Guía docente de Microbiología Aplicada a Bioprocesos Industriales (M43/56/3/23)

Estructura y organización microbiana. Microorganismos industriales: Conservación, preparación y manipulación. Metabolismo microbiano y su importancia en los procesos industriales. Fermentaciones industriales. Fermentaciones sumergidas. Fermentación en estado sólido. Los microorganismos como fábricas celulares. Ingeniería genética y metabólica. Microbiología sintética.

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR".

1. Diferenciar claramente las distintas clases de microorganismos en cuanto a su estructura celular y otras características distintivas.
2. Conocer los principales microorganismos utilizados en la industria de bioprocesos y las características e interacciones de los mismos.
3. Formular medios de cultivo, tanto definidos como complejos, para diferentes aplicaciones.
4. Entender el funcionamiento y la forma de operación de los fermentadores industriales y los distintos tipos empleados, sus requerimentos y aplicaciones.
5. Entender el papel de los bioprocesos en el marco de la economía circular y ser capaz de plantearlos como alternativa a los procesos tradicionales.
6. Conocer los principios básicos de la biología molecular, y comprender las interacciones que tienen lugar entre los elementos más relevantes de las células.
7. Conocer las principales técnicas de modificación genética de microorganismos y células.
8. Diseñar estrategias para la producción de organismos modificados genéticamente mediante plásmidos y aprovechar sus nuevas características biológicas con fines biotecnológicos.
9. Conocer los principios básicos de la biología sintética y el diseño y aplicación de circuitos genéticos.
10. Adquirir la capacidad para manejar correctamente los instrumentos y herramientas para el cultivo de microorganismos en el laboratorio en cultivos sólidos y líquidos.
11. Diseñar e interpretar el comportamiento de biosensores.

• T1. Estructura, función y metabolismo celular. Introducción e historia de la microbiología. Tipos de organización celular. Células procariotas y eucariotas. Metabolismo celular: Catabolismo, anabolismo y mecanismos de regulación y control. Fermentación y respiración celular.
• T2. Microbiología Molecular. Conceptos básicos de los mecanismos de transcripción y traducción (de ADN a proteínas). Factores de transcripción y otros mecanismos de regulación en microorganismos. Mecanismo de acción de la las ADN y ARN polimerasas y ribosomas. PCR y sus aplicaciones biotecnológicas.
• T3. Ingeniería genética y metabólica de aplicación industrial. Técnicas para optimizar el rendimiento de procesos biotecnológicos: mutagénesis y adaptación evolutiva y expresión heteróloga de genes.  Técnicas de modificación genética de microorganismos: clonado, vectores y CRISPR-Cas.
• T4. Biología sintética. Conceptos básicos de la biología sintéticia: partes, dispositivos y sistemas. Aplicaciones de sistemas biológicos. Impacto de la biología sintética en la sociedad.
• T5. Microorganismos de interés industrial y medios de cultivo. Microorganismos de aplicación industrial. Interacción entre microorganismos. Cocultivos. Medios de cultivo: componentes y aplicaciones. Medios complejos y su importancia en la economía circular.
• T6. Procesos de fermentación industrial. Crecimiento de microorganismos. Fermentadores industriales. Fermentación sumergida y sólida. Estudio de casos.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

• P1. Cultivo y crecimiento de microorganismos en placa
• P2. Transformación de células competentes
• P3. Expresión heteróloga de proteínas

PRÁCTICAS CON ORDENADOR

• P4. Simulación de una fermentación industrial con SuperPro Designer

Scragg, A. (1996). Biotecnología para ingenieros: Sistemas biológicos en procesos tecnológicos. México: Limusa. Disponible en despacho profesor

Brock, T. D., & Madigan, M. T. (2019). Brock biology of microorganisms (15th ed.). Pearson. Disponible en la biblioteca UGR.

Wood, D. H., Sandman, K. M., Willey, J. M., Willey, J. M., Wood, D. H., & Willey, J. M. (2020). Prescott’s microbiology (11th edition). McGraw-Hill Higher Education. Disponible en la biblioteca UGR (Recurso electrónico)

Doran, P. M. (2013). Bioprocess engineering principles (2nd edition.). Elsevier. Recurso electrónico-Disponible en la biblioteca UGR.

Freemont, P.S., Kitney, R.I., & Baldwin, G. (2016). Synthetic biology a primer (Rev. ed.). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Disponible en la biblioteca UGR (Recurso electrónico)

Clark, D. P., Pazdernik, N. J., & McGehee, M. R. (2019). Molecular biology (3rd  edition.). Academic Press is an imprint of Elsevier. Disponible en biblioteca UGR (Recurso electrónico)

Lehninger, A. L., Cox, M. M., & Nelson, D. L. (2019). Lehninger principios de bioquímica (7ª ed.). Barcelona : Omega. Disponible en biblioteca UGR.

Para acceder a la documentación en formato electrónico es necesario estar conectado al campus virtual inalámbrico de la UGR (red eduroam) o usar conexión VPN.

JOVE (Journal of Visualized Experiments). Vídeos educacionales (Biología Básica): https://www.jove.com/es/education/basicbio

JOVE (Journal of Visualized Experiments). Vídeos educacionales (Biología Avanzada): https://www.jove.com/es/education/advnbio

JOVE (Journal of Visualized Experiments). Vídeos educacionales (Ciencias Ambientales): https://www.jove.com/es/education/envirosci

Para acceder a la documentación en formato electrónico es necesario estar conectado al campus virtual inalámbrico de la UGR (red eduroam) o usar conexión VPN.

- SuperPro Designer: Simulador de bioprocesos

- SBOL Canvas: Web que permite construir circuitos genéticos usando la simbología estandarizada SBOL

En la evaluación ordinaria todo el alumnado seguirá la evaluación continua, excepto aquellos casos en los que se haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

La calificación final se obtendrá como la media ponderada, según los porcentajes especificados, de las siguientes actividades:

• Cuestionarios de evaluación (escritos / on-line) sobre el temario completo de la asignatura: 50%
• Informes de prácticas: 25%
• Ejercicio de simulación en SuperPro Designer, resolución en grupo: 25%

Para poder superar la asignatura por evaluación continua será necesario una calificación mínima de 5 sobre 10 en los cuestionarios de evaluación, así como la asistencia a las sesiones de prácticas y la entrega de los informes correspondientes y del ejercicio de simulación.

A la evaluación extraordinaria podrá concurrir todo el alumnado, con independencia de que haya seguido o no la evaluación continua. De esta forma el estudiante tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación en esta convocatoria.

Se realizará en un acto único, donde se evaluarán los conocimientos y competencias trabajados en la asignatura, mediante los instrumentos siguientes:

• Examen escrito compuesto por cuestiones sobre el temario completo de la asignatura: 50% de la nota final.
• Ejercicio práctico en el que el alumno tendrá que ejecutar de forma autónoma alguna de las tareas realizadas en las sesiones prácticas de laboratorio y/o de ordenador: 50% de la nota final

Para poder superar la asignatura en la evaluación extraordinaria será necesario obtener una nota mínima de 5 sobre 10 en cada una de las pruebas anteriores (examen escrito y ejercicio práctico).

Aquellos estudiantes que hayan seguido la evaluación continua y realizado las sesiones prácticas, podrán conservar, si así lo desean, las notas obtenidas en los informes de prácticas y en el ejercicio de simulación y estarán exentos de este modo de realizar el ejercicio práctico en la evaluación extraordinaria.

Las pruebas de la evaluación única final constarán de:

• Examen escrito compuesto por cuestiones sobre el temario completo, teórico y práctico, de la asignatura: 50% de la nota final.
• Ejercicio práctico en el que el alumno tendrá que ejecutar de forma autónoma alguna de las tareas realizadas en las sesiones prácticas de laboratorio y/o de ordenador: 50% de la nota final

Para poder superar la asignatura en la evaluación única final será necesario obtener una nota mínima de 5 sobre 10 en cada una de las pruebas anteriores (examen escrito y ejercicio práctico).

Medidas preventivas en los laboratorios de prácticas

El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.

En el siguiente enlace (https://ssp.ugr.es/informacion/noticias/medidas-preventivas-generales-laboratorios-talleres) se adjunta una guía dirigida a estudiantado y profesorado con información relativa a buenas prácticas para los laboratorios experimentales docentes. En dicha guía se proporciona la información relativa a los principales riesgos para la seguridad y la salud asociados a las prácticas docentes en laboratorios, así como las medidas preventivas necesarias para eliminar y/o minimizar dichos riesgos. También se informa sobre el procedimiento a seguir en caso de accidente y cómo proporcionar un primer auxilio.

Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE)

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la Normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016.