Experto en biología molecular aplicada a la medicina

Capítulo I. Introducción:

• ¿Cómo se define a la biología molecular?
• Objetivo del libro.
• Terminología.
• Aplicaciones médicas.

Capítulo II. Organización celular:

• Introducción.
• Membrana celular.
  • Composición de la membrana celular.
  • Transporte a través de la membrana celular.
    • Transporte pasivo.
    • Transporte activo.
    • Transporte en masa.
• Organelas.
  • El núcleo.
    • Poro nuclear.
    • Nucléolo.
  • Retículo endoplasmático.
  • Mitocondrias.
  • Complejo de Golgi.
  • Vesículas.
    • Vesículas de exocitosis y secreción.
    • Lisosomas.
    • Peroxisomas.
• Citoesqueleto.
  • Microtúbulos.
    • Cilios y flagelos.
  • Filamentos intermedios.
  • Microfilamentos.
  • Otros elementos del citoesqueleto.

Capítulo III. Genética, genómica y replicación del ADN:

• Genética y ADN.
• La historia del ADN y de la biología molecular.
• El genoma y el gen.
  • Historia del gen.
  • Definición de gen.
  • Definición de genoma.
  • Estructura del gen.
  • Proyecto del genoma humano.
• La cromatina.
  • Niveles de organización de la cromatina.
  • Niveles de compactación de la cromatina.
• Los cromosomas.
  • Clasificación de los cromosomas.
  • Telómeros.
  • Cromosomas somáticos y sexuales.
• Organización del genoma en el núcleo celular.
• Replicación del ADN.
  • Iniciación.
  • Elongación.
  • Terminación.
  • Replicación de los telómeros.

Capítulo IV. Variaciones en el genoma y mecanismo de reparación del ADN:

• Mutaciones.
  • Mutaciones génicas o puntuales.
  • Mutaciones cromosómicas.
  • Mutaciones cariotípicas o genómicas.
• Reparación del ADN.
  • Introducción.
  • O6-metilguanina-ADN metiltransferasa.
  • Reparación de escisión de nucleótidos (NER).
  • Reparación de escisión de la base (BER).
  • Reparación de apareamientos incorrectos.
  • Reparación de rotura de doble hebra.
    • Recombinación homóloga (RH).
    • Unión de extremos no homólogos.

Capítulo V. Expresión génica y mecanismos de regulación:

• Introducción.
• Transcripción.
  • Conceptos básicos.
  • Ácido ribonucleico.
  • Enzimas implicadas en la transcripción.
  • Etapas de la transcripción.
    • Iniciación.
    • Elongación.
    • Terminación.
    • Maduración.
• Regulación de la expresión.
  • Clasificación de los reguladores.
  • Epigenética.
    • Metilación del ADN.
    • Modificaciones histónicas.
• ARN con funciones reguladoras.
  • MicroARNs.
  • piARN.
  • Los aptámeros.
  • lncARN.
• Edición del ARN.
  • Edición por inserción o deleción.
  • Edición de citidina por uridina.
  • Edición de adenina por inosina.

Capítulo VI. Traducción:

• Introducción.
• Código genético.
• Síntesis de proteínas.
• Conceptos de cistrón y gen.
• Ribosomas.
  • Composición de los ribosomas.
  • Localización de los ribosomas.
• ARN de transferencia.
  • Estructura de ARNt.
  • Anticodón.
  • Biogénesis.
• Fases de la traducción.
  • Fase 0: Aminoacilación o activación.
    • Aminoacil ARNt sintetasa.
  • Fase 1: Iniciación de la traducción.
    • Formación de ARNt metionina iniciadora.
  • Fase 2: Elongación de la cadena peptídica.
  • Fase 3: Terminación de la síntesis proteica.
• Regulación de la traducción.
  • Control de la síntesis de ferritina por bloqueo del ARNm.

Capítulo VII. Modificaciones postraduccionales:

• Introducción.
• Tráfico o destino proteico.
  • Compartimentos subcelulares.
    • Retículo endoplasmático.
    • Complejo de Golgi.
    • Mitocondrias.
    • Otras organelas.
  • Tráfico proteico entre el citoplasma y las organelas.
    • Tráfico de proteínas de secreción.
    • Tráfico de proteínas citosólicas y nucleares.
• Maduración del polipéptido naciente.
  • Maduración proteica por modificaciones químicas.
    • Adición de grupos sustituyentes.
    • Glicosilación.
    • Modificación por adición de lípidos.
    • Formación de puentes disulfuro.
    • Otras modificaciones.
  • Maduración por escisión proteica.
• Plegamiento de proteínas.
  • Mecanismo del plegamiento de las proteínas.
  • Chaperonas.
    • Funciones de la chaperonas.
    • Tipos de chaperonas.
• Degradación de las proteínas.
  • Degradación lisosomal.
  • Degradación citosólica.
    • Ubiquitina.
    • Enzimas responsables de la degradación.
• Degradación proteica por autofagia.
  • Tipos de autofagia.
  • Metabolismo de la autofagia.

Capítulo VIII. Comunicación intercelular:

• Introducción.
• Señalización intercelular.
  • Pasos de la señalización intercelular.
  • Ligandos.
  • Recepción de las señales externas.
    • Receptores de membrana.
    • Receptores intracelulares.
    • Interacción hormona-receptor.
• Enzimas de señalización.
• Proteínas de andamiaje.
• Segundos mensajeros.
• Factores de transcripción.
• Receptores de membrana acoplados a la proteína G.
  • Conceptos básicos.
  • Estructura de GPCR.
  • Clasificación.
  • Proteína G.
  • Activación de los efectores.
  • Moléculas efectoras de la proteína G.
    • Adenilato ciclasa.
    • Fosfolipasa C.
  • Arrestinas.
• Receptores de membrana con actividad tirosina quinasa intrínseca.
  • Estructura de los RTK.
  • Clasificación de los RTK.
  • Activación del receptor.
  • Proteínas adaptadoras de la señal de RTK.
  • Efectores de la vía.
  • Regulación de la señal por RTK.
• Receptores con actividad quinasa no intrínseca.
  • Proteína quinasa de no-RTK.
    • Tirosina quinasa SRC.
    • Tirosina quinasa ABL.
  • Receptor de citoquinas.
    • Citoquinas.
    • Estructura del receptor de citoquinas.
    • Activación del receptor de citoquinas.
    • Vía efector de los receptores de citoquinas.
    • Regulación de los receptores de citoquinas.
  • Receptores de células T y B.
    • Estructura del receptor de células T.
    • Activación del receptor TCR.
    • Estructura del receptor células B.
  • Receptores de integrinas.
    • Estructura de las integrinas.
    • Vías de señalización mediadas por integrinas.
• Receptores acoplados a canales iónicos.
  • Introducción.
  • Estructura.
  • Clasificación.
    • Receptor cys-loop.
    • Receptores ionotrópicos de glutamato.
    • Purinorreceptor P2X.
• Quinasas y fosfatasas.
  • Proteína quinasas.
    • Clasificación de las proteínas quinasas.
    • Estructura de las proteínas quinasas.
    • Regulación de la actividad proteína quinasa.
    • Proteína quinasa A.
    • Fosfoinositol 3 quinasa.
    • Quinasa Akt.
    • Proteína quinasa C.
    • Proteínas quinasas dependientes de Ca+2/Calmodulina.
• Proteína fosfatasas.
  • Proteínas tirosina fosfatasas.
  • Proteína serina/treonina fosfatasa.
• Superfamiliaras.
  • Proteína RAS.
  • Regulación de RAS.
  • Activadores y efectores de RAS.

Capítulo IX. Ciclo de división celular, mitosis y meiosis:

• Introducción.
• Interfase.
  • Estado de la cromatina.
  • Regulación del ciclo celular en interfase.
    • Ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas.
    • Inhibidores del ciclo celular.
    • Compartimentalización.
  • Control de calidad.
    • Punto de restricción.
    • Puntos de control G1/S.
    • Puntos de control G2/M.
• Mitosis.
  • Introducción.
  • Aspectos celulares de la mitosis.
    • Huso mitótico.
    • Centrosomas.
    • Cinetocoro.
  • Aspectos moleculares de la mitosis.
    • CDK1.
    • Quinasa Aurora.
    • Quinasas Polo-like.
    • Punto de control en metafase.
    • Salida mitótica.
  • Punto de control en metafase.
  • Salida mitótica.
• Meiosis.
  • Gametogénesis.
  • Carácter reductor del material genético.
  • Diversidad genética y recombinación meiótica.
  • Recombinación genética.
    • Mecanismo por crossing over y estructuras de Holliday.
    • Mecanismo no crossing over.
• Puntos de control en meiosis.
  • Control de la formación de DSB.
  • Control de reparación de DSB.
  • Organización nuclear, apareamiento y sinapsis.
  • Ciclo y muerte celular.

Capítulo X. Muerte celular y procesos no letales:

• Definición.
• Clasificación.
• Muerte celular accidental.
  • Introducción.
  • Patrones morfológicos de la muerte celular accidental.
    • Necrosis por coagulación.
    • Necrosis por licuefacción o colicuativa.
    • Necrosis grasa.
    • Necrosis fibrinoide.
    • Necrosis caseosa.
• Eventos moleculares.
  • Depleción del ATP.
  • Equilibrio iónico.
  • Especies reactivas del oxígeno.
  • Activación enzimática.
• Muerte celular regulada.
  • Apoptosis.
    • Introducción.
    • Eventos moleculares.
    • Enzimas caspasas.
    • Vía intrínseca de la apoptosis.
    • Vía extrínseca.
    • Vía de las perforinas y granzimas.
    • Vía común.
• Necroptosis.
  • Definición.
  • Eventos moleculares.
• Ferroptosis.
  • Definición.
  • Mecanismos moleculares.
  • Regulación.
• Piroptosis.
  • Definición.
  • Mecanismos moleculares.
• Necrosis TPM.
• Parthanatos.
• Muerte celular dependiente de la autofagia.
• Muerte celular entótica.
• Muerte celular inmunogénica.
• Muerte celular dependiente de lisosomas.
• Procesos no letales.
  • Senescencia celular.
  • Catástrofe mitótica.

Capítulo XI. Técnicas de clonado y electroforesis:

• Introducción.
• Reacción en cadena de la polimerasa.
  • Conceptos básicos de la PCR.
  • La técnica de PCR.
  • Componentes de la reacción en cadena de la polimerasa.
    • La Taq ADN polimerasa.
    • Los cebadores o primers.
    • Los desoxirribonucleótidos trifosfato.
    • El cloruro de magnesio.
    • El efecto plateau.
• Ventajas y limitaciones de la técnica PCR.
• Aplicaciones de la técnica de PCR.
  • Fingerprinting genético.
  • Detección de enfermedades genéticas.
• Técnicas derivadas de la PCR convencional.
  • PCR anidada o “nested PCR”.
  • PCR asociada a retrotranscripción.
  • 11.2.6.3. PCR cuantitativa.
• Clonación celular.
  • Introducción.
  • Enzimas de restricción.
  • Descripción de la técnica de clonación celular.
• Electroforesis.
  • Introducción.
  • Descripción de la técnica de electroforesis.
  • Técnicas derivadas de la electroforesis.
    • Southern blot.
    • Northern blot.
    • Western blot.

Capítulo XII. Técnicas de citogenética:

• Técnicas de citogenética clásica.
  • Introducción a la citogenética.
  • Procedimiento básico para obtener un cariotipo.
  • Bandeo G.
• Técnicas de citogenética molecular.
  • Hibridación in situ.
    • Conceptos básicos de la hibridación in situ.
    • Sondas utilizadas en FISH.
    • Aplicaciones de FISH.
    • Ventajas y limitaciones de la técnica FISH.
• Cariotipo espectral.
• FISH multibanda.
• Microarray cromosómico.
  • Características del microarray cromosómico.
  • Técnica del microarray cromosómico.
  • Alcances y limitaciones de la técnica.

Capítulo XIII. Métodos de secuenciación del ADN:

• Fundamentos de la secuenciación del ADN.
• Historia de la secuenciación del ADN.
• Método de Sanger.
  • Caracterización del método de Sanger.
  • El cebador determina la región del molde de ADN a secuenciar.
• Avances en las técnicas de secuenciación.
  • Introducción.
  • NGS de segunda generación.
    • Características de la NGS de segunda generación.
    • Tecnología Illumina.
    • Tecnología Ion Torrent.
  • NGS de tercera generación.
  • Aplicaciones de la NGS.

Capítulo XIV. Técnicas de identificación del ARN:

• Transcriptoma.
• Exoma.
• Técnicas de evaluación del ARN.
  • Northern Blot.
  • Reacción en cadena de la polimerasa.
  • Secuenciación de nueva generación.
    • Secuenciación del transcriptoma.
    • Secuenciación del exoma.
• Microarrays de ARN.

Capítulo XV. Técnicas de inmunoensayos:

• Introducción.
• Conceptos fundamentales de las técnicas de inmunoensayos.
  • Anticuerpos monoclonales y policlonales.
  • Métodos de detección.
  • Tipo de marcador.
• Radioinmunoensayo.
  • Introducción.
  • Proceso básico del radioinmunoensayo.
• Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima-elisa.
  • Descripción del ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima.
  • Procedimiento básico del ELISA sandwich con detección indirecta.
  • Otros formatos de ELISA.
• Inmunohistoquímica.
  • Introducción.
  • Procedimiento básico de IHQ.
  • Preparación del tejido.
  • Recuperación del antígeno o epitope.
  • Método de detección.
  • Contratinción.
• Citometría de flujo.
  • Conceptos básicos.
  • Agentes fluorescentes.
  • Aplicaciones de la citometría de flujo.
  • Procedimiento de la citometría de flujo.
    • Marcación de la superficie celular.
    • Marcación de antígenos intracelulares.
• Cuantificación relativa y absoluta.
• Desarrollos recientes en citometría de flujo.

Capítulo XVI. Técnicas diagnósticas de apoptosis.

• Introducción.
• Fundamentos de las técnicas diagnósticas.
• Clasificación de las técnicas de detección de la apoptosis.
  • Alteraciones citomorfológicas.
  • Fragmentación del ADN: Técnica del ADN “ladder” y TUNEL.
  • Detección de caspasas, sustratos clivados, reguladores e inhibidores.
  • Alteraciones de la membrana: tinción anexina V-ioduro de propidio.
  • Detección de la apoptosis en paneles de montaje.
  • Ensayos mitocondriales.

Capítulo XVII. Determinación de vínculos biológicos e identificación humana:

• Introducción.
• Estudio del ADN celular.
  • Estudio del ADN de cromosomas autosómicos.
    • Test de paternidad.
    • Identificación de personas a partir de muestras biológicas.
• Cromosoma Y.
  • Conceptos básicos del estudio del cromosoma Y.
  • Aplicaciónes de la detección de los Y-STRs.
• Estudio del ADN mitocondrial.
  • Características del ADN mitocondrial.
  • Aplicaciones de la detección del ADN mitocondrial.
  • Limitaciones-Heteroplasmía.
• Conclusiones.

Capítulo XVIII. Células madre y reprogramación celular.

• Células madre.
  • Definición.
  • Clasificación.
    • Células madre embrionarias.
    • Células madre fetales.
    • Células madre del cordón umbilical.
    • Células madre adultas.
  • Aplicaciones médicas de las células madre.
    • Terapia génica.
    • Inmunoterapia.
    • Medicina regenerativa.
    • Otras aplicaciones.
• Reprogramación celular.
  • Definición.
  • Reprogramación celular directa.
    • Introducción.
    • Perfil genético.
    • Identidad celular.
    • Métodos de reprogramación celular directa.
    • Tumorigénesis.
• Reprogramación celular vs. transdiferenciación celular.
• Aplicaciones clínicas.
  • Modelos de enfermedades.
  • Ensayo de medicamentos.
  • Pruebas de toxicidad.
  • Terapia de reemplazo celular.

Capítulo XIX. Medicamentos biotecnológicos.

• Introducción.
• Definición.
• Clasificación.
• Estructura de los medicamentos biotecnológicos.
• Etapas de fabricación de un medicamento biotecnológico.
• Farmacocinética.
• Inmunogenicidad de los medicamentos biotecnológicos.
• Biosimilares.
• Drogas obtenidas por biotecnología.
  • Antibióticos.
  • Factores de la coagulación.
  • Hormonas.
  • Factores de crecimiento.
  • Citoquinas.
  • Enzimas.
  • Vacunas.
• Anticuerpos monoclonales.
  • Introducción.
  • Características generales de los anticuerpos.
  • Producción de anticuerpos monoclonales.
    • Técnica de hibridoma.
    • Presentación de anticuerpos en superficie de fagos.
    • Modelos murinos transgénicos.
  • Nomenclatura de los anticuerpos monoclonales.
  • Farmacocinética y biodisponibilidad.
  • Aplicaciones de los anticuerpos monoclonales.

Capítulo XX. Medicina personalizada, farmacogenética y farmacogenómica.

• Introducción.
• Clasificación propuesta de las enfermedades.
• Medicina 4P.
• Farmacogenómica.
  • Introducción.
  • Polimorfismos.
  • Farmacogenes.
  • Biomarcadores farmacogenómicos.
  • Enzimas metabolizadoras de fármacos.
    • Citocromo P450.
    • Glutatión S-transferasa.
    • Otras enzimas metabolizadoras.
• Transporte de fármacos.
• Detoxificación de fármacos.
  • Fase I: Modificación.
  • Fase II: Conjugación.
  • Fase III: Modificaciones posteriores y excreción.
• Biomarcadores farmacodinámicos.
• Medicina personalizada y cáncer.
  • Diagnóstico genómico en cáncer.
    • Perfiles de expresión génica.
• Tratamientos específicos en cáncer.
  • Cáncer de mama.
  • Cáncer colorrectal.
  • Cáncer de pulmón.
  • Melanoma.

Capítulo XXI. Introducción a la biología molecular del cáncer.

• Introducción.
• Causas asociadas a la oncogénesis.
  • Daño al ADN.
  • Inestabilidad del genoma.
  • Predisposición genética al cáncer.
  • Modificaciones epigenéticas.
  • Virus oncogénicos.
• Proceso de transformación.
• Ventaja proliferativa.
  • Ligandos de crecimiento.
  • Receptores de crecimiento.
  • Señalización intracelular.
  • Reguladores del crecimiento celular.
  • Inhibición por contacto.
• Respuesta alterada al estrés.
  • Reparación del ADN.
  • Apoptosis.
  • Autofagia.
  • Senescencia.
  • Inmortalidad replicativa.
• Vascularización.
  • Angiogénesis.
  • Otros modelos de vascularización tumoral.
• Invasión y metástasis.
  • Invasión de la membrana basal y de la matriz extracelular.
  • Intravasación en la vasculatura tumoral.
  • Sobrevida durante el transporte en la circulación general.
  • Extravasación al parénquima de órganos a distancia.
  • Supervivencia y manipulación del microambiente para formar micrometástasis.
  • Colonización: formación de macrometástasis.
• Modificaciones metabólicas.
  • Captación de nutrientes.
  • Vías metabólicas.
  • Contribución de los metabolitos en la oncogénesis.
• Microambiente tumoral.
  • Estroma neoplásico.
• Modulación inmunológica.
  • Inmunoedición del cáncer.
  • Inflamación promotora tumoral.

Capítulo XXII. Aplicaciones clínicas de las vías de señalización celular:

• Introducción.
• Vía de la MAPK.
  • Cascada ERK1/2.
  • Cascada JNK.
  • Cascada p38.
  • Cascada ERK5.
  • Aplicaciones médicas de la vía MAPK.
    • Enfermedades genéticas.
    • Enfermedades neurológicas.
    • Enfermedades cardíacas.
    • Enfermedades neoplásicas.
    • Terapéutica.
• Vía de PI3K/AKT.
  • Características moleculares de la vía.
  • Aplicaciones clínicas de la vía PI3K/Akt.
    • Enfermedades genéticas.
    • Aspectos inmunológicos.
    • Enfermedades neoplásicas.
    • Terapéuticas.
• Vía de Hedgehog.
  • Vía canónica de Hedgehog.
  • Vía no canónica.
  • Aplicaciones clínicas.
• Vía WNT.
  • Introducción.
  • Descripción de las cascadas de la vía Wnt.
    • Cascada canónica.
    • Cascada alternativa PCP.
    • Cascada alternativa dependiente de calcio.
• Aplicaciones clínicas de la vía Wnt.
  • Enfermedades genéticas.
  • Metabolismo óseo y osteoporosis.
  • Enfermedades neoplásicas.
  • Terapéutica.
• Vía de señalización de TGF-B.
  • Aspectos moleculares.
  • Aplicaciones clínicas de la vía TGF-β.
    • Enfermedades hereditarias.
    • Predisposición al cáncer y TEM.
    • Inflamación y fibrosis.
• Vía de señalización de NOTCH.
  • Aspectos moleculares.
  • Aplicaciones clínicas de la vía NOTCH.
• Vía de señalización del receptor toll-like.
  • Aspectos moleculares.
  • Aplicaciones clínicas de los receptores toll-like.
    • Infecciones graves bacterianas.
    • Inmunodeficiencias.
    • Enfermedad cardiovascular.
    • Asma.
• Otras vías celulares implicadas en patologías humanas.
  • Implicancias médicas de la vía JAK/STAT.
    • Inmunodeficiencias.
    • Asociación a neoplasias.
    • Terapéuticas asociadas.
• Aplicaciones clínicas de la vía de TNF.
  • Enfermedades autoinmunes.
  • Enfermedades inflamatorias.
  • Terapéuticas asociada a TNF.