BIOLOGÍA CELULAR>

PROGRAMA (2006-2007)

Parte I: Introduccion

1. Panorámica general de la célula. Introducción histórica a la Biología Celular. Origen y evolución de las células. Las células eucariotas: diversidad celular. Las células como modelos experimentales. Transparencias

2. La célula vista por un químico. Composición química de la célula. Moléculas sillares y macromoléculas celulares. Localización y funciones generales de las proteínas, glúcidos, lípidos y ácidos nucléicos en la célula. Relaciones generales entre estructura química y función celular de las biomoléculas. Trans(célula) Trans(lípidos) Trans(ac.nucleicos) Trans(proteinas) Trans(azúcares)

3. Métodos para el estudio de las células. Microscopia óptica (MO): ampliación y resolución. MO de campo claro y de contraste de fases. Preparación de muestras. Microscopía de fluorescencia, confocal y de deconvolución. Microscopía electrónica (ME) de transmisión y de barrido. Preparación de muestras en microscopía electrónica. Cultivos celulares. Métodos físicos para la separación de células. Citometría de flujo. Técnicas de fraccionamiento subcelular. Introducción de sondas macromoleculares en las células. Sondas moleculares para el estudios en células vivas: la proteína fluorescente verde (GFP). Trans(métodos/GFT) Trans(MO) Trans(separación)

Parte II: Estructura y funcion en las celulas

4. La superficie celular. Funciones generales de las biomembranas. Estructura de la membrana plasmática. Asimetría de los lípidos de membrana. Tipos de proteínas de membrana: integrales y periféricas. La membrana del eritrocito. “Fluidez” y dinámica de las membranas. Técnicas para el estudio de la dinámica de la proteínas de membrana: FRAP y FRET. Dominios de membrana: balsas lipídicas. Trans(biomembranas) Trans(lípidos2)

5. Transporte de moléculas pequeñas a través de la membrana. Mecanismos generales de transporte. Difusión a través de la bicapa lipídica. Difusión facilitada por proteínas: canales, transportadores de membrana. Acuaporinas. Permeasas. Cotransporte. Transporte activo: bombas iónicas, proteínas ABC. Transparencias

6. Internalización de proteínas y partículas por las células. Fagocitosis y pinocitosis. Endocitosis mediada por receptores. Formación de vesículas revestidas. La ruta endocítica: clasificación de ligandos y reciclado de receptores. Otros sistemas de internalización: macropinocitosis, caveolas. Transparencias

7. Los sistemas internos de membranas: compartimentalización. El problema del tráfico intracelular de proteínas: visión general de los mecanismos de transferencia de proteínas a orgánulos. Señales de ubicación de proteínas. El retículo endoplásmico: liso y rugoso. Síntesis de proteínas de secreción. Síntesis de proteínas de membrana. Glicosilación de proteínas. Mecanismos de control de calidad en el retículo endoplásmico. Chaperonas y chaperoninas. Degradación de proteínas de secreción por el proteasoma. Síntesis de lípidos de membrana. Trans(parte1) Trans(parte2)

8. El aparato de Golgi y el tráfico vesicular. Exportación de proteínas del ER. El ERGIC. Estructura y dinámica del aparato de Golgi. Biogénesis del Golgi: modelo de transporte vesicular versus maduración de cisternas. Síntesis de glicoproteínas y glicolípidos. Regulación del tráfico de proteínas por el Golgi. Secreción constitutiva y secreción regulada. Los lisosomas. Mecanismos de fisión, transporte y fusión vesicular. Mecanismos de “besa y corre” (kiss and run) y de fusión completa. Papel de las proteínas Rab y las SNAREs en la especificidad de la fusión vesicular. Trans(parte1) Trans(parte2)

9. El núcleo. Organización interna del núcleo interfásico: membrana nuclear, lámina nuclear, cromatina, cuerpos de Cajal, nucleolo. Cromosomas. El núcleo durante la mitosis: disolución y re-formación de la membrana nuclear. El complejo del poro nuclear y el tráfico núcleo-citoplasma. Importación y exportación de proteínas nucleares. Regulación del transporte nuclear. Transparencias

10. Generación de energía y metabolismo aerobio. Las mitocondrias. Filogenia y estructura. El DNA mitocondrial. Biogénesis: origen y transporte de proteínas a las mitocondrias. Obtención de energía útil en las mitocondrias. Complejos de la cadena de transporte electrónico. La ATP sintetasa. Estructura, función y biogénesis de los peroxisomas. Transparencias1 Transparencias2

11. La célula vegetal: características particulares. Pared celular y plasmodesmos. Vacuolas. Estructura y función de los cloroplastos: fotosíntesis. Biogénesis de los cloroplastos. El DNA de los cloroplastos y la importación de proteínas citosólicas. Topología molecular de la fotosíntesis. Cooperación metabólica entre mitocondrias, cloroplastos y peroxisomas. Transparencias

12. El citoesqueleto. Características generales y principales componentes. Los filamentos de actina: recambio molecular in vitro e in vivo. Proteínas de unión a actina: formación de haces y redes de actina. Los microtúbulos: composición y propiedades. Inestabilidad dinámica de los microtúbulos in vitro e in vivo. Centros organizadores de microtúbulos y centrosoma. Los microtúbulos en la división celular. Microtúbulos, microfilamentos y movimiento celular. Movimiento de vesículas, orgánulos y estructuras sobre microtúbulos y microfilamentos: proteínas motoras. Los filamentos intermedios: estructura y funciones. Transparencias

13. La adhesión celular y la matriz extracelular. La célula en su contexto social: las interacciones célula-célula en los tejidos. Moléculas adhesión celular (CAM,s): selectinas, integrinas, N-CAM,s, cadherinas, mucinas. Uniones homófilas y heterófilas. Estructura y función general de las cadherinas, Ig-CAM,s y selectinas. Estructura y función de las integrinas. Principales componentes y función de la matriz extracelular. La lámina basal. El complejo de unión de las células epiteliales: uniones oclusivas, uniones adherentes, desmosomas y hemidesmosomas, uniones comunicantes. Transparencias

Parte III: Regulacion celular

14. El ciclo celular. Destinos vitales de una célula: proliferación, diferenciación y apoptosis. Células madre. Fases del ciclo celular. La fase M. Regulación del ciclo por señales ambientales. Puntos de control en el ciclo. Reguladores de la progresión del ciclo celular: ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas (cdks). Familias de ciclinas y cdks. Regulación de la actividad de las ciclinas. Inhibidores del ciclo celular. El ciclo en las células germinales. La meiosis. Fertilización. Transparencias

15. Mecanismos generales de comunicación celular. Señalización celular: mensajeros químicos y receptores. Tipos y funciones de los receptores de membrana. Proteín-quinasas y proteín-fosfatasas. Proteínas G. Principales rutas de transducción de señales intracelulares. La transducción de señales y el citoesqueleto.

16. La célula tumoral. El control de la proliferación celular y el origen del cáncer. Agentes cancerígenos. Virus y cáncer. Oncogenes. Genes supresores de tumores. Aproximaciones moleculares a la prevención, diagnóstico y terapia del cáncer

Actividades complementarias: El curso se completa con la participación, de forma voluntaria, de los estudiantes que realizan breves trabajos bibliográficos en los que se profundiza en algún tema específico del programa de Biología Celular. Estos trabajos se preparan de forma individual o en grupo (2-3 personas).

Bibliografía:

“THE CELL. A MOLECULAR APPROACH”, 3rd ed. (2004) Geoffrey M. Cooper. ASM Press/Sinauer, USA.

“BIOLOGIA MOLECULAR DE LA CELULA”, 4» ed. (2002) B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts & P. Walter. Ed. Omega, Barcelona.

“MOLECULAR CELL BIOLOGY” 5th ed., (2004) H. Lodish, A. Berk, P. Matsudaira , Ch. Kaiser, M. Krieger, M. Scott, L. Zipursky, & J. Darnell. W.H. Freeman, England.

" ESSENTIAL CELL BIOLOGY” 2^nd ed. (2004) B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts & P. Walter. Garland Scientific, UK

Recursos en Internet:

Cell Biology: http://officeport.com/enrich/links/cell_biology.htm

Hypertextbook Chapters: http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/chapters.html

Virtual Cell: http://www.life.uiuc.edu/plantbio/cell/

CELLS alive!: http://www.cellsalive.com/

WWW Virtual Library of Cell Biology: http://vlib.org/Science/Cell_Biology/index.shtml

PRACTICAS: Se realizaran prácticas de microscopía, técnicas básicas de cultivo celular y análisis de la viabilidad y proliferación celular.