Unidad 1. Estructura de macromoléculas: Proteínas. Aminoácidos, enlace peptídico, estructura primaria, secundaria y tridimensional. Análisis estructural: comparación de secuencias y predicción de estructuras primaria y secundaria. Motivos y dominios funcionales. Desnaturalización. Agentes desnaturalizantes. Formas de medir el estado nativo y el desnaturalizado. Proceso de plegamiento. Polisacáridos: unidades monosacarídicas, enlace glicosídico. Oligo y poliolisacáridos simples y complejos. Glicoproteínas y glicolípidos. Acidos nucleicos. Nucleótidos y enlace fosfodiéster. ADN y ARN. Doble hélice. Superenrollamiento. Gradientes de densidad. Desnaturalización, Agentes desnaturalizantes. Formas de medir el estado nativo y el desnaturalizado. Temperatura de fusión: factores que la afectan e importancia conceptual.

Unidad 2. Purificación de macromoléculas: Métodos de lisis celular, solubilización concentración y separación. Concepto de capacidad y resolución. Cromatografía de exclusión molecular y de intercambio iónico. Cuantificación de proteínas: absorbancia en UV y métodos colorimétricos. Medidas de actividad enzimática. Análisis cuantitativo de la purificación: rendimiento, recuperación, actividad específica y factor de purificación. Criterios de evaluación. Análisis cualitativo de la purificación: métodos de electroforesis nativa y desnaturalizante.

Unidad 3. Enzimas. Estructura. Sitio activo. Energía de activación. Cinética enzimática. Análisis de Michaelis-Menten: concepto del equilibrio rápido y del estado estacionario. Análisis de Haldane para enzimas alostéricas. Efecto de los inhibidores, el pH y la temperatura sobre la actividad enzimática. Cálculo de la energía de activación. Regulación de la actividad enzimática.

Unidad 4. Metabolismo. Bioenergética. Fuentes de carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y otros nutrientes en procariotas y eucariotas. Transporte. Ejemplos de rutas catabólicas: glicolisis, ciclo de Krebs, cadena de transporte electrónico. Ejemplos de rutas anabólicas: ciclo del glioxilato, gluconeogénesis, síntesis de glucógeno en procariotas y eucariotas. Producción y utilización de energía y poder reductor. Regulación metabólica. Análisis del control metabólico: conceptos de flujo metabólico, coeficientes de control y elasticidad.

Unidad 5. Genética molecular. Replicación del ADN. Transcripción del ADN a ARN. Promotores. Enzimas y complejos multienzimáticos. Traducción: el código genético, los ribosomas y la maquinaria de traducción. Concepto de secuencias codificantes y no codificantes. Marcos de lectura. Análisis de secuencias: señales de iniciación y terminación de la transcripción y traducción. Intrones y exones.

Unidad 6. Ingeniería genética: Enzimas de restricción y vectores de clonado: características principales y criterios de utilización. Construcción de bibliotecas de cADN y de ADN genómico. Preparación y utilización de sondas. Southern blots y Northern blots: aplicaciones. Construcción de vectores recombinantes. Transformación. Transducción. Selección. Reacción en cadena de la polimerasa. Secuenciación. Automatización de estas metodologías y análisis genómico.

Trabajo práctico 1. Purificación de b -galactosidasa de Escherichia coli: preparación de cultivos, lisis celular, precipitación con sulfato de amonio y cromatografía de exclusión molecular y/o intercambio iónico. Seguimiento de la purificación por medidas de actividad enzimática. Cuantificación de la actividad total y las proteínas totales. Electroforesis en gel de poliacrilamida desnaturalizante-disociante. Exposición de resultados en seminarios y preparación de un reporte técnico de la purificación.

Trabajo práctico 2. Análisis cinético de la b -galactosidasa de Escherichia coli: obtención de los parámetros cinéticos Km y Vmax. Análisis de inhibidores competitivos y no competitivos. Efecto del pH sobre los parámetros cinéticos. Análisis de la estabilidad de la enzima a distintas temperaturas. Determinación de la energía de activación. Exposición de resultados en seminarios y preparación de un reporte técnico del estudio cinético.

Trabajo práctico 3. Síntesis de glucógeno en Escherichia coli: preparación de cultivos en distintos medios mínimos con o sin limitación de nitrógeno y distintas fuentes de carbono. Análisis del efecto de la limitación de nitrógeno y de la naturaleza de la fuente de carbono sobre el crecimiento. Obtención de glucógeno. Análisis estadístico del contenido de glucógeno en las diferentes condiciones de crecimiento. observación del impacto de la carga energética sobre la acumulación de glucógeno. Exposición de resultados en seminarios y preparación de un reporte técnico del estudio de la síntesis de glucógeno.

Trabajo práctico 4. Transformación de Escherichia coli lac- en lac+. Preparación de células competentes. Preparación de un plásmido conteniendo el gen lacZ por lisis alcalina. Transformación. Selección de clones lac+. Cálculo de la eficiencia de la transformación. Estudio de la regulación de la expresión de lacZ en presencia de IPTG, lactosa o glucosa en las bacterias transformadas y en las lac-. Síntesis de glucógeno a partir de lactosa o glucosa en las bacterias transformadas y en las lac-. Exposición de resultados en seminarios y preparación de un reporte técnico sobre la transformación.