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Título : Implementación del Laboratorio de Bioinformática aplicada a las Biomoléculas
Autor : Vazquez Medrano, Josefina
Fecha de publicación : 2012
Resumen : La bioinformática es actualmente una herramienta indispensable para el desarrollo de la biología, muchos de los avances que se producen hoy en día están relacionados en alguna medida con ella. Existen instituciones públicas y servidores en Internet que contienen bases de datos extremadamente útiles. En ellas se pueden encontrar datos de genes implicados en enfermedades humanas, de proteínas que han sido cristalizadas, de geles de electroforesis realizados en 2 dimensiones, de enzimas de restricción, etc. También están disponibles múltiples programas que permiten manipular la información contenida en las bases de datos antes mencionadas, es posible alinear secuencias de genes y obtener arboles filogenéticos, realizar alineamientos de secuencia o de estructura de proteínas, hacer experimentos in silico, para planear los experimentos in vitro, etc. Pero todas esas herramientas son inútiles sin saber encontrarlas y como utilizarlas. En la carrera de Biología de la FES Iztacala, no existe aún un laboratorio de bioinformática. En este proyecto se plantea la implementación del laboratorio de Bioinformática aplicada a la Biología Celular, la Bioquimica y las Biomoléculas, para que los alumnos del Módulo de Biomoléculas integren a su formación la aplicación de las herramientas bioinformáticas, con las que seguramente entrarán en contacto en su ejercicio profesional o en la continuación de sus estudios. De esta forma se promoverán las competencias que deben desarrollar los egresados de la carrera de Biología, en lo que respecta al conocimiento, interpretación y manejo de técnicas actuales, al mismo tiempo que se fomenta en los profesores el uso de una herramienta muy útil para la enseñanza de las ciencias.
URI : http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/4664
metadata.dc.contributor.responsible: Vazquez Medrano, Josefina
metadata.dcterms.callforproject: 2012
metadata.dc.coverage.temporal: 2012-2015
metadata.dcterms.educationLevel: nivel superior
metadata.dcterms.educationLevel.SEP: Licenciatura
metadata.dc.description.objective: General: Montar el laboratorio de bioinformática aplicada al estudio de las biomoéculas, para alumnos del módulo de Biomoléculas de la carrera de Biología de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala. Particulares: Instalar y equipar el laboratorio de bioinformática aplicada a las biomoléculas. Adecuar y estandarizar los métodos in silico para que sean utilizados en el Módulo de Biomoleculas. Publicar un manual de prácticas in silico en el que se describan los ejercicios a desarrollar por los alumnos. Realizar un taller para los profesores del Módulo de Biomoleculas, sobre el uso de las herramientas disponibles en el laboratorio de bioinformática aplicada a las biomoléculas. Elaborar instrumentos de evaluación para que los profesores que trabajen estas técnicas con sus alumnos puedan determinar el avance en el aprendizaje.
metadata.dc.description.hypothesis: Biología es una carrera científica, cuyos egresados pueden ejercer en diferentes campos ambientales, industriales, agropecuarios, de investigación, etc. Todos estos campos de desarrollo profesional en los que los biólogos pueden incidir están influenciados, de una u otra forma, por la aplicación de herramientas bioinformáticas, por lo que es indispensable que los alumnos de la carrera de Biología conozcan y utilicen estas técnicas, como parte de las competencias que deben poseer para desempeñarse en diferentes campos del desarrollo científico y tecnológico.
metadata.dc.description.strategies: Primer año Adquisición e instalación del equipo y materiales necesarios para las técnicas propuestas en este proyecto, estandarización de las mismas en el laboratorio del módulo de biomoléculas de la carrera de biología de la FES Iztacala, destinando un cubículo de los ya existentes en la planta baja del L-501. Las actividades prácticas se diseñarán incluyendo un fundamento teórico, la redacción del método a seguir y una guía para la interpretación de los resultados; se desarrollará una actividad práctica in silico por unidad temática del programa del módulo de biomoléculas. Las actividades prácticas serán realizadas por todos los alumnos inscritos en el módulo de Biomoléculas de la Carrera de Biología, de la siguiente manera: Entrarán al laboratorio de Bioinformática en equipos de entre 6 y 7 alumnos para que entre todos desarrollen el procedimiento práctico descrito en el manual de laboratorio e impriman sus resultados; en todo momento serán supervisados por cualquiera de los dos profesores o el técnico académico asignado a cada uno de los grupos del módulo. Las actividades que se incluirán en el manual estarán diseñadas para apoyar cada una de las unidades del temario del módulo de Biomoléculas, por lo que se plantea el diseño de las siguientes actividades: En la unidad 1 se revisan las características más importantes de las principales biomoléculas y sus grupos funcionales. Para esta unidad se realizará una práctica de bioinformática, en la que el alumno adquiera la competencia para identificar los grupos funcionales en base a su estructura y a sus características físico químicas. La práctica implicará que el alumno identifique los grupos funcionales, y que reconozca como se llevan a cabo las reacciones implicadas en la función de las Biomoléculas. En la unidad 2 se realizará una práctica de aminoácidos, el profesor dará una explicación que permita a los alumnos entender a mayor profundidad lo que está ocurriendo en el experimento realizado para la práctica de laboratorio, en dicha práctica se cuantifica la concentración de proteína por el método de Bradford. Se mostrarán las estructuras de los aminoácidos en tercera dimensión y los rotameros que presentan, además de la formación del enlace peptídico. El alumno deberá clasificar a los aminoácidos de acuerdo a su polaridad y entregar la hoja de reporte al profesor. En la unidad 3 se realizará una práctica de bioinformática en la que el alumno utilizará una base de datos con estructuras de proteínas, y obtendrá algunas de enzimas, posteriormente identificará las funciones de dichas enzimas y revisará su estructura. Comparará la estructura y función de las enzimas obtenidas en la base de datos, con la enzima que se utiliza para medir actividad enzimática en la práctica de laboratorio. Para la unidad 4 se realizará una práctica in silico en la que el alumno creara las diferentes posibilidades de D-Aldosas y D-Cetosas, para posteriormente nombrarlas, en base a su comparación. Además el profesor mostrará a los alumnos la formación de las formas furanosa y piranosa de los carbohidratos, así como sus interacciones con el solvente. En la unidad 5 se analizará la clasificación y estructura de los ácidos grasos, su interacción con el solvente y los efectos de los dobles enlaces sobre su punto de fusión. En la unidad 6 se realizará una práctica en la que el alumno arme un cromosoma, a partir de las biomoléculas que integran a los ácidos nucleicos, pasando desde la formación de un nucleótido hasta el superenrollamiento del material genético. En la unidad 7 el alumno identificará las unidades de ensamble en: un microfilamento, un microtúbulo y la cubierta de un virus. El profesor mostrará a los alumnos el proceso de ensamble de las tres estructuras y explicará la interrelación estructura-función en los niveles molecular y subcelular. En la unidad 8, los alumnos realizarán una práctica de bioinformática en la que utilizarán la estructura de algún metabolitos s
metadata.dc.description.goals: Primer año Adquisición de las computadoras, programas y equipo adicional (Reguladores, supresores de picos, etc.), estandarización de los métodos que quedarán incluidos en el manual del laboratorio. Esta fase es crucial para hacer la planeación adecuada del desarrollo de los métodos con los alumnos, para asegurar que aprendan las técnicas, realizándolas de manera sistemática y ordenada, y disponiendo de todos los materiales necesarios. Inicio del diseño del manual de prácticas; la redacción de las actividades deberá ajustarse de acuerdo al trabajo de cada equipo de alumnos (que puede corresponder también al trabajo individual). Cada técnica integrada en el manual constará de una parte introductoria, así como la descripción del método paso a paso, incluyendo ilustraciones sencillas y claras que ayuden a la identificación de los materiales referidos en el texto y a la realización de cada paso del procedimiento. También se incluirá una serie de cuadros, tablas o espacios para la anotación de observaciones, además de un cuestionario con el que se complementen los conocimientos sobre los métodos bioinformáticos a través de la investigación bibliográfica realizada por los alumnos. Segundo año Imparticíon del curso para profesores, en el cual se manejen los métodos propuestos para que en los semestres futuros los apliquen con sus alumnos. Este curso es importante no sólo para capacitar a los profesores que no hayan tenido contacto con los métodos propuestos, sino también para considerar las observaciones y sugerencias de los profesores participantes hacia la aplicación óptima de los métodos por los alumnos, así como para discutir la información que contenga el manual. Corrección y edición del manual y de las actividades de laboratorio con las opiniones de los profesores participantes en el curso. Tercer año Diseño de los instrumentos de evaluación que ayudarán a los profesores a valorar los aprendizajes de los alumnos, los cuales se elaborarán de acuerdo con las observaciones y propuestas obtenidas de los profesores en el curso propuesto para el segundo año. Impresión del manual. Presentación en congreso.
metadata.dc.description.selfAssessment: Ya que todos los objetivos planteados se lograron y se terminaron los productos que comprometimos en tiempo y forma, consideramos que el proyecto alcanzó las metas satisfactoriamente. Con este proyecto se consiguió montar un laboratorio de Bioinformática del cual carecía la facultad. Este espacio permitirá el uso de estas herramientas aunado al estudio de las biomoléculas y contribuirá en el diseño y desarrollo de proyectos de investigación semestrales que desarrollan los alumnos. Permitió también dar a conocer a los profesores del módulo de biomoléculas, las herramientas básicas de bioinformática, para que los académicos las incorporen en su quehacer cotidiano. Por otra parte, se generó como producto del proyecto, un manual que será utilizado en nuestro módulo y que podrá servir también para alumnos de otras carreras de nuestra facultad o de otras facultades. Al presentar este proyecto a nuestros pares en el congreso de educación en bioquímica recibimos comentarios positivos y mucho interés por el manual entre los miembros de la sociedad de profesores de bioquímica. En el congreso internacional de bioinformática el proyecto les pareció novedoso ya que en dicho evento se presentan trabajos de investigación generados con herramientas bioinformáticas por lo que usar estas aplicaciones como herramientas didácticas les pareció interesante. Si bien los cuestionarios que empleamos para evaluar el aprendizaje en alumnos que usaron el manual debe mejorarse incluyendo preguntas de estructura de biomoléculas así como aspectos prácticos y metodológicos, los resultados de esta evaluación sugieren que el manual contribuye a mejorar el aprendizaje de los estudiantes del módulo de biomoléculas de la carrera de Biología.
metadata.dc.description.goalsAchieved: Como se describió en los informes anuales, a lo largo del proyecto logramos cumplir las metas que nos propusimos para cada año: Se montó un laboratorio de Bioinformática (se anexan imágenes), en un espacio que el módulo de biomoléculas cedió, con autorización de la jefatura de la carrera de biología. Dicho espacio se equipo gracias a los recursos de este proyecto con: un servidor y 14 computadoras portátiles para que los alumnos del módulo de biomoléculas puedan realizar prácticas bioinformáticas. en el segundo año se diseñaron actividades in silico para cada una de las unidades del módulo, las cuales se probaron con un grupo piloto y se ajustaron, posteriormente se mostraron a los académicos del módulo en un taller, al cual se invitaron expertos en bioinformática que nos ilustraron en la aplicación de la bioinformática en distintos ámbitos, además el taller permitió la retroalimentación de los profesores sobre las prácticas, tanto las observaciones y sugerencias de los profesores como las delos alumnos del grupo piloto permitieron mejorar el manual. Finalmente en el tercer año se publicó el manual de herramientas de bioinformática aplicadas al estudio de las biomoléculas, en formato digital para facilitar el acceso y el uso por parte de los alumnos, dicho manual ya se usó en 4 de los 10 grupos de biomoléculas y se aplicó un instrumento para evaluar la contribución de las prácticas in silico en el aprendizaje de las biomoléculas a 150 alumnos, los resultados de dicho análisis así como la propuesta de este proyecto fueron presentados en un congreso nacional de Educación Bioquímica donde se recibieron buenas opiniones y la solicitud del manual por parte de la sociedad de profesores de bioquímica, así como en un congreso internacional de bioinformática, recibiendo la misma respuesta por parte de los asistentes, los cuáles se mostraron bastante interesados en la propuesta y consideran que esta es una buena opción para acercar a los alumnos de licenciatura a las herramientas Bioinformáticas, así como contribuir al aprendizaje de los conocimientos de Bioquímica, que típicamente son considerados difíciles por ser muy abstractos.
metadata.dcterms.provenance: Facultad de Estudios Superiores Iztacala
metadata.dc.subject.DGAPA: Biología
metadata.dc.type: Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones: 2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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