CURSO: BASES FISICAS DE LOS PROCESOS BIOLOGICOS TRADUCCION: PHYSICS BASES OF THE BIOLOGICS PROCESS SIGLA: BIO152C CREDITOS: 06 SCT-Chile / 10 UC MODULOS: 05 TIPO DE ASIGNATURA: CATEDRA CALIFICACION: ESTANDAR DISCIPLINA: BIOLOGIA I. DESCRIPCION El curso, de caracter teorico-practico, integra conceptos de fisica, quimica y biofisica en el conocimiento y analisis de procesos biologicos y fisiologicos, a nivel celular y de organismos. El curso entrega al alumno una vision integrada y funcional de los organismos, con enfasis en la fisiologia general a niveles molecular, celular y de sistemas. Ademas el curso contribuye a la adquisicion de fundamentos, a partir de los cuales los alumnos pueden desarrollar una aproximacion cientifica de los procesos biologicos y fisiologicos, familiarizandolos con la obtencion, interpretacion, exposicion de datos experimentales y manejo de la bibliografia adecuada. II. OBJETIVOS General: 1. Integrar la fisica y la quimica en el analisis y conocimientos de los procesos biologicos a nivel celular y de organismos. Especificos: 1. Identificar diversos procesos biologicos, con enfasis en la fisiologia celular y de sistemas, que permitan a los alumnos tener una vision integrada y funcional de los organismos vivos. 2. Relacionar conceptos fisicos y quimicos con procesos biologicos determinados. 3. Contribuir a la formacion cientifica de los alumnos, entregando herramientas que les permitan analizar, discutir y exponer articulos cientificos. 4. Contribuir a la formacion cientifica de los alumnos, entregando herramientas que les permitan buscar, categorizar y presentar informacion escrita de manera clara. III. CONTENIDOS 1. Introduccion a la Fisiologia General. 1.2 Niveles de organizacion. 1.3 Concepto de estado estacionario. 1.4 Energia y termodinamica. 1.5 Compartimentos celulares. 1.6 Homeostasis. 2. Estructura y funcion de membranas biologicas. 2.2 Lipidos de membrana. Composicion y organizacion. Asimetria de la distribucion de lipidos. Fluidez de la bicapa. 2.3 Proteinas de membrana. Funciones de las proteinas de membrana. Tipos de proteinas de membrana. Dise?o basico de una proteina transmembrana. 3. Mecanismos de transporte de solutos y agua a traves de membrana. 3.1 Difusion simple. Factores que influencian la difusion de un soluto a traves de la bicapa. Ley de Fick. 3.2 Transporte mediado por proteinas de membrana. 3.2.1 Termodinamica del transporte a traves de membrana: transporte pasivo, transporte activo primario y secundario. Concepto de gradiente de potencial quimico y electroquimico. Concepto de equilibrio y estado estacionario. 3.2.2 Difusion facilitada y sus propiedades. 3.2.3 Propiedades generales de los canales ionicos. 3.2.4 Transporte activo primario: P-ATPasas como modelo de transporte activo primario. 3.2.5 Transporte activo secundario. Cotransportadores y contratransportadores Na+- dependientes como ejemplos de transporte activo secundario. 3.3 Transporte de agua a traves de membranas. Bases fisicas del transporte de agua. Rutas de paso de agua a traves de membranas. Regulacion del volumen celular. 3.4 Regulacion del pH intracelular. 4. Bioelectricidad y excitabilidad celular. 4.1 Gradiente electroquimico. 4.2 Equilibrio de Gibbs-Donnan. 4.3 Potencial de membrana en reposo. 4.4 Ecuacion de Nernst. 4.5 Canales ionicos: estructura y funcion. 4.6 Tipos de canales y sus propiedades biofisicas y moleculares. 4.7 Canales regulados por el potencial de membrana. 4.8 Potenciales locales. 4.9 Potencial de accion. 4.10 Propiedades de cable. 5. Modulacion sinaptica y contraccion muscular. 5.1 Sinapsis: quimica y electrica. 5.2 Contraccion muscular. 5.3 Musculo esqueletico. 5.4 Musculo cardiaco. 5.5 Electrocardiograma. 6. Sintesis y secrecion de biopolimeros. 6.1 Secrecion. 6.2 Equilibrio de Donnan. 6.3 Condensacion de Polimetros. 6.4 Viscosidad. 7. Mecanismos de transduccion de se?ales. 7.1 Amplificacion. 7.2 Especificidad. 8. Neurofisiologia. 8.1 Receptores sensoriales. 8.2 Amplificacion de se?ales. 8.3 Potencial de receptor. 8.4 Adaptacion rapida y lenta. 9. Organismos y su vinculacion con el medio ambiente. 9.1 El significado de ambiente. 9.2 El significado de adaptacion. 9.3 Respuestas fisiologicas y biofisicas a diferentes escalas. 9.4 Intercambio calorico. 9.5 Adaptaciones a ambientes extremos. IV. METODOLOGIA - Clases expositivas. - Trabajos practicos. - Informes de trabajos practicos. - Controles de trabajos practicos. - Interrogaciones. - Seminarios: Presentacion y discusion de trabajos cientificos. V. EVALUACION - Interrogaciones. - Informes de laboratorio. - Controles de laboratorio. - Presentacion y discusion de trabajos cientificos. - Examen. VI. BIBLIOGRAFIA Alberts, B. et al. Molecular biology of the cell. 5? Ed. Garland Science, 2008. Boron, W. et al. Medical physiology. Elsevier Saunders, 2005. Curtis, H. et al. Invitacion a la biologia. 5? Ed. Panamericana, 1996. Latorre, R. et al., eds. Biofisica y fisiologia cellular. Universidad de Sevilla, 1996. Lodish, H. et al. Molecular cell biology. 4? Ed. W. H. Freeman and Company, 2000. Randall, D. et al. Animal physiology. Mechanisms and adaptations. 5? Ed. W. H. Freeman and Company, 2002. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS / Julio 2015