Bloque II: FISIOLOXÍA CELULAR

5.- CICLO e DIVISIÓN CELULARES

5.1. O ciclo celular en células eucariotas: interfase e mitose

- Explicar o concepto de ciclo celular (período de biosíntese e crecemento das células ó que sigue unha división celular), describindo brevemente o que ocorre dentro de cada unha das súas fases (G0, G1, S, G2, M). Indicar ós estudiantes a duración do ciclo celular así como as variacións no contido de ADN durante o ciclo celular. Estudio das fases da mitose. Citocinese. Importancia biolóxica da mitose (indispensable para a reproducción das células e para o mantemento das estirpes celulares). É interesante mencionar que alteracións no control do ciclo celular poden desencadear a formación de tumores.

5.2. Meiose

- Resaltar que é un tipo de división celular que ocorre só en células xerminais (precursoras de gametos). Fases da meiose. Non é preciso memorizar as subfases da meiose aínda que compre suliñar os fenómenos de recombinación xenética e a reducción cromosómica que se producen neste proceso. Recalcar que entre a primeira e segunda división da meiose non hai duplicación ou síntese de ADN. Importancia biolóxica da meiose (posibilita a reproducción sexual). En relación con isto é preciso falar das ventaxas da reproducción sexual como fonte de variabilidade necesaria para que funcione a selección natural.

6.- TRANSPORTE CELULAR

- Comprender a necesidade dos fenómenos de transporte e a importancia das membranas nos devanditos procesos. É importante explicar a distinción entre transporte pasivo (difusión simple e facilitada) e transporte activo como procesos que permiten o paso de pequenas moléculas a través de membranas. Referirse tamén, pero brevemente, á exocitose e endocitose (pinocitose, fagocitose e endocitose mediada por receptor) como procesos de transporte de macromoléculas ó exterior ou ó interior, respectivamente, da célula.

7.- METABOLISMO

7.1.- Introducción ó Metabolismo

-O metabolismo: conceptos básicos (anabolismo, catabolismo, autótrofo, heterótrofo). Comentar a existencia de rutas metabólicas que poden intervir tanto en procesos anabólicos como catabólicos. Hai que explicar en primeiro lugar o metabolismo desde un punto de vista global (enerxía solar, fotosíntese, etc.). Deixar clara a idea de que a enerxía liberada no catabolismo se utiliza en diversos procesos como son o anabolismo, a xeración de calor ou o transporte activo. Utilizar esquemas xerais que ilustren estes aspectos. Explicar con claridade o papel do poder reductor e do ATP nos procesos metabólicos, facendo referencia aos distintos tipos de fosforilación.

7.2.- O catabolismo

- Concepto de catabolismo e mecanismo xeral de obtención de enerxía (ATP, respiración, fermentación). Panorámica xeral do catabolismo (glícidos, lípidos e aminoácidos). Concepto de fermentacións e putrefaccións.

- Glucolise, ciclo de Krebs, b -oxidación. Cadea respiratoria. Fosforilación oxidativa. De cada unha das rutas metabólicas citadas anteriormente compre saber: a) con que composto empezan e con cal rematan, b) onde teñen lugar, c) que se xera (sen aprender a cuantitativa) e d) para que serven. Exemplo: glucolise, a) glucosa-piruvato, b) citosol, c) piruvato, ATP e NADH, d) obtención de enerxía. Non é preciso aprender a estructura dos metabolitos nin o nome dos distintos encimas implicados nas reaccións nin os balances. Indicar que para que o piruvato procedente da glucolise se integre no ciclo de Krebs tense antes que transformar en acetil-CoA. Do ciclo de Krebs hai que destacar o seu papel no catabolismo así como que tamén interven no anabolismo. Non é preciso aprender os transportadores electrónicos. Explicar como o gradiente protónico xerado no transporte electrónico contén a enerxía para sintetizar ATP (exemplo da presa de auga como gradiente protónico, a turbina sería a ATPasa e a electricidade o ATP). É fundamental que o alumno comprenda tanto a universalidade como a importancia destes procesos metabólicos. Exemplos interesantes nos que participan estes procesos son a xeración de calor en animais hibernantes (desacoplamento do transporte electrónico da fosforilación oxidativa) e o efecto de determinados velenos (cianuro ou CO). Un exemplo interesante sería explicar o que pasa no noso organismo (integrando fisioloxía e bioquímica) cando inxerimos azucre de mesa (sacarosa)

7.3.- O Anabolismo

- Concepto e esquema xeral do anabolismo. Os procesos anabólicos consumen enerxía. En moitas rutas anabólicas empréganse as reaccións reversibles pertencentes á ruta catabólica equivalente (a glucolise e a gluconeoxénese comparten as reaccións próximas ó equilibrio). Da gluconeoxénese e lipoxénese hai que saber onde empezan e rematan, onde teñen lugar e qué se consume (sen aprender a cuantitativa). Un exemplo interesante é a explicación (a grandes rasgos) de como a partir de azucres se sintetizan graxas e, polo tanto, engórdase. Sinalar a imposibilidade dos animais (a nosa especie) de sintetizar azucres a partir de graxas.

8.- A FOTOSÍNTESE

- Importancia biolóxica da fotosíntese (reacción global da fotosíntese para a formación dunha molécula de glicosa). Ademais é interesante indicar que a fotosíntese é un proceso inverso á respiración. Brevemente, indicar os distintos tipos de organismos fotosintéticos.

- A fase luminosa. Esencialmente explicar o esquema en Z (os fotosistemas, xeración de NADPH, ATP e osíxeno) ubicándoo na membrana tilacoide. Non é preciso aprender os transportadores electrónicos; indicar que o NADPH e o ATP se van utilizar na fase escura. Comentar que o ATP se xera por procesos quimiosmóticos ó igual que ocorre na mitocondria. A fotofosforilación cíclica.

- A fase escura: a fixación de CO2 (breve descritiva do ciclo de Calvin). Débese aclarar que a fase escura ocorre fundamentalmente en presencia de luz. Saber que o encima que fixa o CO2 é a carboxilasa do difosfato de ribulosa (RUBISCO), o encima máis abondoso da biosfera e que a partir do 3-fosfoglicerato se inician unha serie de reaccións (non explicitalas) que rexeneran a ribulosa (ciclo de Calvin) e interveñen na biosíntese de carbohidratos.

- Factores que afectan á intensidade fotosintética. Luz, temperatura e CO2.

Bloque III: A BASE QUÍMICA DA HERDANZA. ASPECTOS QUÍMICOS E XENÉTICA MOLECULAR

9.- XENÉTICA MENDELIANA

- Conceptos básicos: genotipo y fenotipo, caracteres hereditarios cualitativos y cuantitativos, alelos, homocigosis y heterocigosis, dominancia y recesividad, codominancia y dominancia intermedia.

- Formulación actual das Leis de Mendel: describir sintéticamente os experimentos de Mendel e interpretar os resultados á luz dos coñecementos actuales sobre a naturaleza dos xenes e o comportamento dos cromosomas na meiose. Enumerar os principios básicos da teoría cromosómica da herdanza.

- Herdanza dos grupos sanguíneos: sistema ABO e factor Rh. Herdanza ligada ó sexo: poñer como exemplo a herencia de enfermidades como a hemofilia e o daltonismo.

10.- FLUXO DE INFORMACIÓN XENÉTICA NOS SERES VIVOS

- Os ácidos nucleicos como portadores da información xenética. Introducir o concepto de xenoma como o material xenético dun organismo (no caso dos virus serían as moléculas completas de ADN ou ARN que levan a información xenética). Explicar con claridade o fluxo da información xenética nos seres vivos: o dogma central da Bioloxía Molecular.

- Comentar os experimentos que demostraron que o ADN é o portador da información xenética, facendo referencia á polémica que existía naqueles anos referente á natureza do material hereditario. Explicar o modelo de Watson e Crick e a súa trascendencia para a Bioloxía.

- Concepto de xene desde un punto de vista mendeliano (unidade da herdanza) e molecular (unidade de transcripción). A estructura dun xene débese explicar esquematicamente sinalando a presencia do promotor, o lugar de inicio da transcripción, a presencia de exóns e intróns (aínda que hai que aclarar que nalgúns casos a secuencia codificadora non está organizada en intróns e exóns), e os sinais que indican finalización da transcripción.

- Explicar por qué ainda que xa se descifrou a secuencia nucleotídica completa do ADN humán gracias ó desenvolvemento do Proxecto Xenoma, non se coñece a función e localización de tódolos xenes humanos.

11.- A REPLICACIÓN DO ADN

- Comentar que a de tódolos modelos propostos para explicar a replicación do ADN (dispersivo, conservativo e semiconservativo), o experimento de Meselson e Stahl demostrou que o ADN replícase segundo o modelo semiconservativo. Explicar de forma moi simplificada o mecanismo xeral da replicación. Mencionar brevemente os encimas implicados: ADN polimerasas (non é necesario que se aprendan os distintos tipos de ADN polimerasas), helicasas, topoisomerasas, ligasas. Referirse brevemente ós fragmentos de Okazaki.

- Moi relacionado coa replicación do ADN está a técnica da PCR (reacción en cadea da polimerasa) que consiste na replicación do ADN in vitro (explicala brevemente). Como exemplos das súas aplicacións poderíase falar da pegada xenética (identificación de delincuentes e paternidades).

12.- A TRANSCRIPCIÓN

- A Transcripción: síntese e procesamento (maduración) do ARN. Mecanismo xeral da transcripción: as ARN polimerasas e os promotores. Explicar que o ARN sofre modificacións post-transcripcionais sinalando a eliminación de intróns e empalme de exóns. Indicar onde ocorren estes procesos. Pódese comentar que a Amanita phaloides conten unha substancia que inhibe a transcripción e outra que afecta á estructura do citoesqueleto e de aí a súa elevada perigosidade.

- Explicar brevemente a reversotranscripción.

13.- O CÓDIGO XENÉTICO

- O código xenético: características xerais. Mencionar a existencia dalgunhas excepcións ó código xenético (mitocondrias e ciliados) pero deixando clara a universalidade do mesmo. Comentar a aportación de Severo Ochoa. Non hai que memorizar ningún triplete.

14.- A TRADUCCIÓN

- A Traducción: mecanismo xeral. Hai que falar da activación dos aminoácidos e a súa unión ó ARNt (moi breve pero citar as aminoacil-ARNt sintetasas). Explicar claramente o concepto de unión codón-anticodón. Somera descritiva das 3 fases da traducción: iniciación, elongación e terminación. Dous detalles importantes: a traducción empeza no extremo 5' do ARNm e tódalas proteínas inicialmente teñen como primeiro aminoácido Met debido a que ven codificado por AUG (codón de iniciación). Pódese comentar que a acción antibacteriana de determinados antibióticos é debida á súa inhibición da traducción.

15.- REGULACIÓN DA EXPRESIÓN XÉNICA

- Importancia da regulación da expresión xénica. Indicar que en eucariotas, a regulación xénica é fundamental en procesos como o desenvolvemento e a diferenciación celular. Comentar cómo as hormonas poden intervir no control da expresión xénica.

16.- AS MUTACIÓNS

- A mutación e a súa importancia na evolución dos seres vivos. Definir o concepto de mutación desde un punto de vista molecular (secuencia de nucleótidos) e macromolecular (alteracións intracromosómicas e no número de cromosomas). Hai que falar das mutacións puntuais que nalgúns casos poden ser causa de enfermidades moi severas (anemia falciforme, osteoxénese imperfecta, algúns tipos de cáncer, etc.), outras veces son silenciosas (un triplete noutro que codifica para o mesmo aminoácido) e noutros casos supoñen cambios equivalentes (ex. Glu por Asp). Nas mutacións cromosómicas referirse a inversións e translocacións. Citar brevemente as mutacións xenómicas (relacionalas co síndrome de Down).

- A relación das mutacións (fonte de variabilidade) coa evolución é moi importante. Podemos resumilo como segue: mutación ® cambio ® adaptación ® selección natural. Aínda que con brevidade, deixar ben claro o concepto de selección natural e quen foi Darwin.

Bloque IV: MICROBIOLOXÍA e BIOTECNOLOXÍA

17.- TAXONOMÍA DOS MICROORGANISMOS

- Clasificación dos microorganismos: mencionar a clasificación indicada a continuación pero ser moi breves. A) Procarióticos: Bacterias. B) Eucarióticos: Fungos, Algas unicelulares e Protozoos. C) Virus

18.- UTILIDADE DOS MICROORGANISMOS

- Concepto de antibiótico e modo de acción (moi breve). Falar da resistencia ós antibióticos e dos problemas que prantexa. Recordar o papel dos microorganismos na industria alimentaria (producción de viño, cervexa, pan, iogur e queixo). Non é preciso aprender o nome dos microorganismos implicados.

- Comentar brevemente o papel fundamental que desempeñan os microorganismos no recambio da materia e a enerxía na naturaleza (ciclos bioxeoquímicos do carbono e do nitróxeno) así como na loita contra pragas de insectos, contra as mareas negras e mais na depuración de augas residuais. Non é preciso aprender o nome dos microorganismos implicados.

19.- A ENXEÑERÍA XENÉTICA E AS SÚAS APLICACIÓNS

- Como unha introducción á inxeniería xenética, ademais da PCR (xa mencionada), explicar un experimento sinxelo de clonación no que interveñan o ADN que ten que ser clonado, os encimas de restricción, un plásmido e bacterias. Comentar a producción de moléculas recombinantes por enxeñería xenética moi útiles para a nosa especie (producción de hormonas como por exemplo a insulina ou a hormona do crecemento, ou producción dalgunhas vacinas como as da hepatite A e B). É interesante comentar as repercusións económicas, sociais e éticas que prantexa á nosa sociedade a manipulación xenética.

20.- OS MICROORGANISMOS COMO AXENTES PATÓXENOS

- Os microorganismos como axentes infecciosos en humanos: comentar brevemente algunhas das enfermidades máis frecuentes causadas por bacterias (tuberculose, cólera, sífile e meninxite), levaduras (candidiases e dermatomicoses en xeral) e virus (Herpesvirus, VIH, virus da gripe, xarampelo, rubeola). Non é preciso aprender o nome dos microorganismos implicados. Sinalar brevemente que os microorganismos son tamén patóxenos doutras especies animais e tamén vexetais. Mencionar outros axentes infecciosos coma os prións (non son microorganismos, por carecer de material xenético, senón partículas constituídas exclusivamente por proteínas, de menor tamaño que un virus, relacionados coa encefalopatía esponxiforme bovina ou enfermidade das "vacas tolas"). Finalmente facer unha reflexión sobre as repercusións económicas e sociais das enfermidades causadas polos microorganismos.

Bloque V: INMUNOLOXÍA

21.- INTRODUCCIÓN Á INMUNOLOXÍA

- Concepto de inmunidade: vivimos nun mundo potencialmente hostil rodeados de innumerables e perigosos axentes infecciosos que pretenden utilizarnos para propagar os seus xenes; o noso organismo ten que defenderse destes ataques biolóxicos así como tamén de substancias perigosas. As funcións do sistema inmune: distinción entre o propio e o alleo.

22.- MECANISMOS DE DEFENSA NATURAL INESPECÍFICOS

- Defensas pasivas: barreras externas (pel, mucosas, secrecións diversas, etc). Defensas activas: células fagocíticas (neutrófilos e macrófagos) e resposta inflamatoria. Outros mecanismos inespecíficos: comentar o Sistema do Complemento e o interferón.

23.- MECANISMOS DE DEFENSA ESPECÍFICOS

Organización do sistema inmune. Órganos e tecidos linfoides: breve descritiva da función dos primarios (timo e médula ósea) e secundarios (ganglios linfáticos e bazo). Mencionar o orixe común das células inmunocompetentes.

Mecanismos de resposta inmunitaria:

- Células do sistema inmunitario. Linfocitos T e B. Hipótese da selección clonal. Concepto de antíxeno. Concepto de anticorpo. Sinalar que os anticorpos son proteínas globulares chamadas inmunoglobulinas (non se esixirán os distintos tipos de inmunoglobulinas) e facer unha breve referencia a súa estructura. A reacción antíxeno-anticorpo.

- Inmunidade celular e humoral. Cooperación celular (debido á complexidade destas interaccións celulares é aconsellable non profundar e ceñirse a un esquema sinxelo que ilustre a idea da cooperación entre células B e T). Resposta inmune primaria e secundaria

24.- A INMUNOESTIMULACIÓN: VACINAS E SOROS

- Definición de vacinas e soros. Breve referencia ó descubrimento das vacinas. Tipos de vacinas: atenuadas, de antíxenos purificados e sintéticas. Facer fincapé na importancia actual da biotecnoloxía na obtención de vacinas e soros, destacando as técnicas de enxeñería xenética.

25.- ALTERACIÓNS DO SISTEMA INMUNITARIO

- A hipersensibilidade: as alerxias e a hipersensibilidade retardada (comentar as alerxias de contacto e a utilidade da proba da tuberculina). Enfermidades de tipo autoinmune: causas e consecuencias. Importancia do Complexo Maior de Histocompatibilidade (CMH) nos transplantes. Resaltar a importancia das compatibilidades dos grupos sanguíneos e o factor Rh nas transfusións. Explicar brevemente a relación entre cancro e inmunidade.

26.- A SIDA

- Pola súa especial perigosidade e a enorme incidencia desta enfermidade na poboación mundial, é importante explicar tanto a base biolóxica da enfermidade como as medidas preventivas para evitar o contaxio. Ademais, este epígrafe serve de recapitulación de conceptos e procesos descritos con anterioridade.

- A síndrome da inmunodeficiencia adquirida. Acción do virus da SIDA sobre o sistema inmune. O virus VIH e o seu ciclo vital.

- Vias de contaxio e sistemas de prevención. Diagnóstico e control da SIDA.