulación genética, desarrollo y cáncer, enfatizaremos los métodos, el diseño experimental, la historia y el razonamiento deductivo que ha llevado al estado actual de comprensión de estos temas.

Para la primavera de 2021: El curso se impartirá "en vivo" en línea. Aunque las conferencias se grabarán y publicarán después de la clase, la asistencia durante las sesiones en vivo es importante ya que los estudiantes serán calificados en las discusiones de la clase. El material de la conferencia en PowerPoint y las lecturas de cada clase se publicarán en el sitio de Sakai correspondiente para este curso.

Programa (sujeto a revisión):

21-ene Mayordomo Introducción al curso y revisión de algunos conceptos fundamentales en biología molecular
25-ene Mayordomo Drosophila como sistema modelo: genética y desarrollo
28-ene Mayordomo Inducción de mutaciones y análisis de fenotipos mutantes
1 de febrero Mayordomo Genómica y micro ARN
4 de febrero Mayordomo Control de la expresión génica en desarrollo: promotores activados y reprimidos
8 de febrero Mayordomo Diagnóstico prenatal / Enfermedades hereditarias en humanos
11-feb Mayordomo Terapia de genes
15 de febrero Mayordomo Genómica personalizada
18-feb Mayordomo Genómica personal II
22-feb Mayordomo Examen 1 (conferencias y materiales de lectura del 25 de enero al 18 de febrero)
25 de febrero Mayordomo TBA
1-mar Mayordomo TBA
4-mar Mayordomo TBA
8-mar Edery Ritmos circadianos: descripción general y principios
11-mar Edery Mecanismos de reloj I
Vacaciones de primavera
22-mar Edery Mecanismos de reloj II
25-mar Edery Ritmos circadianos y conexión con el cáncer y otras enfermedades I
29-mar Edery Sin clase (día de estudio)
1-abr Edery Examen 2 (conferencias y materiales de lectura del 25 de febrero al 25 de marzo)
5-abr Edery Ritmos circadianos y conexión con el cáncer y otras enfermedades II
8-abr Edery Señalización hacia y desde el reloj
12-abr Edery Reloj, alimentación, microbioma, enfermedad
15-abr Edery Reloj, cáncer, metabolismo
19-abr Edery TBA
22-abr Edery TBA
26-abr Edery TBA
29-abr Edery TBA
3 de mayo Edery Examen 3 (conferencias y materiales de lectura del 5 al 29 de abril)

El curso satisface los objetivos de aprendizaje

1. Los estudiantes deben demostrar una comprensión del conocimiento que se necesita para comenzar la investigación biomédica y que se requiere para los exámenes y estudios de posgrado.

2. Los estudiantes deben demostrar la capacidad de encontrar y evaluar información sobre sistemas o problemas biológicos específicos.

Política de exámenes, asignaciones y calificaciones

El curso se impartirá "en vivo" en línea. Aunque las conferencias se grabarán y publicarán después de la clase, la asistencia durante las sesiones en vivo es importante ya que los estudiantes serán calificados en las discusiones de la clase. El material de la conferencia en PowerPoint y las lecturas de cada clase se publicarán en el sitio de Sakai correspondiente para este curso. Habrá tres exámenes durante el semestre que cubrirán el material presentado en clase, no habrá examen final acumulativo. Cada examen contará por el 25% de la nota. Además, habrá conjuntos de problemas, pruebas en clase, críticas y / u otras tareas que, en conjunto, contarán para el 25% restante de la calificación. La ausencia a los exámenes será justificada solo en caso de enfermedad grave o emergencia familiar, y solo cuando esté respaldada por la documentación adecuada. Las solicitudes para volver a calificar deben enviarse dentro de las 72 horas posteriores a la devolución del examen.

Materiales del curso

Debido a que nos enfocamos en temas actuales, no hay un libro de texto, pero se asignarán lecturas e investigación bibliográfica de la literatura primaria y, cuando corresponda, los instructores recomendarán material de referencia de fondo.

¿Curso cerrado?

Si este curso está cerrado, comuníquese con el Dr. Isaac Edery con respecto a los números de permisos especiales.

El curso será impartido por dos profesores del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica, los Dres. Isaac Edery y Ruth Steward, además de algunos conferencistas invitados.

Coordinador del curso: Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita tener JavaScript habilitado para verlo.

** Toda la información está sujeta a cambios a discreción del coordinador del curso.


Factores de transcripción influenciados por el transporte de nutrientes

El transporte de nutrientes influenciado homeostáticamente controla la función celular a través de la provisión de los sustratos necesarios. La evidencia reciente de experimentos con varios tipos de células y sistemas integradores sugiere que el transporte de nutrientes dirigido tiene consecuencias fisiológicas. De particular interés para el laboratorio de los autores & # x02019 ha sido el vínculo del transporte de Zn con la señalización celular. La idea de que Zn podría actuar como un segundo mensajero específico se presentó inicialmente en 1984 (16). La compartimentación y el transporte celular son fundamentales para la función de señalización del Zn. Los transportadores de Zn son de la familia ZnT (diez miembros) o de la familia ZIP (catorce miembros) (17). La evidencia más claramente definida para las funciones de señalización mediadas por transportadores para Zn se ha obtenido para la familia ZIP. Específicamente, ZIP6, ZIP8 y ZIP10 se han identificado con procesos de señalización (18 & # x0201320). De los tres transportadores, se ha demostrado la comunicación de nutrientes y factores de transcripción para ZIP8 en la activación transcripcional del gen del interferón - & # x003b3 (19).

Las células mononucleares de sangre periférica proporcionan un recurso para evaluar los efectos de la suplementación con Zn sobre la expresión de genes específicos en sujetos humanos. Utilizando células T purificadas por selección magnética negativa y un procedimiento que simula la presentación de antígenos, Zip8 El ARNm se ha identificado como el transcrito del transportador de Zn más sensible en la activación celular (19). El aumento de la expresión de interferón inducido por la activación simultánea es estimulado adicionalmente por Zn suplementario. La supresión de ZIP8 mediante el silenciamiento de ARNip reduce notablemente el interferón - & # x003b3. Se ha encontrado mediante microscopía confocal que ZIP8 se localiza en el lisosoma. En la activación, el Zn se transporta desde el entorno ácido del lisosoma, como se muestra utilizando un fluoróforo que responde al Zn (FluoZin 3). El análisis de la vía de activación de las células T que implica a la calcineurina revela que la activación de la proteína de unión al elemento de respuesta al AMPc del factor de transcripción, es decir, la proteína de unión al elemento de respuesta al AMPc fosforilada, responde al Zn. Además, la activación de la proteína de unión al elemento de respuesta al cAMP se correlaciona inversamente con la actividad de la calcineurina fosfatasa. Esta actividad es muy sensible a la inhibición por Zn. Se concluye que ZIP8 produce una liberación de Zn lisosómico en el citoplasma, inhibiendo así la desfosforilación por calcineurina y manteniendo el factor de transcripción de la proteína de unión al elemento de respuesta a AMPc en su forma fosforilada activa (19).

Se propone que este modelo experimental de células T es solo un ejemplo de cómo, a través del transporte mediado, el Zn puede comunicarse con un factor de transcripción. En este ejemplo particular, la influencia podría ser a través de un mecanismo de inhibición enzimático clásico que involucra un factor de transcripción que es activo en su forma fosforilada. Se han propuesto roles similares para el transporte de Zn y Zn que influyen en los eventos iniciados por el receptor (21) como se muestra en la Fig. 1 (C).


Biología de concentración mayor (36 créditos)

El ba. & amp Sc. La concentración principal en biología es una secuencia planificada de cursos diseñados para promover una base básica en biología. Los temas incluyen una variedad de conceptos biológicos fundamentales que abarcan desde moléculas y células hasta organismos y ecosistemas, incluido el desarrollo, el comportamiento y la evolución.

Nota informativa: Los estudiantes de primer año deben saber que se requieren PHYS 101 y / o PHYS 102 para algunos de los cursos en las concentraciones mayores y menores de Biología.

Cursos obligatorios (18 créditos)

Los estudiantes deben tomar al menos 36 créditos nuevos en este programa.

Visión general

Biología (Sci): Las propiedades físicas y químicas de la célula y sus componentes en relación con su estructura y función. Los temas incluyen: estructura de proteínas, enzimas y cinética enzimática, replicación de ácidos nucleicos, transcripción y traducción, el código genético, mutación, recombinación y regulación de la expresión génica.

Instructores: Roy, Richard D W Bureau, Thomas E Hastings, Kenneth E M (otoño)

3 horas de conferencia, 1 hora de tutorial opcional

Requisito previo: BIOL 112 o equivalente

Co-requisito: CHEM 212 o equivalente, o CHEM 204

Visión general

Biología (Sci): este curso introduce al estudiante a nuestra comprensión moderna de las células y cómo funcionan. Los temas principales que se cubrirán incluyen: fotosíntesis, metabolismo energético e integración metabólica de la membrana plasmática, incluida la secreción, endocitosis e interacciones mediadas por contacto entre el citoesqueleto de las células, incluido el movimiento de las células y los orgánulos, la hormona del sistema nervioso que señala el ciclo celular.

Instructores: Brouhard, Gary (invierno)

3 horas de conferencia, 1 hora de tutorial opcional

Restricción: No está abierto a estudiantes que hayan tomado o estén tomando ANAT 212 o BIOC 212

Visión general

Biología (Sci): visión unificada de la forma y función en animales y plantas. Céntrese en cómo las leyes de la química y la física iluminan los procesos biológicos relacionados con la adquisición de energía y materiales y su uso en el movimiento, crecimiento, desarrollo, reproducción y respuestas al estrés ambiental.

Instructores: Sakata, Jon Barrett, Rowan Soper, Fiona (invierno)

3 horas de conferencia, hora de conferencia opcional

Requisitos previos: BIOL 200 y PHYS 101 o 131 o equivalente

Visión general

Biología (Sci): Introducción a los métodos modernos utilizados en la biología de los organismos, incluido el muestreo ecológico, los métodos experimentales y las estadísticas. Se hace especial hincapié en las formas de pensar sobre el diseño de programas de muestreo y el análisis de datos para probar hipótesis utilizando datos de observación o experimentales.

Instructores: Pollock, Laura Larsson, Hans Carl Leung, Brian (otoño)

1. 2 horas de conferencia, 2. 3 horas de laboratorio

Requisito previo: BIOL 111 o equivalente

Visión general

Biología (Sci): una introducción a los procesos fundamentales de la ecología y la evolución que influyen en la naturaleza y la diversidad de los organismos y los procesos que gobiernan su ensamblaje en comunidades ecológicas y sus roles en la función de los ecosistemas.

Instructores: Price, Neil Abouheif, Ehab Sunday, Jennifer (otoño)

Restricción: no está abierto a estudiantes que hayan tomado ENVR 202

Visión general

Biología (Sci): Introducción al estudio del comportamiento animal a nivel poblacional, orgánico, celular y molecular. Se presentarán y discutirán métodos y experimentos históricos y contemporáneos para proporcionar una apreciación general de la biología del comportamiento, con un enfoque en la aplicación de múltiples niveles de análisis a los fenómenos biológicos y la formulación de hipótesis sobre la evolución, el desarrollo, la función y los mecanismos. de rasgos de comportamiento. Los temas abarcarán desde cómo los animales se comunican entre sí hasta los mecanismos celulares que permiten que la información sea procesada por el sistema nervioso.

Instructores: Hendricks, Shelton Reader, Simon Woolley, Sarah (invierno)

Requisitos previos: BIOL 111 y BIOL 112 o equivalentes

Cursos complementarios (18 créditos)

3-4 créditos del bloque CHEM:

Visión general

Química: Similar a CHEM 223 / CHEM 243. Énfasis en el uso de ejemplos biológicos para ilustrar los principios de la química física. Se destaca la relevancia de la química física para la biología.

Condiciones: otoño de 2021, invierno de 2022

Instructores: Simine, Yelena (otoño) Cosa, Gonzalo (invierno)

Requisitos previos: CHEM 110 y CHEM 120 o equivalente y un curso completo de cálculo

Restricción: No está abierto a estudiantes que hayan tomado o estén tomando CHEM 203 o CHEM 223 y CHEM 243.

Visión general

Química: un estudio de las reacciones de compuestos alifáticos y aromáticos que incluye conceptos modernos de enlace, mecanismos, análisis conformacional y estereoquímica.

Condiciones: otoño de 2021, invierno de 2022

Instructores: Sirjoosingh, Pallavi Lumb, Jean-Philip Vlaho, Danielle (otoño) Vlaho, Danielle Pavelka, Laura Luedtke, Nathan (invierno)

Requisito previo: CHEM 110 o equivalente.

Co-requisito: CHEM 120 o equivalente.

Restricción: No está abierto a estudiantes que estén tomando o hayan tomado CHEM 211 o equivalente.

Cada sección de laboratorio tiene inscripción limitada

Nota: Algunos programas CEGEP proporcionan equivalencia para este curso. Para obtener más información, consulte la página web del Departamento de Química (http://www.chemistry.mcgill.ca/advising/outside/equivalent.htm).

** Aunque este curso sigue un horario de clases de martes / jueves, la última clase se llevará a cabo el viernes 25 de junio debido al feriado legal del jueves 24 de junio.

* Los estudiantes que ya hayan cursado CHEM 212 o su equivalente como créditos avanzados pueden optar por sustituir CHEM 204, o CHEM 222, o un curso de Biología complementario de 300-500 niveles, para ser aprobado por el Asesor de Biología.

Visión general

Biología (Sci): una introducción a la investigación y la comunicación en biología con un enfoque en la biología celular y molecular. Through conducting a series of project-based experiments and writing a final report, molecular and synthetic biology techniques such as gene cloning, manipulation, protein isolation and characterization and how research is conducted, analyzed and communicated will be addressed. In addition, an introduction to bioinformatics methods and their role in analysis will be provided.

Terms: Fall 2021, Winter 2022

Instructors: Zheng, Huanquan Harrison, Paul Hayer, Arnold (Fall) Zheng, Huanquan Harrison, Paul Hayer, Arnold (Winter)

1 hour lecture and one 6-hour laboratory

Restrictions: Not open to students who have taken or are taking BIOC 300, or BIOC 220 and BIOC 320. Requires departmental approval.

For approval email hugo.zheng [at] mcgill.ca . Specify your ID number as well as the term and two lab day preferences.

Visión general

Biology (Sci) : Application of methods and techniques used by organismal biologists, paired with the design of sampling programs to test hypotheses using observational or experimental data, and the analysis of data. Topics include DNA barcoding/metabarcoding and experimental evolution.

Instructors: Cristescu, Elena Schoen, Daniel J Gonzalez, Andrew (Winter)

Restrictions: Not open to students who have taken BIOL 206 prior to Fall 2020

Visión general

Biology (Sci) : Introduction to basic principles, and to modern advances, problems and applications in the genetics of higher and lower organisms with examples representative of the biological sciences.

Instructors: Moon, Nam Sung Nilson, Laura Schoen, Daniel J Hipfner, David (Winter)

3 hours lecture, 1 hour optional tutorial

Restriction: Not open to students who have taken or are taking LSCI 204 or BIOL 302.

Visión general

Biology (Sci) : Trait variation within and across populations and species,and how this reflects variation within genomes. Case studies and problem-solving approaches will be used to illustrate the tools of genomics, molecular genetics and classical genetics, and how they are employed to understand the mechanisms of phenotypic variation.Topics will include evolutionary, developmental and human genetics. Application of multiple levels of genetic analysis, formulation, and testing of hypotheses on critical topics ranging from evolution to developmental biology to human genetics.

Instructors: Schoen, Daniel J Lasko, Paul (Fall)

Prerequisites: BIOL 200 or BIOL 219 BIOL 215, or permission of instructor.

Restrictions: Not open to students who have taken or are taking BIOL202.

Visión general

Biology (Sci) : A survey of current knowledge and approaches in the area of regulation of gene expression, post-transcriptional control of gene expression, and signal transduction.

Instructors: Schöck, Frieder Moon, Nam Sung (Fall)

Visión general

Biology (Sci) : A consideration of the fundamental processes and principles operating during embryogenesis. Experimental analyses at the molecular, cellular, and organismal levels will be presented and discussed to provide an overall appreciation of developmental phenomena.


Eukaryotic Gene Expression

CIS-ACTING ELEMENTS AND TRANS-ACTING FACTORS:Eukaryotic RNA polymerases and basal transcription factors - Diversity in core promoter elements - Diversity in general transcription factors - Proximal & Distal Promoter Elements, Enhancers and Silencers, Gene-specific Regulators,DOMAIN STRUCTURE OF EUKARYOTIC TRANSCRIPTION FACTORS:Transcription factors DNA binding domains - Transcription factors transcription activation domain,ROLE OF CHROMATIN IN EUKARYOTIC GENE REGULATION:Role of chromatin in eukaryotic gene regulation - Role of histones in eukaryotic gene regulation - Role of DNA methylation in eukaryotic gene regulation - Chromatin remodelling & gene regulation,SYNTHESIS OF mRNA, rRNA & tRNA:mRNA processing Role of RNA Pol II in mRNA capping and mRNA splicing - mRNA processing Role of RNA Pol II in polyadenylation & mRNA editing - Regulation of RNA Pol I transcription - Regulation of RNA Pol III transcription,REGULATION OF GENE EXPRESSION VIA CELL SURFACE RECEPTORS:Signal Transduction Pathways - Introduction - Regulation of gene expression by cyclicAMP - Regulation of gene expression by second messengers other than cAMP - Regulation of gene expression by Protein Kinase C - Regulation of gene expression by Growth factors - Regulation of gene expression by cytokines,REGULATION OF GENE EXPRESSION BY INTRACELLULAR RECEPTORS:Regulation of gene expression by steroid hormones - Regulation of gene expression by type II nuclear receptors - Mechanism of transcriptional activation by nuclear receptors

REGULATION OF GENE EXPRESSION DURING DEVELOPMENT:Gene Regulation during Drosophila Development - Signal transduction pathways involved in embryonic development - Homeotic genes - Epigenetic regulation of gene expression during development - Embryonic stem cells and Transcription factor-mediated epigenetic - reprogramming,RECOMBINANT PROTEIN EXPRESSION SYSTEMS:Cloning and Expression vectors - Eukaryotic protein expression systems - Gene expression in mammalian cells using viral vectors,GENE THERAPY AND TRANSGENIC TECHNOLOGY:Human Gene Therapy - DNA vaccines - Transgenic animals - Transgenic plants - Knockout mice,RECENT ADVANCES IN EUKARYOTIC GENE EXPRESSION:Regulation of Eukaryotic Gene Expression by Small RNAs (RNA Interference, RNAi) - Genomics & Proteomics - Metabolic Engineering & Synthetic Biology


Manolis Kellis - Courses Taught

I teach the following courses on Computational Biology and Algorithms at MIT.

6.881 - Computational Personal Genomics: Making sense of complete genomes

6.047/6.878 - Computational Biology: Genomes, Networks, Evolution

Previous offerings: (as 6.047/6.878/HST.507/HSPH-IMI231/BU-BE562): Lecture Notes. (as 6.047/6.878): Lecture Notes. Student Evaluations: Ugrad/Grad (as 6.047/6.878): Lecture Notes - Student Evaluations: Ugrad/Grad (as 6.085/6.895): Lecture Notes - Student Evaluations: Ugrad - Grad (as 6.095/6.895): Lecture Notes - Student Evaluations: Ugrad/Grad

6.046 classic: Introduction to Algorithms

Introduction to design and analysis of algorithms. Topics include sorting search trees, heaps, and hashing divide-and-conquer dynamic programming greedy algorithms amortized analysis graph algorithms shortest paths network flow. Advanced topics include: number theory, computational biology, string matching, database search, hidden Markov models number-theoretic algorithms polynomial and matrix calculations.

6.046 new: Design and Analysis of Algorithms

With the creation of 6.006, the new 6.046 became a more advanced algorithms course in 2008 (using 6.006 as a pre-requisite), mostly serving as an entry point to theory courses, and targeting junior and senior students interested in specializing in theory.

6.006: Introduction to Algorithms (new)

6.092: Bioinformatics and Proteomics: An Engineering-Based Problem Solving Approach

Gil Alterovitz, Manolis Kellis, Marco Ramoni

This interdisciplinary course provides a hands-on approach to students in the topics of bioinformatics and proteomics. Lectures and labs cover sequence analysis, microarray expression analysis, Bayesian methods, control theory, scale-free networks, and biotechnology applications. Designed for those with a computational and/or engineering background, it will include current real-world examples, actual implementations, and engineering design issues. Where applicable, engineering issues from signal processing, network theory, machine learning, robotics and other domains will be expounded upon. New research areas will be explored using current literature as well as text from book chapter materials being written by the instructors. Guest lectures include speakers from both industry and academia.

6.096 - Algorithms for Computational Biology (meets with 6.046)

This course covers the algorithmic foundations of computational biology, combining theory with practice. We study the principles of algorithm design for biological datasets, analyze influential algorithms, and apply these to real datasets. Topics include: biological sequence analysis, gene finding, motif discovery, RNA folding, global and local sequence alignment, genome assembly, comparative genomics, genome duplication, genome rearrangements, evolutionary theory, gene expression, clustering algorithms, scale-free networks, machine learning applications to genomics.


Ver el vídeo: 2 clase de Curso de Neonatología (Mayo 2022).