Dirigido a

Este programa está dirigido a profesionales, técnicos con experiencia laboral y estudiantes avanzados de pregrado que buscan adentrarse en el apasionante mundo de la biología molecular aplicada, de diversas disciplinas como Ciencias Biológicas, Ingeniería, Química, Farmacéuticos, Científicos de Datos, Biotecnología, medicina y áreas afines.  

Requisitos: Dado que el programa incluye un curso fundamental de biología molecular, no es necesario que los participantes tengan una formación previa profunda en ciencias biológicas. Sin embargo, es importante que cuenten con una base educativa sólida y estén motivados para aprender y aplicar nuevas tecnologías biotecnológicas. 

Objetivos

Al finalizar el programa, el estudiante estará en capacidad de:

1. Diseñar y Optimizar Vectores de Expresión para la producción de proteínas recombinantes, aplicando principios avanzados de biología molecular y técnicas de clonación para su uso en biomedicina, biotecnología industrial y producción de proteínas terapéuticas.
2. Manejar y Aplicar Herramientas Bioinformáticas esenciales en la biología molecular, utilizando bases de datos y software especializado para el análisis de secuencias genéticas y proteicas, lo que le permitirá realizar investigaciones y desarrollos en campos como la genética, la biotecnología y la biomedicina.
3. Comprender y Aplicar el Sistema CRISPR-Cas para edición genética, incluyendo el diseño de guías específicas, manipulación de genes y evaluación de resultados, permitiéndole abordar proyectos de edición genética en investigación y desarrollo biotecnológico.
4. Diseñar y Construir Circuitos Genéticos en el contexto de la biología sintética, integrando conocimientos para la creación de sistemas biológicos programables, aplicables en medicina, agricultura y medio ambiente, y desarrollando competencias para enfrentar retos de diseño en biotecnología moderna.
5. Aplicar Técnicas Avanzadas de Análisis de ADN, ARN y Proteínas, desarrollando habilidades en el manejo de bases de datos y herramientas bioinformáticas que permitan el análisis molecular en proyectos de innovación y desarrollo en la industria biotecnológica.
6. Interpretar y Analizar Resultados de Edición Genética y Biología Sintética, desarrollando la capacidad de evaluar datos experimentales y realizar ajustes necesarios en sistemas biológicos, garantizando la eficacia de sus aplicaciones en diversos contextos industriales, médicos y ambientales.

Metodología

El Programa combina sesiones teóricas con actividades prácticas en una estructura balanceada que permite a los estudiantes no sólo adquirir conocimientos conceptuales, sino también aplicarlos en escenarios reales de laboratorio, prácticas computacionales y simulaciones. La metodología está centrada en un enfoque activo y participativo, orientado a la resolución de problemas y el aprendizaje basado en proyectos. 

Contenido

Curso 1. Biología Molecular: La Ciencia Detrás de la Innovación Genética

Sesión 1:Introducción a la Biología Molecular

• Objetivos: Introducción a los conceptos clave en biología molecular.
• Temas: Estructura y función del ADN, ARN y proteínas; flujo de la información genética (Dogma Central).

Sesión 2: Estructura y Función de Proteínas 

• Objetivos: Entender la relación entre la estructura de las proteínas y su función biológica.
• Temas: Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de proteínas; plegamiento y dominios.

Sesión 3 Práctica Computacional: Búsqueda y Análisis de Estructuras de Proteínas 

• Objetivos: Explorar bases de datos de estructuras proteicas y analizar su función.
• Temas: Uso de herramientas en PDB para la búsqueda de estructuras de proteínas.

Sesión 4: Estructura del ADN y Replicación 

• Objetivos: Comprender la estructura del ADN y los mecanismos de replicación.
• Temas: Doble hélice del ADN, bases nitrogenadas, ADN polimerasas, y proceso de replicación.

Sesión 5: Transcripción y Traducción 

• Objetivos: Comprender los mecanismos de transcripción del ADN a ARN y la síntesis de proteínas.
• Temas: ARN polimerasa, procesamiento del ARN, ribosomas y codificación genética.

Sesión 6: Práctica Computacional: Introducción a NCBI y Bases de Datos 

• Objetivos: Familiarizarse con la plataforma NCBI y aprender a buscar información sobre secuencias genéticas.
• Temas: Uso de la base de datos de secuencias, búsqueda de genes, estructuras y proteínas.

Sesión 7: Mutaciones y Reparación del ADN 

• Objetivos: Explorar los tipos de mutaciones y los mecanismos de reparación del ADN.
• Temas: Tipos de mutaciones (puntuales, inserciones, deleciones), reparación por escisión, y otros sistemas de corrección.

Sesión 8: Regulación de la Expresión Génica 

• Objetivos: Comprender cómo se regula la expresión de genes en células procariotas y eucariotas.
• Temas: Operón lac, factores de transcripción, epigenética y regulación postranscripcional.

Sesión 9: Práctica Computacional: Análisis de Secuencias y Herramientas Bioinformáticas 

• Objetivos: Desarrollar competencias en el uso de herramientas bioinformáticas para el análisis de secuencias.
• Temas: Análisis de secuencias genómicas, alineamientos, BLAST y predicción de estructuras proteicas.

Sesión 10: Herramientas de Biología Molecular 

• Objetivos: Conocer las principales herramientas y técnicas utilizadas en biología molecular.
• Temas: PCR, clonación de genes, electroforesis en gel, secuenciación de ADN.

Curso 2. Vectores de Expresión: Innovación en Biotecnología Celular

Sesión 1: Introducción a los Vectores de Expresión 

Objetivos: Entender la importancia y el rol de los vectores de expresión en biotecnología.

Temas:

• Definición y tipos de vectores de expresión.

• Estructura y componentes esenciales: promotores, ORF, terminadores, y marcadores de selección.

• Comparación de vectores en sistemas procariontes (bacterias) y eucariontes (levaduras, hongos, células de mamíferos).

• Aplicaciones de los vectores de expresión en la producción de proteínas recombinantes.

Sesión 2: sesión práctica

Búsqueda y análisis de secuencias de vectores comunes en bases de datos bioinformáticas.

Sesión 3: diseño y Construcción de Vectores de Expresión 

Objetivos: Desarrollar competencias en el diseño de vectores de expresión específicos para diferentes aplicaciones.

Temas:

• Estrategias para el diseño de vectores según la aplicación.

• Herramientas y software para la edición y simulación del diseño de vectores.

• Selección de sistemas celulares adecuados: bacterias, levaduras, hongos filamentosos, plantas, células de mamíferos, etc.

• Clonación molecular: técnicas de inserción de genes de interés en vectores.

Sesión 4 Sesión práctica: 

Diseño de un vector y simulación del proceso de clonación molecular usando Benchling. 

Sesión 5 Sistemas de Expresión y Optimización

Objetivos: Aprender a optimizar sistemas de expresión para maximizar la producción de proteínas recombinantes.

Temas: 

• Sistemas de expresión en bacterias, levaduras, y hongos: diferencias y ventajas.

• Factores que afectan la expresión: características de secuencias, temperatura, medios de cultivo, y concentración de inductores.

• Comparación de plataformas tradicionales y emergentes para producción a escala industrial.

Sesión 6 Purificación y Análisis de Proteínas Recombinantes 

Objetivos: Familiarizarse con los métodos de purificación y caracterización de proteínas producidas.

Temas:

• Principios de purificación de proteínas: cromatografía de afinidad, intercambio iónico, y filtración en gel.

• Técnicas de análisis de proteínas: SDS-PAGE, espectrometría de masas, y ensayos de actividad.

• Evaluación de la calidad y funcionalidad de las proteínas recombinantes.

• Estrategias para mejorar la pureza y el rendimiento de la proteína final.

Sesión 7: sesión práctica: 

Ensayos de expresión en cultivos de bacterias y levaduras bajo diferentes condiciones, evaluando su rendimiento

Sesión 8 : Aplicaciones Industriales y Proyectos en Biotecnología 

Objetivos: Integrar los conocimientos adquiridos para su aplicación en el diseño de proyectos biotecnológicos.

Temas:

• Casos de éxito en la industria: producción de biofármacos, enzimas industriales y proteínas para la investigación.

• Aplicaciones emergentes de los vectores de expresión en sistemas no convencionales (hongos filamentosos, microbios heterólogos).

• Escalado industrial de la producción de proteínas recombinantes.

• Aspectos regulatorios y normativos en la producción de proteínas recombinantes.

Sesión 9 sesión práctica: 

Purificación de una proteína recombinante producida en un sistema bacteriano, y análisis de su pureza mediante SDS-PAGE.

Sesión 10 sesión práctica: 

Diseño de un proyecto de producción de una proteína recombinante para una aplicación específica, evaluando todos los aspectos técnicos.

Curso 3. Dominando CRISPR-Cas: De la Teoría a la Práctica en Edición Genética

Sesión 1 Introducción a CRISPR-Cas y la Edición Genética

Objetivo: Proporcionar a los estudiantes una base teórica sólida sobre el sistema CRISPR-Cas y sus aplicaciones.

Temas: 

Fundamentos de CRISPR-Cas

• Historia y descubrimiento del sistema CRISPR-Cas.

• Tipos de CRISPR-Cas y su mecanismo de acción.

• Componentes esenciales: ARN guía (gRNA), proteína Cas, y ADN diana.

Sesión 2

Aplicaciones de CRISPR-Cas en Edición Genética

• Edición de genes en organismos modelo.

• CRISPR como herramienta de investigación en biología y medicina.

• Casos de estudio: Terapias génicas y mejora de cultivos.

Tendencias y Avances en CRISPR-Cas

• Evolución de las técnicas CRISPR-Cas9, Cas12, y Cas13.

• CRISPR en medicina de precisión y terapias génicas.

Sesión 3 Diseño y Planificación de Experimentos con CRISPR-Cas 

Objetivo: Enseñar a los estudiantes a diseñar y planificar experimentos de edición genética utilizando CRISPR-Cas. 

Sesión práctica: Diseño de Secuencias Guía (gRNA) 

• Herramientas bioinformáticas para el diseño de gRNA.

• Selección del objetivo genético: Eficiencia y especificidad.

• Optimización de gRNA para minimizar efectos fuera del objetivo (off-target).

Sesión 4 Métodos de Entrega de CRISPR en Células y Organismos

Temas:

• Introducción a métodos de transfección: Plásmidos, RNPs, vectores virales.

• Selección del sistema de entrega adecuado según el tipo de célula o tejido.

• Casos de estudio: Edición en células humanas, bacterias, y organismos modelo.

Sesión 5 Planificación Experimental y Control de Calidad

• Diseño de controles experimentales: Positivos, negativos y off-target.

• Estrategias para la validación de ediciones exitosas.

• Herramientas de análisis de resultados: PCR, secuenciación, y análisis bioinformático.

Sesión 6 Bioética y Regulación en Edición Genética 

Objetivo: Fomentar el entendimiento de los aspectos éticos y regulatorios en el uso de CRISPR-Cas.

Temas:

• Consideraciones Éticas de la Edición Genética

1. Aspectos éticos en la modificación genética de organismos.
2. Edición genética en humanos: Controversias y limitaciones.

• Marcos Regulatorios y Normativos

1. Legislación vigente sobre la edición genética en América Latina y el mundo.
2. Buenas prácticas y manejo responsable de CRISPR en la investigación y la industria.

Sesión 7 Prácticas de Laboratorio en Edición Genética 

Temas:

1. Generación del gRNA para su evaluación in vitro
2. Procesamiento del blanco por la Cas9 in vitro

Sesión 8 Análisis de Resultados y Aplicaciones Prácticas 

Objetivo: Capacitar a los estudiantes para interpretar los resultados de la edición genética y aplicar el conocimiento en contextos biotecnológicos.

Temas:

• Análisis de Eficiencia y Efectos Fuera del Objetivo

1. Herramientas bioinformáticas para el análisis de efectos fuera del objetivo (off-target).
2. Evaluación de la eficiencia de la edición en bacterias y levaduras.
3. Técnicas de secuenciación y su interpretación para confirmar ediciones exitosas.

• Aplicaciones Prácticas en Biotecnología

1. Casos de éxito en la industria biotecnológica: edición de microorganismos para la producción de enzimas, bioetanol, y otros productos de interés industrial.
2. Discusión de ejemplos prácticos: cómo se utilizan las bacterias y levaduras editadas genéticamente en procesos industriales y agrícolas.

Sesión 9 Prácticas de Laboratorio en Edición Genética 

Objetivo: Desarrollar habilidades prácticas para aplicar CRISPR-Cas en experimentos de edición genética.

Temas:

Edición Genética en Bacterias 

• Preparación del experimento:

1. Transformación de bacterias con plásmidos CRISPR-Cas.
2. Introducción de la secuencia guía (gRNA) para un gen de interés.

• Edición y selección de bacterias editadas:

1. Cultivo de bacterias transformadas.
2. Selección de colonias exitosas mediante resistencia a antibióticos y otros marcadores.

• Verificación de la edición:

1. Análisis de ADN bacteriano mediante PCR.
2. Confirmación de la edición por secuenciación de ADN.

Curso 4. Biología Sintética: Diseño y Construcción de Sistemas Biológicos Programables

Sesión 1 Fundamentos y Principios de la Biología Sintética 

Objetivos: Introducir los conceptos básicos y la importancia de la biología sintética.

Temas:

• Historia y evolución de la biología sintética.

• Diferencias entre ingeniería genética tradicional y biología sintética.

• Diseño modular y estandarización de componentes biológicos.

• Introducción a los circuitos genéticos y sistemas biológicos programables.

• Ética y aspectos regulatorios en la biología sintética.

Sesión 2 Sesión práctica:

Búsqueda y análisis de ejemplos de circuitos genéticos básicos en bases de datos públicas (BioBricks, Registry of Standard Biological Parts).

Sesión 3 Diseño de Circuitos Genéticos 

Objetivos: Desarrollar habilidades para diseñar y ensamblar circuitos genéticos modulares.

Temas:

• Principios de diseño de circuitos genéticos: promotores, represores, operones y amplificadores.

• Herramientas y software de simulación de circuitos biológicos 

• Circuitos lógicos biológicos: puertas AND, OR y NOT.

Sesión 4 Sesión práctica: 

Diseño y simulación de un circuito genético simple en software, ajustando las variables para observar su comportamiento en diferentes condiciones.

Sesión 5 Herramientas de Construcción de Organismos Sintéticos

Objetivos: Adquirir competencias en la edición genética avanzada y la creación de sistemas biológicos sintéticos.

Temas:

• Técnicas de clonación molecular y construcción de plásmidos.

• Estrategias de ensamblaje modular: Golden Gate y BioBricks.

• Modificación genética de bacterias y levaduras para expresar circuitos sintéticos.

• Optimización de condiciones de cultivo para organismos sintéticos.

Sesión 6 Aplicaciones Industriales, Médicas y Ambientales de la Biología Sintética

Objetivos: Aplicar los principios de biología sintética en proyectos reales y explorar sus aplicaciones en diversas áreas.

Temas:

• Biología sintética en la medicina: biosensores, terapias génicas y producción de biofármacos.

• Aplicaciones industriales: producción de biocombustibles, bioquímicos y biomateriales.

• Soluciones ambientales: biorremediación y captura de carbono con organismos sintéticos.

• Futuras tendencias en biología sintética y sus impactos en la industria.

Sesión 7 Sesión práctica: 

Ensamble experimental de piezas estandarizadas de BioBricks utilizando técnicas de clonación molecular.

Sesión 8 Proyecto Final de Diseño de Organismos Sintéticos

Objetivos: Integrar los conocimientos y habilidades adquiridos para desarrollar un proyecto de biología sintética.

Temas:

• Etapas de diseño de un proyecto en biología sintética.

• Evaluación de viabilidad, riesgos y aspectos regulatorios.

• Presentación y justificación de la propuesta de un organismo sintético para una aplicación específica.

• Herramientas de planificación experimental y simulación.

Sesión 9 Sesión práctica: 

Desarrollo de un proyecto grupal donde los estudiantes diseñarán un organismo sintético para una aplicación médica, industrial o ambiental. Incluye simulación del comportamiento del sistema biológico programado.

Sesión 10 Sesión práctica: 

Evaluación del comportamiento y la eficiencia de un circuito genético bajo diferentes condiciones experimentales.

Profesores

Condiciones

Eventualmente la Universidad puede verse obligada, por causas de fuerza mayor a cambiar sus profesores o cancelar el programa. En este caso el participante podrá optar por la devolución de su dinero o reinvertirlo en otro curso de Educación Continua que se ofrezca en ese momento, asumiendo la diferencia si la hubiere.

La apertura y desarrollo del programa estará sujeto al número de inscritos. El Departamento/Facultad (Unidad académica que ofrece el curso) de la Universidad de los Andes se reserva el derecho de admisión dependiendo del perfil académico de los aspirantes.

Relacionados

• Ciencias Biológicas