Gestión Académica

La biotecnología bacteriana se puede definir como la utilización de microorganismos (en este caso bacterias) para la obtención de productos beneficiosos para el ser humano o bien para la eliminación de productos nocivos en el medio ambiente. El objetivo de la asignatura Biotecnología Bacteriana es aportar una visión lo más amplia posible de los procesos industriales en los cuales se están utilizando diferentes tipos bacterianos para la producción de elementos utilizados en alimentación, farmacia, agricultura y ganadería, así como la utilización de bacterias para procesos de bioremediación, biodegradación y biolixiviación. Se pondrá especial énfasis en la aplicación tecnologías de ingeniería genética para la mejora de los procesos mencionados anteriormente.  

Para el aprovechamiento de las materias impartidas en esta asignatura se necesita un conocimiento básico sobre biología molecular y microbiología. Por lo tanto los requisitos exigidos para la participación en este cuso son el nivel de grado de Biología Molecular, Bioquímica, Farmacia, Genética, Medicina, Microbiología y/o Veterinaria.

 Los objetivos de la asignatura son los siguientes:

1. Comprender el papel beneficioso de los microorganismos y su utilización en procesos industriales.

2. Conocer las diferentes aplicaciones de las bacterias en procesos biotecnológicos.

3. Conocer las estrategias más utilizadas en la clonación y estudio de genes implicados en procesos biotecnológicos.

4. Conocer las distintas estrategias de ingeniería genética aplicada a la mejora de los microorganismos utilizados para la generación de productos con interés biológico.

5. Obtener e interpretar información bibliográfica relacionada con la asignatura.

6. Preparar, exponer y discutir revisiones bibliográficas.

7. Adquirir capacidad para organizar la información científica relacionada con el tema de estudio y diseñar una planificación estratégica del mismo.

 Las clases teóricas tratan de mostrar las diferentes aplicaciones de las bacterias en procesos industriales, centrándonos en algunos procesos específicos que se desarrollaran en más detalle. Se abordaran diferentes aproximaciones utilizando la ingeniería genética para mejorar los procesos de producción industrial abordados.

Además, cada alumno deberá exponer y entregar un trabajo de revisión bibliográfica, que se elegirá entre un listado que le proporcionará el profesor. Con esta actividad se pretende que los alumnos sean capaces de elaborar su propia información a partir de la existente en la literatura y presentarla de forma ordenada y comprensible, así como estimular la capacidad de discusión entre los alumnos de la asignatura.

Programa de clases teóricas

Lección 1: Utilización de bacterias en procesos biotecnológicos e industriales para la generación de productos útiles y con valor comercial. 

Lección 2: Producción de proteínas.

Lección 3: Producción de amino ácidos, microorganismos utilizados, regulación de la producción de aminoácidos.

Lección 4: Producción de amino ácidos utilizando mutantes, bacterias inmovilizadas y enzimas.

Lección 5: Producción de insecticidas por Bacillus sp.

Lección 6: Producción de insecticidas por Streptomyces sp.

Lección 7: Moléculas bioactivas producidas por actinomicetos. Diversidad estructural natural y a la carta.

Lección 8: Métodos para la mejora de la producción de compuestos bioactivos producidos por microorganismos

Seminarios

En los seminarios cada alumno expondrá durante 20 minutos un trabajo de revisión bibliográfica propuesto previamente, y posteriormente se discutirá sobre el mismo con una ronda de preguntas de 10 minutos. También se podrán discutir artículos recientemente publicados y de interés para la asignatura. La asignación de trabajos bibliográficos personales o de artículos relevantes se realizará en las tutorías.

Trabajos propuestos para los alumnos

1- Sistemas de fusión para la sobreexpresión y producción de proteínas.

2- Producción de proteínas con función terapéutica para su utilización en clínica.

3- Producción de biocombustibles  utilizando bacterias modificadas.

4-Utilización de microorganismos en procesos de bioremediación, biodegradación y biolixiviación.

5- Utilización de transglutaminasa en la industria alimentaria y otras aplicaciones.

6- Utilización directa de microorganismos como agentes terapéuticos. Tratamiento del cáncer.

7-  Producción de amino ácidos a partir de metanol por Bacillus methanolicus.

8-  Producción de L-treonina en Corynebacterium glutamicum y Escherichia coli.

9- Producción de metionina por fermentación.

10-  Producción de amino ácidos de cadena ramificada (valina, leucina e isoleucina).

11-  Producción de triptófano y otros amino ácidos aromáticos.

12-  Producción del bialaphos por Streptomyces sp. y su uso como herbicida.

13- Utilización de la biosíntesis combinatoria para la obtención de derivados de avermectina y la mejora de su producción.

14- Utilización de la biosíntesis combinatoria para la obtención de derivados de espinosina y la mejora de su producción.

15- Utilización de Bacillus sphaericus como insecticida.

16- Utilización de Bacillus popilliae como insecticida.

17- Pseudomonas sp. como agentes utilizados en biocontrol.

18- Aislamiento de actinomicetos marinos como fuente de compuestos bioactivos.

19- Secuenciación del genoma de actinomicetos. Diversidad de rutas de biosíntesis de nuevos compuestos identificadas.

20- Métodos para la activación y utilización de rutas de biosíntesis silenciosas o crípticas para la identificación de nuevos compuestos bioactivos.

21- Utilización de sistemas CRISPR en procesos biotecnológicos.

22- Utilización de bacterias para la restauración de obras de arte.

23- Bacteriófagos como alternativa para la lucha contra bacterias multirresistentes.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir actividades de docencia no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios pertinentes.

La evaluación del aprendizaje de los estudiantes se valorará por medio de un examen escrito relacionado con los temas de la asignatura. La nota de este examen representara el 60% de la nota final. Se valorará la preparación, exposición y defensa de un trabajo individual (30% de la nota final) y finalmente la participación en los seminarios de exposición de los trabajos individuales (10% de la nota final). La preparación, exposición y defensa del trabajo individual será de carácter obligatorio.

La evaluación en la convocatoria extraordinaria se realizará por medio de un examen escrito relacionado con los temas de la asignatura y la nota obtenida representara el 100% de la nota final.

De forma excepcional, si las condiciones sanitarias lo requieren, se podrán incluir métodos de evaluación no presencial. En cuyo caso, se informará al estudiantado de los cambios efectuados.

En los casos con derecho a "evaluación diferenciada" debidamente acreditada que conlleven la imposibilidad de participar en actividades presenciales, se podrá sustituir parcial o totalmente la evaluación continua por la realización de tareas no presenciales, o por una prueba específica adicional.  

1. Madigan, M. T., Martinko, J., Bender, K. S., Buckley, D.H., Stahl, D. A. Brock Biología de los microorganismos. 14ª Edición. Pearson Educación, S.A. 2014.
2. Willey, J. M., Sherwood, L. M. and Woolverton, C. J. Microbiología de Prescott, Harley y Klein. 9ª Edición. McGraw-Hill-Interamericana de España, S. A. U. 2014.
3. Alexander N. Glazer and Hirosi Nikaido. Molecular Biotechnology. Fundamentals of applied microbiology. 1995
4. Bernard R. Glick and Jack J. Pasternak. Molecular Biotechnology. Principles & Applications of recombinant DNA. 1994
5. Olano C, Lombó F, Méndez C, Salas JA. 2008. Improving production of bioactive secondary metabolites in actinomycetes by metabolic engineering. Metab Eng. 10: 281-292.
6. Olano, C; Méndez, C; Salas, JA. 2009. Antitumor compounds from actinomycetes: from gene clusters to new derivatives by combinatorial biosynthesis. Natural Product Reports. 26:628-660.
7. Olano, C; Méndez, C; Salas, JA. 2009. Antitumor compounds from marine actinomycetes. Marine Drugs. 7:210-248.
8. Olano, C; Méndez, C; Salas, JA. 2010. Post-PKS tailoring steps in natural products-producing actinomycetes from the perspective of combinatorial biosynthesis. Natural Product Reports. 27:571-616.
9. Olano, C; Méndez, C; Salas, J.A. 2011. Gene clusters for bioactive natural products in actinomycetes and their use in combinatorial biosynthesis. Streptomyces Molecular Biology and Biotechnology, 195-232. Ed.  Caister Academic Press, Norwich, UK.  ISBN 978-904455-77-6.
10. Olano, C; Méndez, C; Salas, J.A. 2011. Molecular insights on the biosynthesis of antitumor compounds by actinomycetes. Microb. Biotechnol. 4:144-164.
11. Olano, C., Méndez, C., and Salas, J.A. 2014. Strategies for the design and discovery of novel antibiotics using genetic engineering and genome mining. Antimicrobial Compounds: Actual strategies and New Alternatives. Villa, Tomas G.; Veiga-Crespo, Patricia (Eds.), Springer-Verlag GmbH Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-642-40443-6.
12. Olano, C., Méndez, C., and Salas, J.A. 2014. Harnessing sugar biosynthesis and glycosylation to redesign natural products and to increase structural diversity.  Natural Products: Discourse, Diversity and Design. Osbourn, Anne; Goss, Rebecca (Eds.), Wiley-Blackwell Publishing, Hoboken, NJ, USA. ISBN 978-1-118-29806-0.