1. INTRODUCCIÓN A LA CÉLULA. Diversidad y características comunes de las células. Todas las células son procariotas o eucariotas. Célula procariota: características generales, pared celular, forma, tamaño, diversidad bioquímica. Célula eucariota: características generales, forma, tamaño, diferencias entre célula animal y célula vegetal. Organización molecular de las células eucariotas: la membrana plasmática, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, el núcleo, lisosomas, peroxisomas, cloroplastos y mitocondrias, el citoesqueleto. La evolución de la célula: la diversidad del genoma y el árbol de la vida; evolución de los genes. Integrando las células en tejidos: organización de las células y clasificación de los tejidos. Tejido epitelial: generalidades, tipos y función. Tejido conectivo: componentes, función. Tejido muscular: clasificación y descripción, función, mecanismo de contracción muscular. Biofísica de la contracción muscular. Tejido nervioso: componentes, funciones, potencial de membrana, transmisión sináptica, estructura-función de los canales iónicos, unión neuromuscular. Biofísica de los canales iónicos. Sangre: componentes y función.
2. FUNDAMENTOS QUÍMICOS. Conceptos básicos de la química de la vida. Propiedades físicas del agua: estructura del agua. El agua como solvente. El efecto hidrofóbico. Ósmosis y difusión. Propiedades químicas del agua: ionización del agua, constante de disociación del agua y pH. Equilibrio químico. Química ácido-base, definición de Brønsted-Lowry, constante de disociación de un ácido, pK y ecuación de Henderson-Hasselbalch. Soluciones tampones, curvas de titulación y el sistema tampón del bicarbonato (sangre-pulmones). Macromoléculas de las células: proteínas, ácidos nucleicos, lípidos. Estructura, función, flujo de la información. Configuración molecular. Conformación molecular. Estereo-especificidad. Aminoácidos. Monosacáridos. Lípidos y membranas biológicas: composición, función, transporte a través de la membrana. Metabolismo y funciones de la célula: fundamentos, bioenergética,
3. PROTEÍNAS: estructura primaria, estructura tridimensional (secundaria, terciaria y cuaternaria). Tipos de proteínas. Enzimas. Estabilidad de las proteínas. Plegamiento de las proteínas. Función de las proteínas: mioglobina y hemoglobina, cooperatividad, proteínas del citoesqueleto y motores moleculares, receptores de membrana. Evolución de las proteínas.
4. ÁCIDOS NUCLEICOS Y LA INFORMACIÓN GENÉTICA: introducción a la estructura de los ácidos nucleicos. La doble hélice de ADN: geometría, flexibilidad, longitud de contorno y longitud de persistencia, superenrollamiento. Fuerzas que estabilizan las estructuras de los ácidos nucleicos. Función de los ácidos nucleicos. Repaso de los procesos de replicación, reparación y recombinación de ADN. Interacciones ADN-proteínas: factores de transcripción, endonucleasas de restricción, estructura del cromosoma eucariótico.
5. CÓMO SE ESTUDIAN LAS CÉLULAS. Visualización, aislamiento, fraccionamiento y cultivo de células. Microscopía óptica: observación de las distintas estructuras celulares y localización de moléculas dentro de las células. Microscopía Electrónica de transmisión y de barrido: métodos y aplicaciones.
6. CÓMO SE ESTUDIAN LAS MOLÉCULAS. Purificación y análisis de proteínas y de ácidos nucleicos: cromatografía, electroforesis, ultracentrifugación. Secuenciación de proteínas y de ácidos nucleicos. Manipulación de ADN: clonado, librerías de ADN, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), aplicaciones de la tecnología del ADN recombinante. RMN, cristalografía de rayos-X. Pinzamiento zonal de membrana (patch-clamp) para el estudio de canales iónicos: concepto y aplicaciones. Microscopías de alta resolución para el estudio de biomoléculas. Introducción, principios básicos, métodos relacionados y aplicaciones. Microscopías de barrido por sonda para el estudio desde moléculas individuales hasta las células. Métodos de visualización y manipulación de moléculas individuales: AFM-espectroscopía de fuerza, pinzas ópticas, CARS.
