Universitat Internacional de Catalunya
Biología del Desarrollo
Otras lenguas de impartición: catalán, inglés
Profesorado
Las dudas serán resueltas antes o después de clase. También se puede contactar a la profesora por correo electrónico: ltaberner@uic.es
Presentación
En esta asignatura se estudiarán las bases moleculares del desarrollo embrionario de los organismos vertebrados. Se analizarán los procesos del desarrollo de diferentes especies de animales con el objetivo de familiarizar al alumno con los modelos experimentales y las teorías actuales sobre la generación de los ejes embrionarios, patrones espacio-temporales, inducción, neurogénesis y organogénesis, así como con la biología de las células madre y la regeneración de los tejidos.
Requisitos previos
Conocimientos básicos sobre bioquímica, genética, biología celular y biología molecular.
Objetivos
- Conocer los procesos básicos del desarrollo embrionario de los modelos animales más conocidos.
- Comprender los procesos básicos de la fecundación, segmentación y gastrulación en los organismos vertebrados.
- Entender el establecimiento de los ejes corporales de los principales organismos modelo.
- Comprender los mecanismos del desarrollo del sistema nervioso: la inducción neural, la generación de neuronas y el establecimiento de las conexiones sinápticas.
- Comprender los elementos básicos del desarrollo de los órganos.
- Comprender la relación entre la Biología del Desarrollo y las células madre, el cáncer y procesos de regeneración.
- Entender la utilidad del conocimiento de la biología del desarrollo en la mejora de la salud humana.
Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación
- CB01 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
- CB03 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
- CB04 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
- CE01 - Tener una visión integral de la estructura y función de la célula, así como la comunicación intra y extracelular y su regulación a través de las principales rutas de señalización celular, en el individuo adulto y en desarrollo.
- CG01 - Reconocer los conceptos biológicos básicos y el lenguaje propio de las ciencias biomédicas en el estado de salud.
- CG11 - Reconocer conceptos básicos de diferentes ámbitos vinculados a las ciencias biomédicas.
- CT01 - Desarrollar la capacidad de organización y planificación adecuadas al momento.
- CT02 - Desarrollar la capacidad para la resolución de problemas.
- CT03 - Desarrollar la capacidad de análisis y síntesis.
- CT04 - Interpretar resultados experimentales e identificar elementos consistentes e inconsistentes.
- CT05 - Usar internet como medio de comunicación y como fuente de información.
- CT06 - Saber comunicar, hacer presentaciones y redactar trabajos científicos.
- CT07 - Ser capaz de trabajar en equipo.
- CT08 - Razonar y evaluar las situaciones y resultados desde un punto de vista crítico y constructivo.
- CT09 - Tener la capacidad de desarrollar habilidades en las relaciones interpersonales.
- CT10 - Ser capaz de llevar a cabo un aprendizaje autónomo.
- CT11 - Aplicar los conocimientos teóricos a la práctica.
- CT12 - Aplicar el método científico.
- CT13 - Reconocer los aspectos generales y específicos relacionados con el campo de la nutrición y envejecimiento.
- CT14 - Respetar los derechos fundamentales de igualdad entre hombres y mujeres, y la promoción de los derechos humanos y los valores propios de una cultura de paz y de valores democráticos.
Resultados de aprendizaje de la asignatura
Al acabar el curso, el alumno:
- Conoce el desarrollo embrionario y la organogénesis de los aparatos y sistemas de los organismos vertebrados.
Contenidos
Tema 1. Introducción a la Biología del desarrollo. Biología del desarrollo: la convergencia entre la embriología experimental y la genética del desarrollo.
Tema 2. Conceptos clave y la Fecundación. Procesos básicos: crecimiento, pattern formation y morfogénesis. Genes del desarrollo. Patrones básicos del desarrollo de los vertebrados. Fecundación, ovogénesis y espermatogénesis.
Tema 3. Especificación axial Drosophila I y II. Eje antero-posterior. “Eefecto materno”, gradientes proteicos, información posicional, mutaciones. Caso bicoid. Polaridad dorso-ventral: gen dorsal y mutación dorsal. Interacción células foliculares y ovocito. Señal Dpp y patterning dorso-ventral. Segmentación: gap y pair-rule. Parasegmentos. Genes segment polarity. Genes homeóticos: diversificación e identidad de los segmentos. El lenguaje combiantorio.
Tema 4. Especificación axial Xenopus, pollo y pez zebra. Desarrollo Xenopus laevis. Fecundación y rotación cortical. Estadios. Segmentación, blástula y gastrulación. Fate map blástula Xenopus. El organizador de Spemann. El patterning del ectodermo, mesodermo y endodermo. El desarrollo del pollo y del pez zebra. Estadios. Segmentación, blástula y gastrulación. El nodo y la línea primitiva. Transiciones EM y ME. Epibolia. El fate map de la blástula del pollo y del pez zebra.
Tema 5. Desarrollo mamíferos: el embrión del ratón y humano. Estadios embrionarios y tiempo de desarrollo. Segmentación y blástula: embrión bilaminar. Mapa de destino (fate map) de la blástula del ratón. El desarrollo del embrión humano. Segmentación y blástula: embrión trilaminar. Gastrulación: el nodo y la línea primitiva. Especificación axial mamíferos. Homólogos del organizador de Spemann en los amniotas. Eje antero-posterior. Eje izquierda-derecha. Nodo.
Tema 6. Neurogénesis I y II. Inducción neural. Mecanismos de neurulación: la placa neural. Especificación antero-posterior y dorso-ventral del tubo nervioso. Genes Hox de los vertebrados. El tubo neural, formación del cerebro y vesículas cerebrales. Tipos celulares y capas del cerebro. Especificación neuronal y innervación. Genes proneurales de los vertebrados. Especificación identidad neuronal.
Tema 7. Neurogénesis III, Cresta neural y Placodas. Selección rutas de innervación y dianas neuronales. Factores neurotróficos. Plasticidad sináptica. Desarrollo según actividad. Derivados cresta neural, rutas de migración. Pluripotencia, restricción y diferenciación. Placodas sensoriales.
Tema 8. Organogénesis I: los somitas. Estructura y desarrollo somitas. El modelo clock and wavefront de formación de somitas. Notocorda y mesodermo paraxial. Diferenciación y regionalización de los somitas: dermamiotomo y esclerotomo. El sistema muscolo-esquelético. Miogénesis y la familia MyoD. Osteogénesis. Organogénesis II: el desarrollo de las extremidades. Determinación del campo morfogénico de las extremidades. La cresta apical. Generación eje próximo-distal: Á. retinoico, FGFs y genes Hox. Eje antero-posterior: ZPA y Shh. Eje dorso-ventral: Wnt.
Tema 9. Células madre y Regeneración. Definición células madre. Pluripotencia y diferenciación. División simétrica y asimétrica. Células madre del cáncer. Balance proliferación y diferenciación. Regeneración y reprogramación, iPSCs.
Tema 10. Evodevo. Biología evolutiva del desarrollo. Puente de unión entre la biología del desarrollo, la evolución y la ecología. Variación morfológica, la flexibilidad de los enhancers y genes codificantes para proteínas.
Metodología y actividades formativas
Modalidad totalmente presencial en el aula
Clases magistrales: exposición durante 50 minutos de un tema teórico por parte del profesor.
Casos clínicos o métodos del caso (MC): pPlanteamiento de una situación real o imaginaria. Los alumnos trabajan las preguntas formuladas en grupos reducidos o en interacción activa con el profesor y se discuten las respuestas. El profesor interviene activamente y si hace falta aporta nuevos conocimientos.
Educación virtual (EV): mMaterial on line que el alumno puede consultar desde cualquier ordenador, a cualquier hora y que contribuirá al autoaprendizaje de conceptos relacionados con la asignatura.
Sistemas y criterios de evaluación
Modalidad totalmente presencial en el aula
1) Alumnos en primera convocatoria:
Resolución de métodos del caso: 10%
Examen final: 90% (si se han hecho los MCs, sinó 100%)
2) Alumnos en segunda o posterior convocatoria:
Examen de recuperación: 100%
Puntos generales a tener en cuenta sobre el sistema de evaluación:
1) En el examen final se deberá obtener un 5 de nota mínima para poder hacer media con las notas de evaluación continuada (métodos del caso y actitud).
2) Los exámenes serán de tipo test con 4 opciones de respuesta, contando +1 los aciertos y -0.2 los errores y también habrá preguntas de ensayo.
3) Un 10% de las preguntas de los exámenes podrían ser de conceptos que no aparezcan en las presentaciones, pero que sí se hayan explicado en el aula o que estén presentes en la bibliografía recomendada, así como en artículos discutidos, prensa o material virtual recomendado.
4) Por participación en clase se entiende la aportación de ideas interesantes o el planteamiento de cuestiones pertinentes que ayuden a mejorar la calidad de la sesión, ya sea lección magistral o métodos del caso.
5) Asistencia a clase:
- Se recomienda la asistencia regular a las clases de teoría y métodos del caso.
- La asistencia a las clases magistrales no es obligatoria, pero los asistentes se tendrán que regir por las normas que indiquen los profesores. Se anima a los alumnos a asistir a las clases o de otra forma se entiende que se prepararán la clase por su cuenta para poder seguir los métodos del caso.
- La asistencia a métodos del caso es recomendada. Para poder ser evaluado de esta parte de la asignatura es obligatorio asistir a un mínimo de 4 sesiones (de las 5) y realizar las actividades propuestas en la sesión.
6) El uso indebido de aparatos electrónicos como móviles, tablets u ordenadores portátiles puede comportar la expulsión de clase. Como uso indebido se entiende la grabación y difusión tanto de los alumnos o profesores durante las diferentes lecciones, así como el uso de estos aparatos con fines lúdicos y no educativos.
Bibliografía y recursos
GILBERT SCOTT, F. Developmental Biology. 8th-10th eds. Sinauer Massachusetts: Sinauer Associates, [www.devbio.com].
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9983/?term=GILBERT%5BAll%20Fields%5D
WOLPERT, Lewis. Principles of development. 3rd-5th editions Oxford: Oxford University Press / Current Biology Ltd.
ALBERTS et al., Molecular Biology of the Cell 4th. ed., ch. 21. Garland Science. Companion website:
LANGMAN'S. Medical Embryology, 9th Ed. Lippincott Williams & Wilkins Ed., 2004. Embriología médica. Barcelona: Panamericana
Periodo de evaluación
- E1 14/01/2025 A16 16:00h
- R1 28/01/2025 11:00h
- E2 18/06/2025 A09 16:00h