Biologia del Desenvolupament
Matèria: BIOLOGIA
Llengua d'impartició principal: castellà
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Responsable
Dra. Laura TABERNER - ltaberner@uic.es
Horari d'atenció
Els dubtes seran resolts abans o després de classe. També es pot contactar a la professora per correu electrònic: ltaberner@uic.es
En aquesta assignatura s’estudiaran les bases moleculars del desenvolupament embrionari del organismes vertebrats. S’analitzaran els processos del desenvolupament en diferents espècies d’animals amb l’objectiu de familiaritzar l’alumne amb els models experimentals i les teories actuals sobre la generació dels eixos embrionaris, patrons espai-temporals, inducció, neurogènesi i organogènesi, així com la biologia de les cèl·lules mare i la regeneració dels teixits.
Coneixements bàsics sobre bioquímica, genètica, biologia cel·lular i biologia molecular.
Conèixer els processos bàsics del desenvolupament embrionari del models animals més coneguts.
Comprendre els processos bàsics de la fecundació, segmentació i gastrulació en els organismes vertebrats.
Entendre l’establiment dels eixos corporals dels principals organismes model.
Comprendre els mecanismes del desenvolupament del sistema nerviós: la inducció neural, la generació de neurones i l’establiment de les connexions sinàptiques.
Comprendre els elements bàsics del desenvolupament del òrgans.
Comprendre la relació de la biologia del desenvolupament i les cèl·lules mare, el càncer i els processos de regeneració.
Entendre la utilitat del coneixement de la biologia del desenvolupament en la millora de la salut humana.
Reconèixer els processos biològics bàsics I el llenguatge propi de les ciències biomèdiques.
Desenvolupar la capacitat d’organització i de planificació.
Desenvolupar la capacitat de resolució de problemes.
Desenvolupar la capacitat d’anàlisi i síntesi.
Ser capaç de dur a terme un aprenentatge autònom.
En acabar el curs, l’alumne:
Coneix el desenvolupament embrionari i l’organogènesi dels aparells i sistemes dels organismes vertebrats.
Tema 1. Introducció a la Biologia del desenvolupament. Biologia del desenvolupament: la convergència entre la embriologia experimental i la genètica del desenvolupament.
Tema 2. Conceptes clau i la Fecundació. Processos bàsics: creixement, pattern formation i morfogènesis. Els gens del desenvolupament. Patrons bàsics del desenvolupament dels vertebrats. Fecundació, ovogènesi i espermatogènesi.
Tema 3. Especificació axial de Drosophila I y II. L’eix antero-posterior. “Efecte matern”, gradients proteics, informació posicional, mutacions. Cas bicoid. Polaritat dorso-ventral: gen dorsal i mutació dorsal. Interacció cèl·lules fol·liculars i ovòcit. Senyal dpp i patterning dorso-ventral. Segmentació: gens gap i pair-rule. Parasegments. Gens segment polarity. Gens homeòtics: diversificació i identitat dels segments. El llenguatge combinatori.
Tema 4. Especificació axial Xenopus, pollet i peix zebra.
Desenvolupament de Xenopus laevis. Fecundació i rotació cortical. Estadis. Segmentació, blàstula i gastrulació. Fate map blàstula Xenopus. L’organitzador de Spemann. El patterning del ectoderm, mesoderm i endoderm.
El desenvolupament del pollet i del peix zebra. Estadi. Segmentació, blàstula i gastrulació. El Node i la línia primitiva. Transicions EM i ME. Epibòlia. El fate map de la bàstula de pollet i peix zebra.
Tema 5. Desenvolupament dels mamífers: l’embrió de ratolí i l’humà. Estadis embrionaris i temps de desenvolupament. Segmentació i blàstula: embrió bilaminar. Fate map de la blàstula del ratolí. El desenvolupament de l’embrió humà. Segmentació i blàstula: embrió trilaminar. Gastrulació: el node i la línia primitiva. Especificació axial en mamífers. Homòlegs de l’Organitzador de Spemann en els amniotes. Eix antero-posterior. Eix esquerra-dreta. Node.
Tema 6. Neurogènesi I i II. Inducció neural. Mecanismes de neurulació: la placa neural. Especificació antero-posterior i dorso-ventral del tub nerviós. Gens Hox dels vertebrats. El tub neural, formació del cervell i vesícules cerebrals. Tipus cel·lulars i capes del cervell. Especificació neuronal i innervació. Gens proneurals dels vertebrats. Especificació de la identitat neuronal.
Tema 7. Neurogènesi III, Cresta neural i Placodes. Selecció de rutes d’innervació i dianes neuronals. Factors neurotròfics. Plasticitat sinàptica. Desenvolupament segons activitat. Derivats de la cresta neural, rutes de migració. Pluripotència, restricció i diferenciació. Placodes sensorials.
Tema 8. Organogènesi I: els somites. Estructura i desenvolupament dels somites. El model clock and wavefront de formació de somites. Notocorda i mesoderm paraaxial. Diferenciació i regionalització dels somites: dermamiotom i esclerotom. El sistema musculo-esquelètic. Miogènesis i la família MyoD. Osteogènesi.
Organogènesi II: el desenvolupament de les extremitats. Determinació del camp morfogènic de les extremitats. La cresta apical. Generació eix pròximo-distal: RA, FGFs i gens Hox. Eix antero-posterior: ZPA i Shh. Eix dorso-ventral: Wnt.
Tema 9. Organogénesi III: el sistema cardiovascular. L’origen dels teixits cardíacs. Especificació mesoderm cardiogènic. Formació, fusió i rotació dels primordis cardíacs. Angiogènesi i vasculogènesi. Hematopoiesi. Organogénesi III: el sistema urogenital.
Tema 10. Cèl.lules mare i Regeneració. Definició cèl·lules mare. Pluripotència i diferenciació. Divisió asimètrica i asimètrica. Cèl·lules mare del càncer. Balanç proliferació i diferenciació. Regeneració i reprogramació, iPSCs.
Tema 11: Investigació en Biologia del desenvolupament.
Classes magistrals: exposició durant 50 minuts d’un tema teòric a càrrec del professor.
Cassos clínics o mètodes del cas (MC): Plantejament d’una situació real o imaginària. Els alumnes treballen les preguntes formulades en grups reduïts o en interacció activa amb el professor i es discuteixen les respostes. El professor intervé activament i, si fa falta, aporta nous coneixements.
Educació virtual (EV): Material on line que l’alumne pot consultar des de qualsevol ordinador, a qualsevol hora i que contribuirà a l’auto aprenentatge de conceptes relacionats amb l’assignatura.
Alumnes en primera convocatòria:
Participació en classe i actitud: 10%
Resolució de mètodes del cas: 10%
Examen final: 80%
2) Alumnes en segona o posterior convocatòria: la nota de participació i actitud en classe i mètodes del cas es guardarà, encara que, sempre que ho desitgin, els alumnes podran repetir l’assistència a classe i obtenir una nova nota. D’altra banda, els alumnes en segona convocatòria podran escollir si realitzen el parcial i el final, o si realitzen solament el final, que els comptarà el 70% de la nota.
Punts generals a tenir en compte sobre el sistema d ‘avaluació:
En l’ examen final s’haurà d’ obtenir un 5 de nota mínima per poder fer mitja amb les notes d’avaluació continuada (mètodes del cas i actitud).
Els exàmens seran de tipus test amb 4 opcions de resposta, comptant +1 els encerts iy -0.2 els errors i també hi haurà preguntes d’assaig.
Un 10% de las preguntes dels exàmens podrien ser de conceptes que no s’hagin explicat directament a l’aula però que estiguin presents en la bibliografia recomanada així com en articles discutits, premsa o material virtual recomanat.
Per participació en classe s’entén l’aportació d’idees interessants o el plantejament de qüestiones pertinents que ajuden a millorar la qualitat de la sessió, ja sigui lliçó magistral o mètodes del cas.
Assistència a classe:
Es recomana l’assistència regular a les classes de teoria i mètodes del cas.
L’ assistència a les classes magistrals no és obligatòria, però els assistents s’hauran de regir per les normes que indiquen els professors. S’anima als alumnes a assistir a les classes o d’una altra forma s’entén que es prepararan la classe pel seu compte para poder seguir els mètodes del cas.
L’assistència a mètodes del cas és recomanada. Para poder ser avaluat d’aquesta part de l’assignatura és obligatori assistir a un mínim de 4sessions (de les 5) i realitzar les activitats propostes en la sessió.
L’ús indegut d’aparells electrònics com mòbils, tauletes o ordinadors portàtils pot comportar l’expulsió de classe. Com ús indegut s’entén la gravació i difusió tant dels alumnes o professors durant les diferents lliçons, així com l’ús d’aquests aparells amb fins lúdics i no educatius.
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
E: data d'examen | R: data de revisió | 1: primera convocatòria | 2: segona convocatòria: