Pasos a seguir ...
- Proyecto Inicial
- Situación de partida
- Objetivos
- Repercusión en el aula
- Actuaciones
- Recursos y apoyos
- Estrategias e indicadores para la valoración del trabajo
Proyecto inicial
Situación de partida
Este grupo surge para introducirnos en el manejo de programas y herramientas bioinformáticas entre el profesorado del módulo de Biología Molecular, para su posterior aplicación en el aula.
En la actualidad no se vienen utilizando programas bioinformáticos (a excepción de las bases de datos) en las clases de Biología Molecular. Este tipo de aplicaciones, programas o herramientas bioinformáticas no presentan complejidad para el alumnado y pueden ser asumidos perfectamente por los técnicos de laboratorio, que de hecho los utilizan en los laboratorios de Biología Molecular.
Por ello, vemos necesario el desarrollo de este grupo de trabajo para introducirnos en la materia y poder llevarla al aula. Asimismo, la visualización de cómo pueden representarse cadenas de ADN sobre un documento (sabiendo que estas cadenas son invisibles al ojo humano) es muy útil para que adquieran determinados aprendizajes. Complementan los fundamentos teóricos, y por supuesto, las técnicas.
Estos programas son necesarios para el diseño de experimentos de Biología Molecular, así como para analizar los resultados obtenidos, permitiendo establecer diagnósticos clínicos fiables, como puede ser el análisis de secuenciaciones de ADN.
El desarrollo que la bioinformática está teniendo en la actualidad hace esencial su puesta en marcha y actualización permanente en las aulas para el aprendizaje de la Biología Molecular, ya que no existe ningún laboratorio que pueda prescindir del apoyo informático.
Objetivos
El objetivo de este grupo de trabajo es formarnos en el uso de nuevos programas bioinformáticos de fácil aplicación, que son ampliamente usados en los laboratorios de Biología Molecular, siendo esenciales para el diseño experimental y el análisis de los resultados.
Repasaremos las aplicaciones de software libre ofrecidas en internet para llevar a cabo diferentes tareas fundamentales en el laboratorio de Biología Molecular como son:
| OBJETIVO 1 | Diseño de oligos o cebadores para realizar PCR. Para amplificar una secuencia mediante la técnica de la PCR (la técnica más básica y universal de la Biología Molecular) es necesario disponer de dos oligos (primers). Estos son el FORWARD y el REVERSE. En la teoría se explican ampliamente estos conceptos, pero no se llevan a la práctica en el ordenador. El objetivo es disponer de una secuencia de ADN (en formato FASTA), que desea amplificarse, y a partir de ahí, aplicar los protocolos que nos permiten diseñar los primers e incluso saber cómo comprarlos en una empresa para que una vez que sean recibidos en el laboratorio podamos realizar la PCR. |
| OBJETIVO 2 | Manejo de los sitios de corte con enzimas de restricción para verificación de diferentes fenotipos. Las enzimas de restricción son esenciales para clonar fragmentos de ADN. Para poder diseñar qué enzima debemos usar, primero tenemos que conocer qué sitios de corte tiene una secuencia determinada. Aquí entran en juego las aplicaciones que nos permiten saber qué enzimas de restricción cortarán en la secuencia analizada con los programas informáticos. |
| OBJETIVO 3 | Utilización del programa Chromas Lite, usado en la lectura y análisis de los fragmentos de ADN que han sido enviados para su secuenciación. En los contenidos del módulo se explican ampliamente todas las técnicas de secuenciación, pero es interesante saber que una vez que se secuencia un fragmento de ADN, esta secuencia debe ser abierta con programas específicos (como el Chromas) para su manipulación. Sin este programa no podremos analizar los resultados de las secuenciaciones. |
| OBJETIVO 4 | Utilización de programas para el alineamiento de dos secuencias de ADN, de manera que podamos compararlas y detectar mutaciones. Una vez que hemos secuenciado una muestra problema (por ejemplo el gen de un paciente para el diagnóstico de una enfermedad genética), debemos ser capaces de comparar la secuencia problema con el gen sano de referencia. Esta comparación nos va a permitir detectar si el gen del paciente presenta una mutación, o por el contrario su gen no presenta mutaciones y el paciente no padece dicha enfermedad. |
| OBJETIVO 5 | Manejo de bases de datos genéticas. Las bases de datos genéticas son una herramienta imprescindible en cuanto nos permite disponer en cualquier momento de todas las secuencias de genes que han sido secuenciados. No solo podemos encontrar genes humanos, sino de cualquier especie, tales como bacterias, hongos, virus, etc. Existen incluso bases de datos de genes con las mutaciones que dan lugar a enfermedades genéticas, a cáncer, etc. Es importante familiarizarnos con su uso, y que seamos capaces de descargarnos las secuencias en formato FASTA para poder trabajar con ellas. |
Repercusión en el aula
l tema de este grupo de trabajo es relevante pues pretende enriquecer la metodología de las enseñanzas del módulo de Biología Molecular, formando al profesorado en las herramientas bioinformáticas.
Los conocimientos adquiridos en este grupo de trabajo podrán ser implementados posteriormente en el aula. De esta forma no nos quedaremos atrás en la proyección que tiene el campo de la bioinformática.
Se pretende que el alumnado pueda elegir entre diferentes herramientas informáticas en situaciones concretas y pueda manejar con soltura las mismas.
El uso de programas informáticos permite aplicar de otra manera las TICs, así como promover la motivación del alumnado. Además, estos programas pueden resultar de ayuda y apoyo en la comprensión de muchos de los conceptos teóricos.
Entre otros, los beneficios para el alumnado serían:
- El aprendizaje de diferentes herramientas y aplicaciones bioinformáticas esenciales en la práctica de la Biología Molecular
- La adquisición de competencias en el manejo informático, lo que les facilitará el aprendizaje de nuevas herramientas
- La soltura en el manejo de bases de datos genéticas
- Mejora en el manejo de secuencias de ADN en formato FASTA
- Aumento de la motivación con la introducción de nuevas y novedosas TICs desconocidas para ellos
-La facilitación y apoyo en el aprendizaje de contenidos teóricos del módulo
Actuaciones
| Actuación | Temporización | Responsable |
| Introducción y planificación
Sesión 1 (diseño de primers y enzimas de restricción)
Sesión 2 (Secuenciación y alineamiento de secuencias)
Sesión 3 (Manejo de bases de datos)
| Primer trimestre
Primer trimestre
Segundo trimestre
Tercer trimestre | Carla Callejo García
Carla Callejo García
Carla Callejo García
Carla Callejo García |
Recursos y apoyos
| Tipo de Recurso | Descripción del recurso |
| Todos los recursos que vamos a emplear a corresponden a programas gratuitos para descargar, o bien, aplicaciones web de software libre http://sabina.anzlovar.com/calc/acgt.cgi http://www.bioinformatics.org/sms/rev_comp.html
http://nc2.neb.com/NEBcutter2/
http://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/
| Diseño de oligos: Análisis de sitios de corte con enzimas de restricción Alineamiento de secuencias: Descarga de programa de análisis de secuencia (Chromas) |
Estrategias e indicadores para la valoración del trabajo
| Indicadores | Instrumentos | Lugar (Evidencia) |
| Diseño de primers (Objetivo 1)
| Elección de primer FORWARD y REVERSE sobre una secuencia de ADN
Cambio del primer forward
Verificación de las temperaturas de annealing | SI/NO. Se han cumplido satisfactoriamente los indicadores.
Con la ayuda de los programas necesarios, a partir de una secuencia somos capaces de diseñar los primers correspondientes para amplificar dicha secuencia |
| Enzimas de restricción (Objetivo 2)
| Carga de secuencias al programa
Establecimiento de los sitios de corte de dicha secuencia
| SI/NO. Se han cumplido satisfactoriamente los indicadores.
Utilizamos programas que nos permiten saber qué enzimas de restricción cortan en la secuencia de ADN y cuántas veces lo hacen |
| Chromas Lite (Objetivo 3)
| Apertura de secuenciaciones con el programa Chromas Lite
Edición de secuencias | SI/NO. Se han cumplido satisfactoriamente los indicadores.
Apertura de muestras provenientes de la secuenciación con el programa Chromas para editar secuencias |
| Alineamiento de secuencias (Objetivo 4)
| Carga de las secuencias a comparar en el programa
Análisis de los resultados | SI/NO. Se han cumplido satisfactoriamente los indicadores.
Emplear las aplicaciones para el alineamiento de secuencias que permitan detectar si existen mutaciones en una secuencia |
| Bases de datos (Objetivo 5)
| Práctica con diferentes webs de bases de datos
Descarga de secuencias desde bases de datos en formato FASTA
| SI/NO. Se han cumplido satisfactoriamente los indicadores.
Uso de las bases de datos para encontrar y descargar las secuencias de ADN de diferentes genes tanto de humanos como de otras especies |
