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Información de la asignatura
Curso académico: 2017/2018

Horario Calendario de exámenes

Código:
4860
Asignatura:
BIOFISICA
Plan de estudios:
Centro:
Tipo:
Troncal
Créditos totales:
7
Teóricos:
4,5
Prácticos:
2,5
Ciclo:
Curso:
Período:
CUATRI.1º
Profesores:
Objetivos:
Conocimiento y análisis biofísico de los procesos biológicos a nivel celular y molecular: bioenergética,
transporte y fenómenos bioeléctricos.
Contenido:
PROGRAMA TEÓRICO: Tema 1: Principios de Bioenergética .- Calor y trabajo .- Equivalente mecánico
del calor .- Energía interna .- Primer pirncipio de la termodinámica .- Segundo principio de la
termodinámica .- Concepto de entropía y energía libre: Consecuencias. Tema 2 : Estructura,
composición y propiedades de la membrana plasmática, aspectos biofísicos .- Membranas lipídicas
artificiales .- Intercambio de sustancias a través de la membrana, aspectos biofísicos .- Difusión,
leyes de Fick .- Coeficiente de permeabilidad .- Presión osmótica. Tema 3: Composición iónica de los
líquidos intra y extracelular .- Propiedades de los iones en solución .- Difusión de iones a través de la
membrana .- Permeabilidad iónica de la membrana .- Potencial de membrana .- Potencial
electroquímico y electrodifusión .- Ecuaciones de Nernst y de Goldmann .- Equilibrio osmótico en
células animales. Tema 4: Transporte de solutos e iones a través de las membranas biológicas .-
Tipos de transporte .- Energética del transporte: acoplamientos a gradientes electroquímicos .-
Proteínas transportadoras: tipos, estructura y mecanismos de actuación .- Ejemplos de sistemas de
transporte acoplados directa e indirectamente a la hidrólisis de ATP: Bombas de Na y Ca,
cotransporte Na/Glucosa, intercambiador Na/H.- Técnicas bioquímicas y biofísicas para el estudio de
los fenómenos de transporte.- Técnicas fluorimétricas: aplicación al conocimiento de la estructura y
función de transportadores y canales iónicos. Tema 5: Fenómenos bioeléctricos, importancia en los
sistemas biológicos y en la instrumentación biomédica .- Electrostática .- Ley de Coulomb, conceptos
de carga y campo eléctrico .- Teorema de Gauss, aplicaciones .- Potencial eléctrico .- Dipolos .-
Electrodinámica .- Corriente eléctrica .- Leyes de Ohm, Joule y Kirchoff .- Energía y potencia
eléctricas .- Elementos eléctricos pasivos, resistencias, conductores, condensadores y autoinducción
.- Concepto de impedancia .- Elementos eléctricos activos, generadores. Tema 6: Técnicas de estudio
de fenómenos bioeléctricos .- Electrodos: tipos y aplicaciones; estirado, pulido, geometría .-
Osciloscopio, fundamentos y aplicaciones .- Amplificación y procesado de señales eléctricas: diodos y
transistores .- Tipos de amplificadores .- Amplificadores operacionales, características generales y
aplicaciones .- Filtros activos, aplicaciones .- Sistemas electrónicos de registro .- Registradores de
bovina móvil .- Sistemas de almacenamiento y análisis .- Métodos digitales, estructura y
caracteristicas generales .- Aplicaciones. Tema 7: Propiedades eléctricas pasivas de la membrana
celular .- Modelo eléctrico de la membrana .- Potenciales locales .- Propiedades eléctricas activas de la
membrana celular .- Potenciales de acción .- Bases iónicas y moleculares del potencial de acción .-
Conductancias iónicas .- El clamp de voltaje: formas clásicas y patch-clamp, fundamentos y
aplicaciones .- Modelo de Hodgkin y Huxley .- Corrientes de compuerta. Tema 8: Conducción del
potencial de acción en las fibras nerviosas .- Conducción continua y saltatoria .- Transmisión del
potencial de acción .- Sinapsis eléctricas, características generales .- Implicaciones funcionales de la
sinapsis eléctricas .- Sinapsis químicas, características generales .- Acoplamiento excitación-liberación
.- Mecanismos postsinápticos .- Propiedades de la sinapsis química. Tema 9: Canales iónicos .-
Clasificación y características generales: selectividad y conductancia .- Canales operados por ligando
y por voltaje .- Regulación de la actividad de los canales iónicos .- Relaciones estructura-función .-
Métodos de estudio. Tema 10: Biofísica de la secreción celular .- La excitabilidad: concepto y tipos .-
Actividad eléctrica de las células secretoras, bases iónicas y moleculares .- Acoplamiento estímulo-
secreción .- Exocitosis y endocitosis, técnicas biofísicas de estudio. Tema 11: Biofísica de la recepción
sensorial .- Tipos de células receptoras.- Bases iónicas y moleculares de la recepción sensorial .- El
sistema visual: ultraestructura y acoplamiento excitación-respuesta .- El sistema olfatorio:
receptores, transductores y mecanismos de acoplamiento estímulo-respuesta .- El sistema
gustativo: tipos celulares, dependencia del estímulo en el tipo de receptores y efectores. PROGRAMA
PRÁCTICO: 1.- Fundamentos y manejo de sistemas de registro: osciloscopios, amplificadores,
sistemas de estimulación y recogida de datos. 2.- Fabricación de electrodos de registro intracelular y
patch-clamp: Aplicaciones y uso. 3.- Registro de corrientes iónicas. Medida de potencial de
membrana y detección de potenciales de acción en células excitables. 4.- Análisis de corrientes
iónicas dependientes de voltaje. Caracterización farmacológica y cinética. 5.- Análisis de canales
iónicos individuales: Detección y regulación. 6.- Simulación y estudio de la conducción en las fibras
nerviosas. Programa Nodus.
Bibliografía:
FROM NEURON TO BRAIN. Nicholls JG, Martin AR, Wallace BG y Fuchs PA (2001) Sinauer; IONIC
CHANNELS OF EXCITABLE MEMBRANES. Hille B (1992) Sinauer; BIOFISICA Y FISIOLOGIA
CELULAR. Latorre R, López-Barneo J, Bezanilla F y Llinás R (1996) Ed. Universidad de Sevilla;
SINGLE-CHANNEL RECORDING Sakmann B y Neher E (1995) Plenum Press; ANALOG AND DIGITAL
ELECTRONICS FOR SCIENTIFIC APPLICATION. Barnaal D (1982) Breton; TRANSPOSRT AND
DIFFUSION ACROSS CELL MEMBRANES. Stein WD (1986) Academic Press; FROM NEURON TO
BRAIN. Kuffler SW y Nicholls JG (1984) Sinauer; NEUROMODULATION: THE BIOCHEMICAL CONTROL
OF NEURONAL EXCITABILITY. Kaczmarek LK y Levitan IB (1987) Oxford Univ Press; FISICA PARA
LAS CIENCIAS DE LA VIDA. Cromer AH (1992) Reverté; BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR. Lodish
H, Berk A, Matsudaira P, Kraiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipursky SL y Darnell J (2005)
Panamericana; BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA CÉLULA. Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K
y Watson JD (1994) Omega; FISIOLOGÍA MÉDICA. Ganong WS (1992) Manual Moderno;
FISIOLOGÍA. Berne RN y Levy NN (1993) Times Mirror SA; http://www.rcsb.org/pdb
Metodología y Evaluación:
Tipo de control y evaluación del rendimiento del alumno: Examen final tipo mixto (test, preguntas
cortas y problemas) incluyendo cuestiones relacionadas con las prácticas.

Información ECTS
Código:
E-LSUD-2BQ-205-BIOP-4860
Créditos ECTS:
6
Teóricos:
3,9
Prácticos:
2,1
Método:
Clases Magistrales
Trabajos de laboratorio
Sistemas de evaluación:
Examen escrito

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