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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

ESCUELA PROFESIONAL DE GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE BIOLOGÍA CELULAR Y GENÉTICA

SYLLABUS DE

MODELIZACIÓN DE BIOMOLÉCULAS

CÓDIGO: B02057 (Plan 2009)

SEMESTRE ACADÉMICO: 2019-II

CONTENIDO:

I. Datos Generales II. Sumilla

III. Competencias IV. Programación de Contenidos V. Estrategias Metodológicas

VI. Recursos Didácticos VII. Evaluación del Aprendizaje VIII. Fuentes de Información

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ESCUELA PROFESIONAL DE GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA

SÍLABO

MODELIZACIÓN DE BIOMOLÉCULAS

I. DATOS GENERALES 1.1. Departamento Académico : Biología Celular y Genética 1.2. Semestre Académico : 2019-II 1.3. Código de asignatura : B02057 (Plan 2009) 1.4. Ciclo : Décimo 1.5. Créditos : 03 1.6 Horas semanales totales : 04 1.6.1 Horas de teoría : 02 1.6.1 Horas de práctica : 02 1.7. Requisitos : Genética Molecular Ingeniería Genética 1.8. Docentes 1.8.1 Docente Responsable : Mg. GUSTAVO ADOLFO SANDOVAL PEÑA Profesor Asociado TC 40 h E-mail: [email protected] 1.8.2 Docentes Participantes : Blgo. MIGUEL ANGEL NEIRA GONZALES Profesor Asociado TC 40 h E-mail: [email protected] Blgo. KRIS EVANS CUCHO MEZA Profesor Invitado E-mail: [email protected] 1.9. Horarios y ambientes 1.9.1 Teoría : Lunes (2 a 4 pm) (Facultad de Ingeniería de Sistemas - Lab. Comp. 3) 1.9.1 Práctica : Lunes (4 a 6 pm) (Facultad de Ingeniería de Sistemas - Lab. Comp. 3)

II. SUMILLA Este curso tendrá como temas la utilización de gráficos y modelos moleculares. Además, trata temas de química cuántica, la predicción de propiedades moleculares y la mecánica molecular.

III. COMPETENCIA Y SUS COMPONENTES COMPRENDIDOS EN LA ASIGNATURA 3.1. Competencias

Competente para diseñar, formular y plantear soluciones pertinentes contextuales, priorizando las necesidades sectoriales del país; en el campo de la genética y biotecnología, haciendo uso de modelos biológicos, técnicas de investigación e instrumentos de gestión, con responsabilidad, ética y compromiso social. Competente para diseñar, formular y ejecutar proyectos de investigación contextuales, intradisciplinarios e interdisciplinarios relacionados con la genética, con pensamiento crítico, creativo autónomo y , compromiso social.

3.2. Componentes

Capacidades

1. Aplica las técnicas genéticas, moleculares y biotecnológicas en diferentes áreas de interés. 2. Utiliza y aplica los conocimientos para solucionar problemas en diferentes áreas del campo de su competencia.

3. Formula, diseña y desarrolla proyectos de investigación relacionados a la genética y biotecnología. 4. Propone soluciones innovadoras a problemas de su competencia.

Actitudes y valores

Práctica el pensamiento crítico, trabajo en equipo y responsabilidad social.

IV. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS

UNIDAD I FUNDAMENTOS DEL ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE BIOMOLÉCULAS Y SUS BASES DE DATOS

CAPACIDAD: Aplica las técnicas genéticas, moleculares y biotecnológicas en diferentes áreas de interés

SEMANA CONTENIDOS CONCEPTUALES CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE

HORAS LECTIVAS

INDICADOR DE LOGRO DE CAPACIDAD

1 (19/08/19)

Teoría: Presentación del curso y lineamientos. Visión general del análisis bioinformático de

biomoléculas.

Conoce los principios fundamentales del análisis bioinformático de

biomoléculas.

Exposición dialogada.

2 Reconoce la importancia de las herramientas

bioinformáticas para el análisis de biomoléculas.

Laboratorio: Distribución de grupos. Normas de evaluación.

Participa en la agrupación y designación de los temas de

seminarios. Trabajo en equipo 2

2 (26/08/19)

Teoría: Niveles de estructura proteica. De la secuencia a la estructura tridimensional.

Identifica los niveles de estructura de las proteínas.


2 Conoce y describe las características de los diferentes niveles de estructuras proteicas.

Laboratorio: Herramientas de predicción de parámetros bioquímicos y dominios conservados.

Emplea herramientas on line para el análisis de secuencias proteicas.

Desarrollo de informe de laboratorio.

2

3 (02/09/19)

Teoría: Bases de datos de estructuras proteicas. Conoce las características de las bases de datos de proteínas y las

técnicas para su alimentación.


2 Conoce y describe las características de las principales bases de datos de estructuras

proteicas.

Laboratorio: Análisis de bases de datos de secuencias proteicas: GenBank, Uniprot y Protein

Data Bank.

Realiza el análisis de las bases de datos de estructuras proteicas


2

4

UNIDAD II INTRODUCCIÓN AL MODELAMIENTO TRIDIMENSIONAL DE ESTRUCTURAS PROTEICAS Y SU VALIDACIÓN

CAPACIDAD: Aplica las técnicas genéticas, moleculares y biotecnológicas en diferentes áreas de interés



HORAS LECTIVAS


4 (09/09/19)

Teoría: Métodos de predicción de estructuras proteicas (I): Modelización por homología.

Comprende las técnicas empleadas para el modelamiento por homología

de proteínas


2 Conoce y describe las

principales técnicas para el modelamiento por

homología de proteínas de interés biotecnológico

Laboratorio: Modelización por homología empleando SWISS-Model.

Emplea herramientas on-line para la predicción de estructuras proteicas

por homología


2

5 (16/09/19)

Teoría: Métodos de predicción de estructuras proteicas (II): Modelización por threading.

Comprende las técnicas empleadas para el modelamiento por threading

de proteínas



principales técnicas para el modelamiento por

threading de proteínas de interés biotecnológico

Laboratorio: Modelización por threading empleando Phyre2


por threading


2

6 (23/09/19)

Teoría: Métodos de predicción de estructuras proteicas (II): Modelización ab initio.

Comprende las técnicas empleadas para el modelamiento ab initio de

proteínas



principales técnicas para el modelamiento ab initio de proteínas de interés

biotecnológico Laboratorio: Modelización ab initio empleando

Robetta


por técnicas ab-initio


2

7 (30/09/19)

Teoría: Construcción de modelos completos de estructura de proteínas.

Comprende la importancia de la validación geométrica y estadística

de las estructuras obtenida


2 Describe las estrategias para la validación de las

estructuras obtenidas mediante herramientas

on-line Laboratorio: Refinamiento de modelos obtenidos

y análisis de resultados

Emplea herramientas on-line para la validación de las estructuras

obtenidas.


2

8 (07/10/19)

Examen Parcial: Evalúa las capacidades de la primera y segunda unidad de aprendizaje

2

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UNIDAD III

INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE DINÁMICA MOLECULAR Y DOCKING MOLECULAR APLICADO AL ESTUDIO DE LAS BIOMOLÉCULAS

CAPACIDAD: Formula, diseña y desarrolla proyectos de investigación relacionados a la genética y biotecnología



HORAS LECTIVAS


9 (14/10/19)

Teoría: Bioinformática Estructural en Biología de Sistemas.

Comprende la importancia de la bioinformática estructural en el área

de la biología de sistemas.


2 Reconoce la importancia

de las interacciones proteína-proteína para el

funcionamiento de los organismos

Laboratorio: Herramientas de análisis de interacciones proteína-proteína: Empledo de

STRING.

Emplea herramientas on-line para el análisis de interacciones proteína-

proteína.


2

10 (21/10/19)

Teoría: Análisis de movimiento. Fuerzas de campo y dinámica molecular.

Comprende los fundamentos del análisis de biomoléculas empleando

dinámica molecular.


2 Reconoce la importancia de los estudios sobre

Dinámica Molecular de biomoléculas

Laboratorio: Introducción al análisis de dinámica molecular empleando GROMACS.

Emplea herramientas on-line para el análisis de dinámica molecular.


2

11 (28/10/19)

Teoría: Diseño de drogas. Análisis de docking molecular.

Comprende los fundamentos del análisis de biomoléculas empleando

docking molecular


2 Reconoce la importancia de los estudios sobre Docking Molecular de

biomoléculas Laboratorio: Introducción al docking molecular

empleando AUTODOCK y SWISS-DOCK. Emplea herramientas on-line para el

análisis de docking molecular.


2

12 (04/11/19)

Teoría: Proteínas Intrínsecamente Desordenadas (PIDs).

Comprende y discute las características diferenciales de las

PIDs.


2 Reconoce la importancia

de las Proteínas Intrinsecamente

Desordenadas para el funcionamiento de los

organismos

Laboratorio: Herramientas de análisis de PIDs empleando Disprot

Emplea herramientas on-line para el análisis de PIDs.


2

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UNIDAD IV TÓPICOS SELECTOS SOBRE MODELIZACIÓN DE BIOMOLÉCULAS DE IMPORTANCIA BIOTECNOLÓGICA

CAPACIDAD: Propone soluciones innovadoras a problemas de su competencia



HORAS LECTIVAS


13 (11/11/19)

Teoría: Métodos de predicción de estructuras tridimensionales de ácidos nucleicos.

Comprende los métodos para la predicción de estructuras de ácidos

nucleicos.


2 Explica los métodos para la predicción de

estructuras de ácidos nucleicos

Laboratorio: Herramientas de predicción de estructuras secundarias de ácidos nucleicos:

Empleo de RNAstructure.

Utiliza las herramientas on line para el estudio de ácidos nucleicos


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14 (18/11/19)

Teoría: Tópicos Selectos en Modelización de Biomoléculas (Parte I).

Reconoce la importancia del estudio de las biomoléculas en la Salud.


2 Reconoce la importancia del análisis estructura de biomoléculas en la Salud

Laboratorio: Discusión de artículos sobre modelamiento de proteínas.

Comprende y analiza el tema designado buscando su relación con

la modelización de biomoléculas.

Análisis y discusión de artículos científicos.

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15 (25/11/19)

Teoría: Tópicos Selectos en Modelización de Biomoléculas (Parte II).

Reconoce la importancia del estudio de las biomoléculas en la Industria.


2 Reconoce la importancia del análisis estructura de

biomoléculas en la Industria

Seminario: Discusión de artículos sobre dinámica molecular y docking molecular.

Comprende y analiza el tema designado buscando su relación con

la modelización de biomoléculas.

Análisis y discusión de artículos científicos.

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16 (02/12/19)

Examen Final: Evalúa las capacidades de la tercera y cuarta unidad de aprendizaje

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V. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

Aprendizaje cooperativo: Desarrolla aprendizajes activos mediante estrategias de trabajo cooperativo entre estudiantes y fomentando la responsabilidad compartida para alcanzar metas grupales.

Expositivo/Clase magistral: Transmite conocimientos y activa procesos cognitivos en el estudiante, implicando su participación e incentivando la discusión crítica.

Resolución de ejercicios y problemas: Ejercita, ensaya y pone en práctica los conocimientos previos mediante la repetición de rutinas. VI. RECURSOS DIDÁCTICOS Equipos: Proyector multimedia. Materiales: Manual de laboratorio, textos de lectura seleccionados, diapositivas. Medios: Plataforma virtual.

VII. EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE

Conceptual: Comprende dos exámenes cancelatorios que serán evaluados de la siguiente forma: Examen Parcial: Semana 8 Examen Final: Semana 16

Procedimental: Comprende la realización de experimentos de laboratorio y discusión de seminarios. Laboratorios: Comprende el desarrollo de experimentos de laboratorio los cuales serán evaluados mediante la presentación

de informes grupales de cada sesión. La calificación será obtenida del promedio de las evaluaciones realizadas.

Seminarios: Comprende la exposición y discusión de artículos científicos por cada grupo asignado. La calificación será obtenida del promedio de las evaluaciones realizadas.

Actitudinal: Comprende la evaluación contínua de la participación en clase así como en todas las actividades programadas.

Evaluación Parcial: Conceptual (50%) + Procedimental (35%) + Actitudinal (15%)

Evaluación Final: Conceptual (50%) + Procedimental (35%) + Actitudinal (15%)

Nota Final: Evaluación Parcial + Evaluación Final 2 La asistencia a las sesiones de laboratorios y seminarios (clases prácticas) es obligatoria por parte del alumno. Las inasistencias que superen el 30% de las clases prácticas programadas, hacen que el alumno desapruebe el curso, correspondiéndole la nota de CERO de acuerdo al reglamento vigente.

VIII. FUENTES DE INFORMACIÓN

8.1. Bibliográficas

Gu J, Bourne PE. Structural Bioinformatics. 2nd Edition. 2009. Wiley-Blackwell.

Branden C, Tooze J. Introduction to Protein Structure. 2nd Edition. 1999. Garland Publishing.

Kihara D. Protein Structure Prediction. Methods in Molecular Biology, Vol. 1137. 3rd Edition. 2014. Humana Press.

Lesk AM. Introduction to Bioinformatics. 3rd Edition. 2008. Oxford University Press.

Pevsner J. Bioinformatics and Functional Genomics. 2nd Edition. 2009. Wiley-Blackwell.

Tramontano A. Protein Structure Prediction. Concepts and Applications. 2006. Wiley-VCH.

Revisado DABCyG Agosto 2019

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