Código: 506210 | Asignatura: INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN METABÓLICA | ||||
Créditos: 6 | Tipo: Obligatoria | Curso: 2 | Periodo: 2º S | ||
Departamento: Ciencias | |||||
Profesorado: | |||||
ARRESE IGOR SANCHEZ, CESAREO (Resp) [Tutorías ] | LARRAINZAR RODRIGUEZ, ESTIBALIZ [Tutorías ] | ||||
ARIZ ARNEDO, IDOIA [Tutorías ] | ROTINEN DIAZ, MIRJA SOFIA [Tutorías ] |
Principales vías metabólicas. Metabolismo intermediario. Control e integración de las vías metabólicas. Transducción de señales: hormonas, neurotransmisores y factores de crecimiento. Interacciones célula-célula y célula matriz extracelular.
Metodología - Actividad | Horas Presenciales | Horas no presenciales |
A-1 Clases expositivas/participativas | 26 | |
A-2 Prácticas | 30 | |
A-4 Realización de trabajos/proyectos en grupo | 25 | |
A-5 Estudio y trabajo autónomo del estudiante | 57 | |
A-6 Tutorías | 8 | |
A-7 Pruebas de evaluación | 4 | |
Total | 60 | 90 |
Resultado de aprendizaje |
Sistema de evaluación |
Peso (%) |
Carácter recuperable |
RA1, RA2, RA6, RA7 |
Pruebas escritas. Pruebas escritas que recojan los conceptos adquiridos al final de cada bloque de la asignatura * |
40 |
SI |
RA1, RA2, RA6, RA7 |
Pruebas escritas. Evaluación continua de los conceptos teóricos adquiridos, mediante breves pruebas escritas, al finalizar cada tema o bloque de temas |
10 |
NO |
RA1, RA2, RA6, RA7, RA8 |
Pruebas e informes de trabajo experimental |
40 |
NO |
RA1, RA2, RA6, RA7 |
Participación activa |
10 |
NO |
*Será necesario alcanzar un 5/10 en las pruebas escritas de cada uno de los bloques de la asignatura.
En el caso de que produjera un nuevo confinamiento, o una restricción de la docencia presencial, la evaluación continua (epígrafe 2), pasaría a representar el 25% de la nota final y la prueba escrita (epígrafe 1) un 25%, sin requerimiento mínimo de nota.
Nótese que los epígrafes 3-6 de evaluación, también representan métodos de evaluación continua.
Bloque I. Señalización celular
Tema1. Composición, arquitectura y dinámica de las membranas. La bicapa lipídica como elemento estructural de las membranas: micelas, bicapas y vesículas. Fluidez de la membrana. Difusión de los lípidos y proteínas en la bicapa: movimientos ¿flip-flop¿ y laterales. Subdominios rafts: asociación de esfingolípidos y colesterol. Curvatura y fusión de membranas en procesos biológicos: proteínas SNARE. Tipos de asociación de las proteínas a la membrana. Topología de las proteínas integrales: índice de hidropatía. Interacciones lípido-proteína. Asimetría estructural y funcional de las membranas.
Tema 2. Transporte a través de membrana. Difusión simple: ley de Fick. Difusión facilitada: acuoporinas, transportadores de glucosa, intercambiador Cl-/HCO3- y canales iónicos. Transporte activo primario: P-ATPasas, F-ATPasas, V-ATPasas y familia ABC de transportadores. Transporte activo secundario: gradientes electroquímicos iónicos.
Tema 3. Comunicación celular: aspectos generales. Comunicación celular: por qué y para qué. Tipos de comunicación celular: comunicación celular directa y comunicación celular indirecta de acción local (autocrina y paracrina) y de acción a distancia (endocrina y neurocrina). Comunicación celular directa: gap junctions (conexinas, inexinas y panexinas) y uniones adherentes (cadherinas, claudinas y ocludinas). Comunicación celular indirecta, niveles de la señalización: señal, receptor, transducción de la señal y respuesta. Clases y tipos de señales: hormonas, neurotransmisores, neuromoduladores, factores de crecimiento, citoquinas y autacoides. Tipos de respuesta: ultra-rápida, rápida y lenta. Endocrinología bioquímica: ejes hipotálamo-hipofisiario-tiroideo, -suprerrenal, -gonadal, de la prolactina y de la GH.
Tema 4. Transducción de señales por receptores de membrana acoplados a proteínas G. Estructura y familias de GPCRs. Proteínas G heterotriméricas: estructura, ciclo de acción y efectores. Desensibilización del receptor: desensibilización heteróloga y homóloga. Segundos mensajeros: cAMP, DAG, IP3, Ca++, cGMP, ácido araquidónico, prostaglandinas y leucotrienos. Vía Gs-cAMP-PKA: adenilato ciclasa, PKA y otras dianas del cAMP, terminación de la señal (fosfodiesterasas y fosfatasas). Vía Gq-IP3/Ca++-PKC/CaMPK: PLC¿ y fosfoinosítidos; DAG y PKC; homeostasis del Ca++; receptores IP3 y RyR; calmodulina y CaMK.
Tema 5. Neuroquímica. Barrera hematoencefálica. Células del sistema nervioso: neuronas, astrocitos, oligodendrocitos y microglía. Transmisión sináptica y neuromuscular: nAChR, iGluR, P2X. Mecanismo de la visión. Neurotransmisores: aminoácidos, GABA, catecolaminas, dopamina, serotonina, acetilcolina, purinas y neuropéptidos; receptores ionotrópicos y metabotrópicos. NO y receptores guanilato ciclasa.
Tema 6. Crecimiento, diferenciación y muerte celular. Receptores de membrana con actividad enzimática intrínseca: receptores con actividad serina/treonina-quinasa (receptor TGF-¿); receptores con actividad tirosina-quinasa (receptores EGF, NGF, PDGF, FGF y de insulina): MAPKs y proliferación celular; PI3K y rutas asociadas (crecimiento celular y supervivencia). Receptores de membrana asociados a tirosina-quinasas: señalización por citoquinas y ruta Jak/STATs; TNF¿ y dominios de muerte. Receptores con actividad tirosina-fosfatasa: receptor de la fosfatasa CD45.
Tema 7. Receptores intracelulares. Receptores de hormonas esteroideas: glucocorticoides y mineralcorticoides; andrógenos, estrógenos y progestágenos. Receptores de hormonas tiroideas, retonoides, vitamina D y prostaglandinas. Receptores huérfanos. Localización celular, transformación del receptor, dimerización y actividad como factores de transcripción. Elementos de respuesta a la hormona. Coactivadores y corepresores. Señalización no genómica.
Bloque II. Metabolismo vegetal
Tema 8: Transporte electrónico y fotofosforilación. Regulación. Estructura de los componentes del flujo electrónico fotosintético. Fotofosforilación. Experimento de Jagendorf. Efectos del exceso de iluminación. Senescencia celular. Fotoinhibición. Mecanismos de defensa frente al exceso de fotones. Aspectos prácticos ligados a la fotosíntesis. Métodos de medida de los procesos fotoquímico
Tema 9 Asimilación fotosintética del carbono: Ciclo C3. Regulación. Destino del carbono fijado. Utilización del ATP y poder reductor en los procesos biosintéticos. Absorción del CO2: estomas y eficiencia en el uso del agua. Rubisco. Catálisis y características. Ciclo de Benson-Calvin. Regulación del ciclo de Calvin. Utilización del carbono fijado. Síntesis de otros carbohidratos a partir del ciclo de Calvin. Regulación de las diferentes vías. Azúcares y expresión génica
Tema 10. Fotorrespiración. Metabolismo C4 y plants CAM. Fotorrespiración. Anatomía foliar de las plantas C3 y C4. Distribución del metabolismo C4. El equilibrio CO2/HCO3-: Anhidrasa carbónica. PEPC: Distribución, catálisis y características cinéticas. Transporte de malato. Descarboxilación en las células de la vaina: Implicaciones metabólicas. Variantes metabólicas de las C4. ¿Son todo ventajas en el metabolismo C4? Recuperación de los niveles de PEP. Regulación del ciclo C4. Cuantificación de la fotorrespiración en la ruta C4. Plantas CAM
Tema 11. Metabolismo heterotrófico. Transporte de fotoasimilados. Respiración. Metabolismo heterotrófico en plantas y acumulación de fotoasimilados. Desarrollo heterotrófico. Removilización del carbono almacenado: sumideros reversibles. La ruta glucolítica en plantas: glucolisis y otros azúcares. Diferencias con la ruta glucolítica de animales. El CAT como ruta anaplerótica: la interconexión de rutas metabólicas. Particularidades de la respiración en plantas: Respiración insnsible al cianuro. Oxidasa alternativa: bases moleculares y significación fisiológica. Rendimiento energético
Tema 12. Asimilación de nitrato. Formas de nutrición nitrogenada en plantas. Absorción de nitrato. Reducción de nitrato. Nitrato reductasa y nitrito reductasa. Lugares de la reducción de nitrato en distintos taxones. Relación con la fotosíntesis. Regulación del metabolismo del nitrógeno inorgánico. Regulación de la actividad por fosforilación y por otros factores. Ritmos circadianos en la actividad. Compartimentación celular del nitrato. El nitrato como señal reguladora. Formación de óxido nítrico en plantas y funciones.
Tema 13. El metabolismo del amonio. Síntesis de aminoácidos en plantas. Asimilación de azufre. Absorción de amonio. Incorporación del amonio a moléculas orgánicas. Posibles vías de incorporación. Ciclo GS-GOGAT. Ciclo fotorrespiratorio del nitrógeno. Formación de Asn. Transaminaciones. Interacciones C/N. Biosíntesis de aminoácidos. Absorción y asimilación del azufre. Integración del metabolismo vegetal: Fotosíntesis y la asimilación de C, N y S.
Tema 14. Fijación simbiótica de nitrógeno. Organismos fijadores de nitrógeno. Concepto y tipos de simbiosis. Leguminosas-Rhizobium. El proceso de infección. Colonización de la rizosfera e intercambio de señales. La formación del canal de infección y formación de simbiosomas. Nitrogenasa. La simbiosis funcional: oxígeno, carbono y nitrógeno. La importancia de la fijación de nitrógeno. Otras relaciones simbióticas: Micorrizas. Importancia evolutiva.
Bloque I (Señalización Celular)
Cultivo celular, transfección de vectores de expresión por el método de lipofección y estimulación hormonal.
Determinación de proteínas por Western-blot.
Bloque II (Metabolismo vegetal)
Fotosíntesis: Transporte electrónico
Determinación del contenido en clorofila. Síntesis de Almidón.
Respiración en células vegetales. Oxidasa alternativa.
Reducción de nitrato: NR in vitro. Estado de activación.
Fosfoenolpiruvato carboxilasa y su dependencia de la nutrición nitrogenada.
Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.
Bloque I (Señalización Celular)
Baynes, J.W. & Dominiczak, M.H. (2019) Bioquímica médica 5ª Edición. Elsevier, ISBN 9788491134060, E-ISBN 9788491134114.
Herrera, E. et. al. (2014) Bioquímica básica 1st Edition. Elsevier, ISBN:¿9788480868983, eBook ISBN:¿9788490223888.
Karp, G. (2014) Biología celular y molecular. McGraw-Hill Interamericana de España S.L., ISBN 10:¿6071511372¿/¿ISBN 13:¿9786071511379.
Hicks-Gómez J.J. (2007) Bioquímica 2ª Edición. McGraw-Hill Interamericana. ISBN: 970-10-5695-7.
Krauss, G. (2014) Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN: 9783527333660, e-ISBN: 9783527667475.
Berridge, M.J. (2014) Cell Signalling Biology. Portland Press (módulos 1-12).
Sitaramayya, A. (2010) Signal Transduction: Pathways, Mechanisms and Diseases. Springer-Verlag, ISBN 978-3-642-02111-4, e-ISBN 978-3-642-02112-1.
Bloque II (Metabolismo vegetal)
Azcón-Bieto J, Talón M (eds.) (2008) Fundamentos de Fisiología Vegetal (2ª ed.). McGraw-Hill Interamericana (2008).
Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL (2015) Biochemistry & Molecular Biology of Plants. Wiley Blackwell. Chichester. UK [Disponible en versión electrónica en la biblioteca]
Jones RL, Ougham H, Thomas H, Waaland S (2013) The Molecular Life of Plants. Wiley Blackwell. Chichester. UK
Taiz L, Zeiger E, Moller IM, Murphy A (2015) Plant Physiology and Development. Sinauer Associates - Oxford University Press. Sunderland. USA.
Aulario y laboratorios e instalaciones del Campus Arrosadía.
Los lugares concretos donde se desarrollan cada una de las actividades se publicarán al dar comienzo la asignatura.