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7.1.2: Descubrimiento de antibióticos - Biología

7.1.2: Descubrimiento de antibióticos - Biología



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Las observaciones de antibiosis entre microorganismos llevaron al descubrimiento de antibacterianos naturales producidos por microorganismos.

Objetivos de aprendizaje

  • Describir el concepto de "antibiosis" y las contribuciones de los diferentes científicos que lo descubrieron.

Puntos clave

  • Antes de principios del siglo XX, los tratamientos para las infecciones se basaban principalmente en el folclore medicinal.
  • Louis Pasteur observó, “si pudiéramos intervenir en el antagonismo observado entre algunas bacterias, ofrecería quizás las mayores esperanzas para la terapéutica”.
  • El término "antibiosis", que significa "contra la vida", fue introducido por el bacteriólogo francés Vuillemin como un nombre descriptivo del fenómeno exhibido por estos primeros fármacos antibacterianos.

Términos clave

  • microorganismo: Un microorganismo (del griego: μ, mikrós, "pequeño" y ὀ, organismós, "organismo"; también deletreado microorganismo, microorganismo o microorganismo) o microbio es un organismo microscópico que comprende una sola célula (unicelular) , grupos de células u organismos multicelulares relativamente complejos.
  • quimioterapia: Cualquier tratamiento químico destinado a ser terapéutico con respecto a una enfermedad.
  • infección: Un crecimiento incontrolado de microorganismos dañinos en un huésped.

Antes de los primeros 20th siglo, los tratamientos para las infecciones se basaron principalmente en el folclore medicinal. Las mezclas con propiedades antimicrobianas que se utilizaron en el tratamiento de infecciones se describieron hace más de 2000 años. Muchas culturas antiguas, incluidos los antiguos egipcios y los antiguos griegos, utilizaban extractos y materiales vegetales y de moho especialmente seleccionados para tratar las infecciones. Observaciones más recientes realizadas en el laboratorio de antibiosis entre microorganismos llevaron al descubrimiento de antibacterianos naturales producidos por microorganismos.

Louis Pasteur observó, “si pudiéramos intervenir en el antagonismo observado entre algunas bacterias, ofrecería quizás las mayores esperanzas para la terapéutica”. El término "antibiosis", que significa "contra la vida", fue introducido por el bacteriólogo francés Vuillemin como un nombre descriptivo del fenómeno exhibido por estos primeros fármacos antibacterianos. La antibiosis se describió por primera vez en 1877 en bacterias cuando Louis Pasteur y Robert Koch observaron que un bacilo en el aire podría inhibir el crecimiento de Bacillus anthracis. Posteriormente, Selman Waksman, un microbiólogo estadounidense, cambió el nombre de estos medicamentos a antibióticos en 1942.

John Tyndall describió por primera vez las actividades antagónicas de los hongos contra las bacterias en Inglaterra en 1875. La quimioterapia con antibióticos sintéticos como ciencia y el desarrollo de antibacterianos comenzó en Alemania con Paul Ehrlich a finales de la década de 1880. Ehrlich señaló que ciertos tintes colorearían células humanas, animales o bacterianas, mientras que otros no. Luego propuso la idea de que podría ser posible crear sustancias químicas que actuaran como un fármaco selectivo que se uniera y matara a las bacterias sin dañar al huésped humano. Después de examinar cientos de tintes contra varios organismos, descubrió una droga de utilidad medicinal, el antibacteriano sintético Salvarsan ahora llamado arsfenamina. En 1895, Vincenzo Tiberio, médico de la Universidad de Nápoles descubrió que un moho (Penicillium) en un pozo de agua tiene una acción antibacteriana. Después de que este compuesto quimioterapéutico inicial demostró ser efectivo, otros siguieron líneas de investigación similares, pero no fue hasta 1928 que Alexander Fleming observó antibiosis contra bacterias por un hongo del género Penicillium. Fleming postuló que el efecto estaba mediado por un compuesto antibacteriano llamado penicilina, y que sus propiedades antibacterianas podrían aprovecharse para la quimioterapia. Inicialmente caracterizó algunas de sus propiedades biológicas, pero no prosiguió con su desarrollo.


Descubrimiento y desarrollo de la penicilina

Designado el 19 de noviembre de 1999 en el Museo del Laboratorio Alexander Fleming en Londres, Reino Unido También reconocido en el Centro Nacional de Investigación de Utilización Agrícola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Peoria, Illinois, y las cinco compañías farmacéuticas estadounidenses que contribuyeron a la investigación de la producción de penicilina durante la Segunda Guerra Mundial : Abbott Laboratories, Lederle Laboratories (ahora Pfizer, Inc.), Merck & amp Co., Inc., Chas. Pfizer & amp Co. Inc. (ahora Pfizer, Inc.) y E.R. Squibb & amp Sons (ahora Bristol-Myers Squibb Company).

La introducción de la penicilina en la década de 1940, que inició la era de los antibióticos, ha sido reconocida como uno de los mayores avances de la medicina terapéutica. El descubrimiento de la penicilina y el reconocimiento inicial de su potencial terapéutico ocurrió en el Reino Unido, pero, debido a la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos jugó el papel principal en el desarrollo de la producción a gran escala del fármaco, convirtiéndose así en una sustancia que salva vidas. en suministro limitado en un medicamento ampliamente disponible.

Contenido

El descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming

La penicilina anunció el comienzo de la era de los antibióticos. Antes de su introducción no existía un tratamiento eficaz para infecciones como neumonía, gonorrea o fiebre reumática. Los hospitales estaban llenos de personas con envenenamiento de la sangre contraído por un corte o un rasguño, y los médicos no podían hacer mucho por ellos más que esperar y tener esperanza.

Los antibióticos son compuestos producidos por bacterias y hongos que son capaces de matar o inhibir especies microbianas competidoras. Este fenómeno se conoce desde hace mucho tiempo y puede explicar por qué los antiguos egipcios tenían la práctica de aplicar una cataplasma de pan mohoso a las heridas infectadas. Pero no fue hasta 1928 que Alexander Fleming, profesor de bacteriología del St. Mary's Hospital de Londres, descubrió la penicilina, el primer antibiótico verdadero.

Al regresar de las vacaciones el 3 de septiembre de 1928, Fleming comenzó a clasificar placas de Petri que contenían colonias de Staphylococcus, bacterias que causan furúnculos, dolor de garganta y abscesos. Notó algo inusual en un plato. Estaba salpicado de colonias, a excepción de un área donde estaba creciendo una mancha de moho. La zona inmediatamente alrededor del moho —que luego se identificó como una cepa poco común de Penicillium notatum— estaba clara, como si el moho hubiera secretado algo que inhibiera el crecimiento bacteriano.

Fleming descubrió que su "jugo de moho" era capaz de matar una amplia gama de bacterias dañinas, como estreptococos, meningococos y el bacilo de la difteria. Luego puso a sus asistentes, Stuart Craddock y Frederick Ridley, la difícil tarea de aislar la penicilina pura del jugo del moho. Resultó ser muy inestable y solo pudieron preparar soluciones de material crudo para trabajar. Fleming publicó sus hallazgos en el British Journal of Experimental Pathology en junio de 1929, con solo una referencia pasajera a los posibles beneficios terapéuticos de la penicilina. En esta etapa, parecía que su principal aplicación sería aislar bacterias insensibles a la penicilina de bacterias sensibles a la penicilina en un cultivo mixto. Esto al menos fue de beneficio práctico para los bacteriólogos y mantuvo el interés en la penicilina. Otros, incluido Harold Raistrick, profesor de bioquímica en la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, intentaron purificar la penicilina pero fracasaron.

Investigación sobre penicilina en la Universidad de Oxford

Howard Florey, Ernst Chain y sus colegas de la Escuela de Patología Sir William Dunn de la Universidad de Oxford convirtieron la penicilina de una curiosidad de laboratorio en un fármaco que salva vidas. Su trabajo sobre la purificación y la química de la penicilina comenzó en serio en 1939, justo cuando las condiciones de la guerra comenzaban a hacer que la investigación fuera especialmente difícil. Para llevar a cabo un programa de experimentos con animales y ensayos clínicos, el equipo necesitaba procesar hasta 500 litros por semana de filtrado de moho. Comenzaron a cultivarlo en una extraña variedad de recipientes de cultivo, como baños, orinales, bidones de leche y latas de comida. Posteriormente, se diseñó un recipiente de fermentación personalizado para facilitar la extracción y, para ahorrar espacio, renovar el caldo debajo de la superficie del molde. Se contrató a un equipo de "muchachas con penicilina", a £ 2 por semana, para inocular y cuidar en general la fermentación. En efecto, el laboratorio de Oxford se estaba convirtiendo en una fábrica de penicilina.

Mientras tanto, el bioquímico Norman Heatley extrajo penicilina de enormes volúmenes de filtrado que salían de la línea de producción extrayéndola en acetato de amilo y luego de nuevo en agua, utilizando un sistema de contracorriente. Edward Abraham, otro bioquímico que fue contratado para ayudar a acelerar la producción, luego utilizó la técnica recién descubierta de cromatografía en columna de alúmina para eliminar las impurezas de la penicilina antes de los ensayos clínicos.

En 1940, Florey llevó a cabo experimentos vitales que demostraron que la penicilina podía proteger a los ratones contra la infección por estreptococos mortales. Luego, el 12 de febrero de 1941, un policía de 43 años, Albert Alexander, se convirtió en el primer receptor de la penicilina Oxford. Se había rascado un lado de la boca mientras podaba rosas y había desarrollado una infección potencialmente mortal con enormes abscesos que le afectaban los ojos, la cara y los pulmones. Se inyectó penicilina y en unos días se recuperó notablemente. Pero se acabaron los suministros de la droga y murió unos días después. Sin embargo, se obtuvieron mejores resultados con otros pacientes y pronto hubo planes para hacer que la penicilina estuviera disponible para las tropas británicas en el campo de batalla.

Las condiciones de la época de guerra dificultaron la producción industrial de penicilina. Varias empresas británicas, incluidas Glaxo (ahora GlaxoSmithKline) y Kemball Bishop, una empresa londinense que luego compró Pfizer, aceptaron el desafío.

Producción de penicilina en los Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial

Se necesitarían cantidades sustanciales de penicilina para los extensos ensayos clínicos que se requieren para confirmar la promesa de los primeros resultados y para proporcionar suministros adecuados del fármaco para uso terapéutico si llegara a estar a la altura de su potencial. Florey reconoció que la producción a gran escala de penicilina probablemente estaba fuera de discusión en Gran Bretaña, donde la industria química estaba completamente absorbida en el esfuerzo bélico. Con el apoyo de la Fundación Rockefeller, Florey y su colega Norman Heatley viajaron a los Estados Unidos en el verano de 1941 para ver si podían interesar a la industria farmacéutica estadounidense en el esfuerzo por producir penicilina a gran escala.

El fisiólogo de Yale John Fulton ayudó a poner a sus colegas británicos en contacto con personas que podrían ayudarlos en su objetivo. Fueron remitidos a Robert Thom del Departamento de Agricultura, un micólogo destacado y autoridad en el moho Penicillium, y finalmente al Laboratorio de Investigación Regional del Norte (NRRL) del Departamento en Peoria, Illinois, debido a la experiencia de su División de Fermentación. Este contacto resultó ser crucial para el éxito del proyecto, ya que el NRRL fue un contribuyente clave de las innovaciones que hicieron posible la producción a gran escala de penicilina.

Aumento del rendimiento de penicilina

Orville May, Director del NRRL, acordó que el Laboratorio emprenda un programa vigoroso para aumentar los rendimientos de penicilina bajo la dirección de Robert Coghill, Jefe de la División de Fermentación. Se acordó que Heatley permanecería en Peoria para compartir su experiencia con sus colegas estadounidenses. En unas pocas semanas, Andrew Moyer descubrió que podía aumentar significativamente el rendimiento de penicilina sustituyendo la sacarosa por lactosa utilizada por el equipo de Oxford en su medio de cultivo. Poco después, Moyer hizo el descubrimiento aún más importante de que la adición de licor de maceración de maíz al medio de fermentación producía un aumento de diez veces en el rendimiento. El licor de remojo de maíz era un subproducto del proceso de molienda en húmedo del maíz, y el NRRL, en un intento por encontrarle un uso, lo probó en prácticamente todo su trabajo de fermentación. Más tarde, el laboratorio de Peoria aumentó aún más el rendimiento de penicilina mediante la adición de precursores de penicilina, como el ácido fenilacético, al medio de fermentación.

Se reconoció que el método del grupo de Oxford para hacer crecer el moho en la superficie de un medio nutritivo era ineficaz y que el crecimiento en cultivo sumergido sería un proceso superior. En la fermentación de cultivo sumergido, el moho se hace crecer en tanques grandes en una mezcla constantemente agitada y aireada, en lugar de solo en la superficie del medio. El cultivo de Penicillium de Florey, sin embargo, produjo solo trazas de penicilina cuando se cultivó en cultivo sumergido. Bajo la dirección de Kenneth Raper, el personal del NRRL examinó varias cepas de Penicillium y encontró una que producía rendimientos aceptables de penicilina en cultivo sumergido.

Pronto se puso en marcha una búsqueda global de mejores cepas productoras de penicilina, y se enviaron muestras de suelo al NRRL de todo el mundo. Irónicamente, la variedad más productiva provino de un melón mohoso de un mercado de frutas de Peoria. Un mutante más productivo de la denominada cepa melón se produjo con el uso de rayos X en la Carnegie Institution. Cuando esta cepa se expuso a la radiación ultravioleta en la Universidad de Wisconsin, su productividad aumentó aún más.

Las empresas farmacéuticas estadounidenses apoyan la producción

Mientras Norman Heatley permanecía en Peoria ayudando al personal de NRRL a iniciar el trabajo con la penicilina, Howard Florey visitó varias compañías farmacéuticas para tratar de interesarlas en el medicamento. Aunque Florey se sintió decepcionado por los resultados inmediatos de su viaje, tres de las empresas (Merck, Squibb y Lilly) habían realizado algunas investigaciones sobre la penicilina antes de la llegada de Florey y Pfizer parecía estar a punto de investigar también la droga. En ese momento, sin embargo, la promesa de la penicilina todavía se basaba en ensayos clínicos limitados.

A continuación, Florey visitó a su viejo amigo Alfred Newton Richards, entonces vicepresidente de asuntos médicos de la Universidad de Pensilvania. Más importante aún, Richards fue presidente del Comité de Investigación Médica (CMR) de la Oficina de Investigación Científica y Desarrollo (OSRD). El OSRD se había creado en junio de 1941 para asegurar que se prestara la atención adecuada a la investigación sobre problemas científicos y médicos relacionados con la defensa nacional. Richards tenía un gran respeto por Florey y confiaba en su juicio sobre el valor potencial de la penicilina. Se acercó a las cuatro firmas farmacéuticas que Florey indicó que habían mostrado cierto interés en la droga (Merck, Squibb, Lilly y Pfizer) y les informó que estarían al servicio del interés nacional si emprendían la producción de penicilina y que podría haber apoyo de la administración federal. Gobierno.

Richards convocó una reunión en Washington, D.C., el 8 de octubre de 1941, para intercambiar información sobre la investigación de la empresa y el gobierno y planificar un programa de investigación colaborativa para acelerar la producción de penicilina. Además de los representantes del CMR, el Consejo Nacional de Investigación y el Departamento de Agricultura de EE. UU., Los participantes incluyeron a los directores de investigación Randolph T. Major de Merck George A. Harrop del Instituto Squibb de Investigación Médica Jasper Kane de Pfizer e Y. SubbaRow de Lederle . La siguiente conferencia sobre penicilina CMR, celebrada en Nueva York en diciembre, diez días después de la entrada de Pearl Harbor y Estados Unidos en la Segunda Guerra Mundial, fue más decisiva. En esta reunión, a la que asistieron los jefes de Merck, Squibb, Pfizer y Lederle, así como los directores de investigación de la compañía, el informe de Robert Coghill sobre el éxito en el NRRL con licor de maceración de maíz fue alentador para los líderes de la industria presentes.

Como Coghill recordó más tarde, George W. Merck, que había sido pesimista sobre la posibilidad de producir cantidades adecuadas de penicilina dadas las limitaciones de las técnicas de fermentación y los rendimientos disponibles, & quot. Inmediatamente habló, diciendo que si estos resultados pudieran ser confirmados en sus laboratorios, era posible producir el kilo de material para Florey, ¡y la industria lo haría! ''. Se acordó que, aunque las empresas llevarían a cabo sus actividades de investigación de forma independiente, mantendrían al CMR informado de los desarrollos, y el Comité podría hacer que la información esté más disponible (con el permiso de la empresa involucrada) si se considerara de interés público. .

Aunque existía cierta preocupación de que las inversiones en procesos de fermentación se desperdiciaran si se desarrollaba una síntesis de penicilina comercialmente viable, otras empresas también comenzaron a mostrar interés en el fármaco. Algunas empresas elaboraron acuerdos de colaboración propios (por ejemplo, Merck y Squibb en febrero de 1942, a los que se unió Pfizer en septiembre). La planta piloto de Merck continuó produciendo varios cientos de litros de cultivo de penicilina por semana utilizando tanto matraces como bandejas, y en diciembre, Heatley se unió al personal de investigación de Merck durante varios meses, donde introdujo el método de ensayo de penicilina con placa de taza Oxford, que pronto se convirtió en un método estándar en toda la industria. En marzo de 1942 se había producido suficiente penicilina bajo los auspicios del OSRD para tratar al primer paciente (la Sra. Ann Miller, en New Haven, Connecticut) .En junio de 1942 se trataron diez casos más, todos con penicilina suministrada por Merck & amp Co., Inc.

Aumento de la producción de penicilina

Las empresas farmacéuticas y químicas desempeñaron un papel especialmente importante en la solución de los problemas inherentes al escalado de la fermentación sumergida desde una planta piloto a una escala de fabricación. A medida que aumentó la escala de producción, los científicos de Merck, Pfizer, Squibb y otras empresas se enfrentaron a nuevos desafíos de ingeniería. John L. Smith de Pfizer capturó la complejidad y la incertidumbre que enfrentan estas empresas durante el proceso de ampliación: "El molde es tan temperamental como un cantante de ópera, los rendimientos son bajos, el aislamiento es difícil, la extracción es un asesinato, la purificación invita al desastre, y el ensayo no es satisfactorio.

Debido a que la penicilina necesita aire para crecer, airear la mezcla de fermentación en tanques profundos presentó un problema. Cuando se utilizó licor de maceración de maíz como medio de cultivo, el burbujeo de aire estéril a través de la mezcla provocó una fuerte formación de espuma. Squibb resolvió este problema introduciendo monoricinolato de glicerilo como agente antiespumante. La fermentación sumergida también requirió el diseño de nuevos sistemas de enfriamiento para las cubas y una nueva tecnología de mezclado para remover el puré de penicilina de manera eficiente.

Lilly tuvo un éxito especial en hacer que el molde sintetizara nuevos tipos de penicilina alimentando precursores de diferente estructura. Una vez que se completó la fermentación, la recuperación también fue difícil, ya que dos tercios de la penicilina presente podrían perderse durante la purificación debido a su inestabilidad y sensibilidad al calor. La extracción se realizó a bajas temperaturas. Los métodos de liofilización al vacío dieron finalmente los mejores resultados en la purificación de la penicilina hasta una forma final estable, estéril y utilizable.

Los pasos de fermentación, recuperación, purificación y envasado cedieron rápidamente a los esfuerzos cooperativos de los científicos e ingenieros químicos que trabajaban en la producción piloto de penicilina. El 1 de marzo de 1944, Pfizer abrió la primera planta comercial para la producción a gran escala de penicilina por cultivo sumergido en Brooklyn, Nueva York.

Mientras tanto, los estudios clínicos en los sectores militar y civil confirmaban la promesa terapéutica de la penicilina.Se demostró que el fármaco es eficaz en el tratamiento de una amplia variedad de infecciones, incluidas infecciones estreptocócicas, estafilocócicas y gonocócicas. El ejército de los Estados Unidos estableció el valor de la penicilina en el tratamiento de infecciones quirúrgicas y de heridas. Los estudios clínicos también demostraron su eficacia contra la sífilis y, en 1944, era el tratamiento principal para esta enfermedad en las fuerzas armadas de Gran Bretaña y Estados Unidos.

Penicilina, Segunda Guerra Mundial y producción comercial

El valor cada vez más obvio de la penicilina en el esfuerzo de guerra llevó a la Junta de Producción de Guerra (WPB) en 1943 a asumir la responsabilidad del aumento de la producción de la droga. El WPB investigó a más de 175 empresas antes de seleccionar 21 para participar en un programa de penicilina bajo la dirección de Albert Elder, además de Lederle, Merck, Pfizer y Squibb, Abbott Laboratories (que también había estado entre los principales productores de suministros clínicos de penicilina para mediados de 1943) fue una de las primeras empresas en comenzar la producción a gran escala. Estas empresas recibieron la máxima prioridad en los materiales de construcción y otros suministros necesarios para cumplir con los objetivos de producción. El WPB controló la disposición de toda la penicilina producida.

Uno de los principales objetivos era tener un suministro adecuado de la droga a mano para la invasión propuesta del Día D a Europa. Los sentimientos de patriotismo en tiempos de guerra estimularon enormemente el trabajo sobre la penicilina en el Reino Unido y los Estados Unidos. Por ejemplo, Albert Elder escribió a los fabricantes en 1943: "Se le insta a que le diga a todos los trabajadores de su planta que la penicilina producida hoy salvará la vida de alguien en unos pocos días o curará la enfermedad de alguien ahora incapacitado". ¡Ponga lemas en su planta! Coloque los avisos en los sobres de pago. Cree entusiasmo por el trabajo hasta el trabajador más bajo de su planta. & Quot

A medida que la publicidad sobre esta nueva "droga milagrosa" comenzó a llegar al público, la demanda de penicilina aumentó. Pero los suministros al principio eran limitados y se dio prioridad al uso militar.

El Dr. Chester Keefer de Boston, presidente del Comité de Quimioterapia del Consejo Nacional de Investigación, tenía la nada envidiable tarea de racionar los suministros de la droga para uso civil. Keefer tuvo que restringir el uso de la droga a los casos en que otros métodos de tratamiento habían fallado. Parte de su trabajo también consistía en recopilar información clínica detallada sobre el uso del fármaco para poder desarrollar una comprensión más completa de su potencial y limitaciones. No es de extrañar que Keefer se sintiera asediado por peticiones de penicilina. Un relato de un periódico del New York Herald Tribune del 17 de octubre de 1943 decía: “Muchos laicos (maridos, esposas, padres, hermanos, hermanas, amigos) le ruegan al Dr. Keefer que les dé penicilina. En todos los casos, se le pide al peticionario que disponga que el médico encargado le envíe un expediente completo sobre el estado del paciente. Cuando se recibe esto, la decisión se toma sobre una base médica, no emocional ''.

Afortunadamente, la producción de penicilina comenzó a aumentar drásticamente a principios de 1944. La producción de la droga en los Estados Unidos saltó de 21 mil millones de unidades en 1943 a 1,663 mil millones de unidades en 1944, a más de 6,8 billones de unidades en 1945, y las técnicas de fabricación habían cambiado en escala y sofisticación desde frascos de un litro con menos del 1% de rendimiento hasta tanques de 10,000 galones con un rendimiento del 80-90%. El gobierno estadounidense finalmente pudo eliminar todas las restricciones sobre su disponibilidad y, a partir del 15 de marzo de 1945, la penicilina se distribuyó a través de los canales habituales y estaba disponible para el consumidor en la farmacia de su esquina.

En 1949, la producción anual de penicilina en los Estados Unidos era de 133 229 mil millones de unidades, y el precio había bajado de veinte dólares por 100.000 unidades en 1943 a menos de diez centavos. La mayoría de las empresas británicas pasaron a la producción de penicilina por fermentación profunda en tanques, pionera en los Estados Unidos, después del final de la guerra para satisfacer las necesidades civiles. En el Reino Unido, la penicilina se puso a la venta por primera vez al público en general, como medicamento solo con receta, el 1 de junio de 1946.

En Gran Bretaña, Chain y Abraham continuaron trabajando en la estructura de la molécula de penicilina, con la ayuda del trabajo cristalográfico de rayos X de Dorothy Hodgkin, también en Oxford. La característica única de la estructura, que finalmente se estableció en 1945, es el anillo betalactámico altamente lábil de cuatro miembros, fusionado a un anillo de tiazolidina. En el mismo año, Alexander Fleming, Howard Florey y Ernst Chain recibieron el Premio Nobel por su investigación sobre la penicilina.

Los esfuerzos cooperativos de químicos, ingenieros químicos, microbiólogos, micólogos, agencias gubernamentales y fabricantes de productos químicos y farmacéuticos estadounidenses fueron iguales al desafío planteado por Howard Florey y Norman Heatley en 1941. Como observó Florey en 1949, "un tributo demasiado alto no puede Se pagará a la empresa y la energía con la que las empresas manufactureras estadounidenses abordaron la producción a gran escala de la droga. Si no hubiera sido por sus esfuerzos, ciertamente no habría habido suficiente penicilina para el Día D en Normandía en 1944 para tratar a todas las víctimas graves, tanto británicas como estadounidenses ''.


Drogas sulfa: descubrimiento, estructura y eficacia | Antibióticos

El descubrimiento de las sulfonamidas o sulfamidas en 1935 por el profesor Gerhard Domagk (figura 45.1) y su equipo fue un logro pionero en la guerra contra las infecciones, por lo que Domagk recibió el Premio Nobel de Medicina de 1939.

Las sulfonamidas fueron los primeros medicamentos que pudieron usarse sistemáticamente contra un amplio espectro de infecciones bacterianas, y Prontosil fue el más eficaz de todos. Uno de los primeros pacientes en ser tratado con éxito con el producto fue la hija de seis años de Domagk & # 8217.

Estructura de las sulfonamidas:

Las sulfonamidas o sulfonamidas fueron los primeros antimetabolitos que se utilizaron con éxito como agentes quimioterapéuticos para inhibir el crecimiento de bacterias. Están relacionados estructuralmente con la sulfanilamida, un análogo del ácido p-aminobenzoico que se utiliza en la síntesis de ácido fólico (fig. 45.2).

El descubrimiento del primer fármaco a base de sulfamidas fue el resultado de la detección a gran escala de sustancias químicas para determinar su actividad en la curación de enfermedades estreptocócicas en animales de experimentación.

Existen numerosas sulfonamidas que poseen la misma estructura básica relacionada con el ácido p-aminobenzoico. Sin embargo, las sulfonamidas se diferencian entre sí principalmente en virtud de los diferentes sustituyentes en su posición R & # 8217 como se muestra en la figura 45.3. La tabla 45.5 muestra algunos ejemplos de sulfonamidas y sus diferentes sustituyentes.

Modo de acción de las sulfonamidas:

El modo de acción de las sulfonamidas es la inhibición de la síntesis de ácido tetrahidrofólico (THFA). Muchas bacterias requieren ácido p-aminobenzoico (PABA) como precursor de su síntesis de la coenzima esencial ácido tetrahidrofólico (THFA). PABA es una parte estructural de la molécula de ácido THFA.

La acción selectiva de las sulfonamidas se explica por el hecho de que la molécula de PABA y una molécula de sulfonamida son tan similares que la sulfonamida puede entrar en la reacción en lugar del PABA y bloquear la síntesis de un constituyente celular esencial, que en este caso es el THFA. , como se muestra en la Fig. 45.4.

Las funciones celulares de la coenzima THFA incluyen síntesis de aminoácidos, síntesis de timidina, etc. La falta de esta coenzima interrumpirá obviamente la actividad celular normal.

Las sulfonamidas inhibirán el crecimiento de aquellas células que sintetizan su THFA a partir de PABA y no interferirán con el crecimiento de aquellas células (incluidas las células huésped de mamíferos) que requieren la vitamina ácido fólico y la reducen directamente a THFA. Esto explica la acción antibacteriana selectiva de las sulfonamidas y las hace útiles en el tratamiento de muchas enfermedades infecciosas.

Efectividad de las sulfonamidas:

Las sulfonamidas son selectivamente tóxicas para muchos patógenos bacterianos porque estos últimos sintetizan su propio ácido fólico y no pueden absorber eficazmente esta sustancia química del exterior. Por el contrario, los humanos deben obtenerlo en su dieta porque no pueden sintetizar el ácido fólico por sí mismos.

Por tanto, las sulfonamidas no afectan al huésped humano. Sin embargo, hasta el 5% de los pacientes que recibieron dosis de sulfonamida experimentan efectos secundarios adversos principalmente en forma de respuestas alérgicas como fiebre, urticaria y erupciones cutáneas.


¿Qué son los antibióticos y cómo funcionan?

Cualquier sustancia que inhiba el crecimiento y la replicación de una bacteria o la mate directamente puede denominarse antibiótico. Los antibióticos son un tipo de antimicrobiano diseñado para atacar infecciones bacterianas dentro (o sobre) el cuerpo. Esto hace que los antibióticos sean sutilmente diferentes de los otros tipos principales de antimicrobianos que se usan ampliamente en la actualidad:

  • Los antisépticos se utilizan para esterilizar superficies de tejido vivo cuando el riesgo de infección es alto, como durante una cirugía.
  • Los desinfectantes son antimicrobianos no selectivos que matan una amplia gama de microorganismos, incluidas las bacterias. Se utilizan en superficies muertas, por ejemplo, en hospitales.

Por supuesto, las bacterias no son los únicos microbios que pueden ser perjudiciales para nosotros. Los hongos y los virus también pueden ser un peligro para los humanos, y son atacados por antifúngicos y antivirales, respectivamente. Solo las sustancias que se dirigen a las bacterias se denominan antibióticos, mientras que el nombre antimicrobiano es un término general para cualquier cosa que inhiba o mate las células microbianas, incluidos los antibióticos, antifúngicos, antivirales y productos químicos como los antisépticos.

La mayoría de los antibióticos que se utilizan hoy en día se producen en laboratorios, pero a menudo se basan en compuestos que los científicos han encontrado en la naturaleza. Algunos microbios, por ejemplo, producen sustancias específicamente para matar otras bacterias cercanas con el fin de obtener una ventaja al competir por alimentos, agua u otros recursos limitados. Sin embargo, algunos microbios solo producen antibióticos en el laboratorio.

¿Cómo actúan los antibióticos?

Los antibióticos se utilizan para tratar infecciones bacterianas. Algunos son altamente especializados y solo son efectivos contra ciertas bacterias. Otros, conocidos como antibióticos de amplio espectro, atacan una amplia gama de bacterias, incluidas las que son beneficiosas para nosotros.

Hay dos formas principales en las que los antibióticos se dirigen a las bacterias. O previenen la reproducción de bacterias o las matan, por ejemplo, deteniendo el mecanismo responsable de la construcción de sus paredes celulares.

¿Por qué son importantes los antibióticos?

La introducción de antibióticos en la medicina revolucionó la forma en que se trataban las enfermedades infecciosas. Entre 1945 y 1972, la esperanza de vida humana promedio aumentó en ocho años, con antibióticos utilizados para tratar infecciones que antes probablemente mataran a los pacientes. Hoy en día, los antibióticos son una de las clases más comunes de fármacos que se utilizan en medicina y hacen posible muchas de las complejas cirugías que se han convertido en rutinarias en todo el mundo.

Si nos quedáramos sin antibióticos eficaces, la medicina moderna retrocedería décadas. Las cirugías relativamente menores, como las apendicectomías, podrían volverse potencialmente mortales, como lo eran antes de que los antibióticos estuvieran ampliamente disponibles. Los antibióticos a veces se usan en un número limitado de pacientes antes de la cirugía para asegurar que los pacientes no contraigan ninguna infección por bacterias que ingresan a cortes abiertos. Sin esta precaución, el riesgo de envenenamiento de la sangre aumentaría mucho y muchas de las cirugías más complejas que los médicos realizan ahora pueden no ser posibles.


Científicos de Bangladesh descubren nuevos antibióticos

/> Servicio de noticias 12:22 31 de mayo de 2021 AA

Foto de archivo

Un equipo de científicos e investigadores de Bangladesh ha descubierto un nuevo antibiótico a partir de bacterias raras que se encuentran en la semilla de yute y que puede combatir las infecciones bacterianas y las enfermedades bacterianas resistentes a los medicamentos.

El descubrimiento de los antibióticos de la bacteria llamada 'Staphylococcus hominis' ya ha sido reconocido en una revista revisada por pares titulada "Una planta endófita de Staphylococcus hominis cepa MBL_AB63 produce un nuevo lantibiótico, homicorcina y una variante de posición uno".

Un miembro del equipo de investigación, el profesor Mohammad Riazul Islam de la Universidad de Dhaka, dijo a la Agencia Anadolu: “Es un antibiótico peptídico que actúa contra el solicitante de registro de medicamentos. Podemos obtener buenos antibióticos si podemos ponerlos a disposición en el mercado para la producción comercial ".

"Hay una crisis de financiación en la investigación científica, incluso en el país que enfrentamos. Y necesitamos producir una gran cantidad del antibiótico para llevar el descubrimiento y la investigación más adelante", agregó.

“Y necesitamos fondos de investigación y el patrocinio del gobierno para que esto suceda. Como antes de la producción comercial, [tendremos] más trabajo en esto, incluida la investigación preclínica y los ensayos clínicos en humanos ”, dijo.

Es un producto natural y no modificaron las bacterias en el laboratorio y tiene hasta cinco variantes. Y si hay una falta de financiamiento local, el financiamiento global puede eliminar el descubrimiento, agregó.

Islam, profesor del departamento de bioquímica y biología molecular, ha estado realizando la investigación en el laboratorio de la universidad durante casi tres años.

La secuenciación del genoma de esta bacteria reveló que contiene un gen que produce antibióticos, que no se había informado antes. Se puede utilizar para tratar una variedad de enfermedades transmitidas por bacterias.

Los investigadores del Consejo de Investigación Científica e Industrial de Bangladesh también se alinearon en la investigación.

Muchos antibióticos utilizados en la ciencia médica han perdido su resistencia a los gérmenes, e incluso en los hospitales, los pacientes se están infectando con algunas bacterias conocidas como superbacterias que no se tratan con ningún antibiótico convencional.

Este nuevo antibiótico puede tener éxito en el tratamiento de esas infecciones contra esas superbacterias, dijo el científico.

"Debido al creciente número de casos de resistencia a los antibióticos, el mundo necesita con urgencia compuestos novedosos y métodos innovadores para minimizar la propagación y el desarrollo de infecciones resistentes a los medicamentos", se lee en la revista Nature.

Actualmente, entre las cepas de Staphylococcus aureus aisladas en los hospitales, se encuentra que 60 a 70% son multirresistentes. Por lo tanto, se necesitan nuevos medicamentos antimicrobianos que no se vean afectados por los mecanismos de resistencia existentes para prevenir los posibles brotes epidémicos de enfermedades infecciosas, agregó.


Información de soporte

S1 Fig. Secuencias y estructuras químicas de 4 péptidos cíclicos y pseudopéptidos.

Estructuras químicas y secuencias de Pep15, Pep16, Pep18 y Pep19. Pep18 es el único que está hecho completamente de aminoácidos naturales.

S2 Fig. Antibiogramas de 9 aislamientos clínicos incluidos en el ensayo de MIC que muestran que la prueba PAG. aeruginosa, K. neumonía, y A. baumanii las bacterias son bacterias MDR.

AKN, amikacina AMP, ampicilina AN, ácido nalidíxico ATM, aztreonam CAZ, ceftazidima CIP, ciprofloxacina CST, colistina CTX, cefotaxima CZD, ceftazidina FEP, cefepima FOS, fosfomicina GMN, gentamicina IPM, LVXOF, imipenexacina , piperacilina con tazobactam SXT, cotrimoxazol TIC, ticarcilina TMN, tobramicina.

S3 Fig. Actividad antibiótica Pep15, Pep16 y Pep18.

(A) Curvas de eliminación de MRSA para Pep15 (naranja), Pep18 (violeta) y vancomicina (azul) en comparación con el crecimiento sin tratar (negro). Incubación de MRSA con MIC 30 veces. Los resultados y las barras de error son representativos de 3 experimentos independientes. (B, C) Gráficos de probabilidad de supervivencia de Kaplan-Meier de ratones de 6 a 8 semanas de edad IV inoculados con aproximadamente 5 x 108 MRSA y monitoreados diariamente durante 2 semanas. Los tratamientos intravenosos de dosis única se realizaron en un modelo de septicemia de MRSA 3 h (líneas simples B) o 15 h (líneas de puntos C) después de la infección. El tratamiento fue con 1,5 mg.kg -1 Pep15 (naranja), Pep16 (rojo) o Pep18 (violeta). La supervivencia se controló durante 14 días (días, eje x) después de la infección. Los resultados son representativos de experimentos independientes, con 10 ratones por ensayo. Los datos asociados con esta figura se pueden encontrar en S1 Data. MIC, concentración mínima inhibitoria MRSA, resistente a meticilina S. aureus.

S4 Fig. Actividad antibiótica Pep15 y Pep18 comparada con su toxicidad en eritrocitos humanos y células renales.

La actividad antibacteriana contra MRSA está en rojo, la lisis de eritrocitos humanos está en barras azules y la viabilidad de las células HEK está en verde. Medias y errores estándar de las medias calculadas sobre triplicados biológicos. Los datos asociados con esta figura se pueden encontrar en S1 Data. HEK, células renales embrionarias humanas MRSA, resistente a meticilina S. aureus.

S5 Fig. No surgieron clones de MRSA detectables con mayor resistencia a Pep19 después de los experimentos de sepsis severa en ratones.

Se sembraron extractos de riñón en bruto (se usa una dilución de 105 del extracto en bruto) de 3 ratones después de 4 días de tratamientos repetidos con Pep19. Los ratones se sacrifican el día 7 y se extraen los riñones. MRSA, resistente a la meticilina S. aureus.

S6 Fig. Daño bacteriano de péptidos y pseudopéptidos revelado por TEM y SEM.

TEM (izquierda) y SEM (derecha) micrografías de campo de visión amplio de S. aureus Hombre nuevo. Se muestran bacterias no tratadas (Control) y bacterias después del tratamiento con Pep15, Pep16, Pep18 o Pep19 en sus CIM durante 2 ha 37 ° C. MIC, concentración mínima inhibitoria MRSA, resistente a meticilina S. aureus SEM, microscopía electrónica de barrido TEM, microscopía electrónica de transmisión.

Tabla S1. Actividad antibacteriana de los 4 peptidomiméticos centrándose en 9 S. aureus Aislamientos clínicos MDR.

Los aislados clínicos BCB / POE y 740404 DUN son de sepsis humana. Las otras cepas provienen de infecciones del catéter o heridas supurantes. Se utilizó brilacidina como control. MDR, resistente a múltiples fármacos.

Tabla S2. Parámetros sanguíneos que evalúan la nefrotoxicidad putativa de cada uno de los 4 péptidos / pseudopéptidos en ratones.

Los parámetros sanguíneos se analizaron el día 2 después de la administración intravenosa de los péptidos y pseudopéptidos a 2 mg.kg -1. La media se infirió a partir de los valores medidos para 3 ratones (machos) por péptido / pseudopéptido. Los valores normales son 145-160 mmol / L para Na +, 4-7.5 mmol / L para K +, 110-120 mmol / L para Cl -, 1.2-2.8 mmol / L para fósforo inorgánico, 9.5-11 mmol / L para glucosa, 9-12 mmol / L para urea y 6-14 μmol / L para creatinina (http://www.jax.org/phenome).

Tabla S3. Ensayos de toxicidad cualitativa de los 4 péptidos en embriones de pez cebra.

Dentro de un rango de concentración de 1 a 100 mM, se analizaron 9 criterios de valoración para determinar las tasas de mortalidad y la frecuencia de varios efectos tóxicos (hemorragia cardíaca, defectos del flujo sanguíneo, hemorragia cerebelosa, necrosis, edema pericárdico, defectos de vesículas óticas, defectos de motilidad y trastornos cerebrales). defectos). No se observó toxicidad después de la inyección de cada uno de los 4 péptidos y pseudopéptidos a concentraciones de 1 o 10 mM, ni para los inyectados con Nisina o solo agua. Sin embargo, se observó una mortalidad del 100% después de la inyección de 100 mM de cualquiera de los péptidos o pseudopéptidos. CP, porcentaje acumulado de defectos tóxicos F, frecuencia norte, número de embriones tratados P, porcentaje.

Tabla S4. Ensayos cuantitativos de toxicidad de los 4 péptidos en embriones de pez cebra.

Se analizaron tres criterios de valoración para determinar los efectos del desarrollo embrionario de los péptidos inyectados en concentraciones que oscilan entre 1 y 100 mM. Se calcularon los tamaños y curvaturas corporales de los embriones y no se detectaron efectos tóxicos. Se observaron defectos de frecuencia cardíaca después de la inyección de Pep16 20 y 40 mM, y en menor grado con Pep18 y Pep19 20 mM. norte, número de embriones vivos después del tratamiento p15, pseudopéptido Pep15 p16, Pep16 p18, Pep18 p19, Pep19 SD, desviación estándar SEM, error estándar de la media.

Tabla S5. Ensayos de toxicidad en ratones.

Signos clínicos observados el día 1 después de la administración intravenosa de cada uno de los péptidos y pseudopéptidos en grupos de 3 ratones. Los síntomas no observados están marcados con un guión.

Tabla S6. Parámetros sanguíneos en los ensayos de toxicidad en ratones.

Parámetros de glóbulos blancos y neutrófilos el día 2 después de la administración intravenosa de los péptidos y pseudopéptidos a dosis que oscilan entre 1,5 y 5 mg / kg (3 ratones por dosis). g / L, giga / l (10 3 elementos por mm 3). Los valores normales para los glóbulos blancos son de 0,68 a 10,3 g / L y de 0,15 a 1,5 g / L para los neutrófilos.

Tabla S7. Semividas de péptidos en sueros humanos y de ratón.

Cinética de degradación de los 4 péptidos cíclicos en suero humano o de ratón (concentración de péptido: 10 -4 M) y en comparación con 3 antibióticos de referencia de péptidos (nisina, polimixina B y daptomicina). Las cantidades de péptidos y las semividas se determinaron mediante HPLC. Los experimentos se realizaron con un 25% de sueros humanos o de ratón. Los valores se muestran en minutos. Los valores medios corresponden a triplicados biológicos. HPLC, cromatografía líquida de alta presión.


Inhibidores de girasa, antibióticos aminocumarínicos

Los antibióticos aminocumarínicos novobiocina, clorobiocina y cumermicina A1 matar bacterias mediante la inhibición de las enzimas girasa y topoisomerasa IV, que son esenciales para el control de la actividad genética en bacterias. La novobiocina se ha introducido en la terapia humana en los Estados Unidos (Albamicina).

Streptomyces Las bacterias, como la mayoría de los microorganismos, ofrecen una gran ventaja para el investigador: los genes biosintéticos de un antibiótico específico (metabolito secundario) están agrupados en una región contigua y bien definida: el grupo de genes biosintéticos de ese metabolito.

Hemos clonado y secuenciado los grupos de genes biosintéticos de los tres antibióticos aminocumarínicos mencionados anteriormente. Mediante experimentos de inactivación de genes, experimentos de expresión heteróloga e investigaciones bioquímicas, hemos podido dilucidar la función de casi todos los genes biosintéticos contenidos en estos grupos de genes, ampliando así nuestra comprensión de cómo los microorganismos forman dichos compuestos.

La comparación de los grupos de genes de los tres antibióticos aminocumarínicos reveló una sorprendente correspondencia entre las estructuras de los antibióticos y la organización de los genes biosintéticos. Para cada resto estructural de los antibióticos aminocumarínicos, los genes biosintéticos se agrupan, dando como resultado una estructura modular de los grupos. Los órdenes de los módulos y el orden de los genes dentro de cada módulo son idénticos para estas tres aminocumarinas. Transferencia de todos los grupos de genes biosintéticos de novobiocina y clorobiocina a otros Streptomyces Las cepas dieron como resultado la formación de estos antibióticos por los organismos hospedadores manipulados y proporcionaron excelentes oportunidades para la producción de nuevas aminocumarinas por métodos genéticos. Los antibióticos aminocumarínicos se han convertido en un modelo exitoso para la generación de nuevos antibióticos por ingeniería genética y biología sintética.

Se podrían producir muchas aminocumarinas nuevas mediante manipulación genética dirigida en las cepas productoras naturales y también en hospedadores heterólogos. Streptomyces coelicolor después de la expresión del respectivo grupo de genes. La producción de nuevas aminocumarinas también se logró mediante experimentos de mutasíntesis y mediante síntesis quimioenzimática. in vitro. Esto permitió dilucidar las relaciones estructura-actividad en la clase de antibióticos aminocumarínicos.

Publicaciones seleccionadas de nuestro grupo que describen esta área de investigación:

  • Boll B, Taubitz T, Heide L (2011) El papel de las proteínas similares a MbtH en la adenilación de tirosina durante la biosíntesis de aminocumarina y vancomicina. J. Biol. Chem. 286: 36281-36290
  • Alt S, Mitchenall L, Maxwell A, Heide L: Inhibición de la ADN girasa y la ADN topoisomerasa IV de Staphylococcus aureus y Escherichia coli por antibióticos aminocumarínicos (2011) J Antimicrob Chemother 66: 2061-2069
  • Heide L (2009) Las aminocoumarinas: biosíntesis y biología. Representante Nat Prod 26: 1241-1250

Los biólogos descubren un nuevo método para descubrir los antibióticos

Biólogos de la Universidad de California en San Diego han desarrollado un método nuevo y revolucionario para identificar y caracterizar antibióticos, un avance que podría conducir al descubrimiento de nuevos antibióticos para tratar bacterias resistentes a los antibióticos.

Staphlyococcus aureus resistente a la meticilina, o MRSA, es una de un número creciente de bacterias resistentes a los medicamentos.

Los investigadores, que publicaron sus hallazgos en la primera edición en línea de esta semana de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, hicieron su descubrimiento al desarrollar una forma de realizar el equivalente a una autopsia en células bacterianas.

& # 8220 Esto proporcionará una nueva y poderosa herramienta para identificar compuestos que matan bacterias y determinar cómo funcionan, & # 8221, dijo Joseph Pogliano, profesor de biología en UC San Diego, quien encabezó el equipo de investigación. & # 8220Algunas bacterias han desarrollado resistencia a todas las clases conocidas de antibióticos y, cuando estas bacterias resistentes a múltiples fármacos causan una infección, son casi imposibles de tratar. Existe una necesidad urgente de nuevos antibióticos capaces de tratar infecciones causadas por bacterias resistentes a los antibióticos. & # 8221

Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades emitieron un informe alarmante en marzo de que se había descubierto que cepas resistentes a los antibióticos de enterobacterias resistentes a los carbapenémicos, o CRE, causan infecciones en pacientes en casi 200 hospitales solo en los Estados Unidos. Debido a que ningún antibiótico en el mercado es efectivo para tratar estas infecciones, aproximadamente la mitad de los pacientes mueren a causa de las infecciones por CRE. Estos brotes son difíciles de contener, y en un brote de neumonía por Klebsiella en 2011 en el Centro Clínico de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., La bacteria se propagó a pesar de los estrictos procedimientos de control de infecciones y se detectó en desagües y dispositivos médicos que habían estado sujetos a protocolos de descontaminación estándar.

"Finalmente nos estamos quedando sin los medicamentos milagrosos", dijo Pogliano, quien detalló la historia: El antibiótico penicilina se descubrió por primera vez a fines de la década de 1920 y recibió un uso clínico generalizado en la década de 1940. Sin embargo, las bacterias desarrollaron rápidamente resistencia a la penicilina, por lo que se desarrollaron nuevas y mejores versiones. Desde entonces, se ha librado una carrera continua para identificar nuevos antibióticos con el fin de estar un paso por delante de la resistencia en evolución. En el brote de Klebsiella en 2011, la bacteria desarrolló resistencia incluso a la colistina, un fármaco de último recurso debido a sus graves efectos secundarios.

Durante los últimos 25 años, la cantidad de nuevos antibióticos que ingresan a la clínica ha disminuido drásticamente. Al mismo tiempo, las bacterias han seguido desarrollando resistencia a todos los medicamentos disponibles actualmente, creando la situación crítica actual. Uno de los principales problemas para identificar nuevos antibióticos y llevarlos al mercado es la falta de comprensión de cómo funcionan las moléculas.

"Es fácil identificar miles de moléculas capaces de matar bacterias", explicó Kit Pogliano, profesor de biología y coautor del artículo. & # 8220 La parte difícil es elegir a los ganadores de los perdedores y elegir las moléculas que sean las mejores candidatas para el desarrollo de fármacos. Una pieza clave de información necesaria para esta elección es el conocimiento de cómo actúa el fármaco, pero tradicionalmente es una información difícil de obtener, que generalmente requiere meses de trabajo intensivo. Hemos aplicado métodos del siglo XXI que en solo dos horas proporcionan esta información, lo que permite una priorización más rápida de nuevas moléculas. Esto abrirá la línea de descubrimiento, permitiéndonos identificar más rápidamente nuevas moléculas con potencial para ingresar a la clínica para el tratamiento de patógenos resistentes a múltiples fármacos. & # 8221

Una clave de este nuevo enfoque fue la combinación de microscopía y herramientas de biología cuantitativa. & # 8220 Tuvimos que desarrollar todos los métodos de biología celular y biología cuantitativa para generar los datos nosotros mismos y eso requirió mucho trabajo, pero ahora que tenemos el método funcionando, es muy emocionante & # 8221, dijo Poochit Nonejuie, un estudiante de posgrado en la División de Ciencias Biológicas y otro coautor. & # 8220 Mis colegas de química pueden darme una nueva molécula por la mañana, y por la tarde puedo decirles las posibles vías celulares a las que se dirigen. Es increíble lo poderosa que es la tecnología. & # 8221

Los biólogos de UC San Diego dicen que su nuevo método no solo cambia las reglas del juego, sino que promete revolucionar la forma en que los equipos de descubrimiento de fármacos guían sus estudios. Con los métodos anteriores, comprender cómo funciona un antibiótico requiere la realización de muchos ensayos bioquímicos diferentes, lo que requiere mucho tiempo y cantidades relativamente grandes del compuesto, que casi siempre escasea cuando se descubre por primera vez.

& # 8220Nuestro nuevo método representa la primera vez que se puede realizar una sola prueba e identificar el mecanismo de acción probable para un nuevo compuesto & # 8221, dijo Joseph Pogliano. Señaló que la becaria postdoctoral Anne Lamsa ha miniaturizado el método para que requiera solo unos pocos nanogramos de cada fármaco candidato, conservando moléculas que a menudo están disponibles solo en pequeñas cantidades.

& # 8220 También & # 8217 es más rápido y se puede adaptar fácilmente para esfuerzos de descubrimiento de fármacos de alto rendimiento & # 8221, agregó. & # 8220Este método nos permitirá identificar más rápidamente los productos químicos que matan las bacterias, lo que acelerará el desarrollo de nuevos medicamentos. Comprender cómo funcionan los antibióticos es clave para comprender cómo desarrollan la resistencia. & # 8221

Pogliano dijo que su equipo de investigación, que también incluyó a Mike Burkart, profesor de química y bioquímica, continuará sus investigaciones sobre antibióticos. & # 8220Ahora estamos usando este método para buscar nuevas moléculas activas contra bacterias resistentes a los antibióticos & # 8221, dijo.

El estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH otorga AI095125 y GM073898).


Resumen de la charla

La resistencia a los antibióticos es un problema creciente en todo el mundo. Para abordar este problema, la Dra. Eriko Takano y sus colegas están generando métodos para el desarrollo de nuevos antibióticos utilizando un enfoque de biología sintética. Al realizar el análisis del genoma en muchos microbios, pueden identificar genes que codifican nuevas vías de biosíntesis que pueden producir antibióticos. Estos grupos de genes se pueden transferir a huéspedes bacterianos prediseñados para optimizar el desarrollo de nuevos antibióticos. El laboratorio de Takano ha desarrollado sistemas de software para buscar grupos de genes, así como para modelar, analizar, optimizar y depurar la producción de antibióticos.


Descripciones de los cursos de pregrado

Este curso de conferencias está diseñado para cumplir con los prerrequisitos de anatomía para los estudiantes que solicitan admisión a programas de profesión de la salud, pero no cuenta para ninguna de las especializaciones en ciencias biológicas. Los estudiantes explorarán la anatomía macroscópica clínica y funcional humana organizada por región del cuerpo. Se utilizan técnicas de imágenes, patologías de enfermedades y estudios de casos para mejorar y aplicar la información de las conferencias. Se requiere la inscripción conjunta con BIOSC 0042.

0042 Laboratorio de Anatomía para Profesiones Sanitarias

Este curso de laboratorio está diseñado para cumplir con los prerrequisitos de anatomía para los estudiantes que solicitan admisión a programas de profesión de la salud, pero no cuenta para ninguna de las especializaciones en ciencias biológicas. Este laboratorio brinda una oportunidad visual para aprender anatomía humana a través de varias herramientas, que incluyen esqueletos, modelos de órganos, muestras de patología, disección virtual y diapositivas de histología. Los módulos de laboratorio están organizados por región del cuerpo. Se requiere la inscripción conjunta con BIOSC 0041.

0050 Laboratorio de Fundamentos de Biología 1

Este curso ha sido reemplazado por BIOSC 0057 y ya no se ofrece en el campus de Oakland.

0057 Laboratorio de Investigación Fundamentos de Biología 1

Este curso es un curso de laboratorio de introducción a la biología 1 basado en la investigación. Este curso es equivalente a BIOSC 0050 y hay una tarifa de laboratorio. Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0058 Fundamentos de la Biología SEA-PHAGES Laboratorio 1

Esta versión del laboratorio BIOSC 005X centrada en la investigación utiliza Bacteriophage Discovery para introducir la biología como ciencia experimental. Los estudiantes aprenden técnicas de laboratorio actuales a través del descubrimiento, aislamiento y caracterización de su propio virus nuevo. Los estudiantes serán introducidos a conceptos de microbiología, evolución y biología molecular a través de experimentos prácticos impulsados ​​por los resultados obtenidos durante la clase. Este curso es la primera mitad de un curso de dos partes. Los estudiantes que se inscriban en 0058 deben planear tomar 0068 en el período siguiente. Este curso es equivalente a BIOSC 0050 y hay una tarifa de laboratorio. Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0060 Laboratorio de Fundamentos de Biología 2

Este curso ha sido reemplazado por BIOSC 0067 y ya no se ofrece en el campus de Oakland.

0067 Laboratorio de Investigación Fundamentos de Biología 2 (Tema: Tiny Earth - Descubrimiento de antibióticos mediante crowdsourcing)

Este curso es un curso de laboratorio de introducción a la biología 2 basado en la investigación que lo involucrará en la investigación sobre los microbios del suelo y el descubrimiento de antibióticos. Actualmente, la línea de desarrollo de antibióticos se ha reducido a un mínimo y muchos de los antibióticos actualmente en uso están perdiendo eficacia debido al desarrollo de resistencia a los antibióticos en patógenos. Esta crisis de salud impulsa la investigación que realizarás en este nuevo curso de laboratorio. Aislará las bacterias productoras de antibióticos del suelo recolectado en el campus de la Universidad de Pittsburgh, caracterizará a los productores y extraerá sus metabolitos, mientras contribuye con sus hallazgos a una base de datos compartida por una red de estudiantes investigadores en todo el país. Este curso es equivalente a BIOSC 0060 y hay una tarifa de laboratorio.Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0067 Laboratorio de Investigación Fundamentos de Biología 2 (Tema: Regulación del ADN y enfermedad)

Este curso es un curso de laboratorio de introducción a la biología 2 basado en la investigación en el que los estudiantes participarán en un proyecto de investigación auténtico destinado a comprender cómo el ADN se empaqueta cuidadosamente en la célula, pero sigue siendo accesible para los procesos basados ​​en el ADN, como la transcripción, la replicación y la reparación. . Este proyecto de investigación permitirá a los estudiantes aplicar y aumentar su conocimiento de muchos temas en genética y biología molecular. Los estudiantes aprenderán a planificar, ejecutar e interpretar experimentos usando técnicas de biología molecular comunes. También leeremos literatura científica actual para entender cómo las proteínas involucradas en el empaquetado del ADN resultan en enfermedades humanas cuando mutan. Este curso es equivalente a BIOSC 0060 y hay una tarifa de laboratorio.Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0067 Laboratorio de Investigación Fundamentos de Biología 2(Tema: Defectos neuronales)

Este curso es un curso de laboratorio de introducción a la biología 2 basado en la investigación en el que los estudiantes participarán en un auténtico proyecto de investigación destinado a comprender una proteína llamada Shroom, que regula los cambios de forma celular en la mayoría de los animales. Los ratones sin la proteína Shroom3 tienen tubos neurales que se "forman como hongos" durante el desarrollo y las moscas de la fruta con proteína Shroom adicional tienen ojos y alas defectuosas. Buscará proteínas que cooperen con Shroom para cambiar la forma celular en las moscas de la fruta utilizando enfoques genéticos y evaluando cambios en ojos y alas. Desarrollará hipótesis sobre qué proteínas funcionarán con Shroom y cómo podrían controlar el cambio de forma y utilizará la microscopía para probar sus predicciones. Este trabajo está directamente relacionado con la investigación en el laboratorio del Dr. Jeff Hildebrand. Este curso es equivalente a BIOSC 0060 y hay una tarifa de laboratorio.Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0067 Laboratorio de Investigación Fundamentos de Biología 2(Tema: Canales de agua en enfermedades)

Este curso es un curso de laboratorio de introducción a la biología 2 basado en la investigación donde los estudiantes estudiarán mutaciones en el ADN que codifica un canal de agua de la membrana renal llamado acuaporina 2. Las personas con estas mutaciones tienen la enfermedad Diabetes insípida, pero la razón por la que las proteínas de acuaporina mutante no funcionan es desconocido y será el foco de su investigación en este curso. Probará la producción y estabilidad de la proteína utilizando nuestro sistema de modelo de levadura. También utilizará este sistema modelo para desarrollar pruebas para determinar si la proteína forma un canal de agua funcional y ejecutará estos experimentos para probar sus propias hipótesis de cómo la mutación puede causar enfermedad. Esta investigación está relacionada con el trabajo del Dr. Buck y el Dr. Kaufmann. Este curso es equivalente a BIOSC 0060 y hay una tarifa de laboratorio.Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0068 Fundamentos de la Biología SEA-PHAGES Laboratorio 2

La versión de BIOSC 0060 centrada en la investigación utiliza la genómica de bacteriófagos para introducir la biología como ciencia experimental. Los estudiantes aprenden técnicas biológicas computacionales a través de la anotación y caracterización de genomas virales novedosos. Los estudiantes serán introducidos a conceptos en bioinformática, microbiología, evolución y biología molecular a través de experimentos prácticos impulsados ​​por los resultados obtenidos durante la clase. Este curso es la segunda mitad de un curso de dos partes. Los estudiantes que se inscriban en 0068 deben estar inscritos actualmente en 0058. Este curso es equivalente a BIOSC 0060 y hay una tarifa de laboratorio.Haga clic aquí para obtener más información sobre los cursos de laboratorio basados ​​en la investigación.

0100 Preparación para biología

Este curso está dirigido a estudiantes que no han tenido biología en la escuela secundaria en los últimos cinco años para prepararlos para tomar Fundamentos de Biología 1 (BIOSC 0150) y 2 (BIOSC 0160). La conferencia cubrirá un subconjunto de temas de Fundamentos de la biología 1 y 2, incluida una discusión de la química básica utilizada en biología, biología celular, incluidas la mitosis y la meiosis, una introducción a la genética y la biología molecular. Las recitaciones semanales explorarán los temas cubiertos en la conferencia con más profundidad e integrarán la resolución de problemas y las habilidades de estudio. También se pueden incluir algunos ejercicios de laboratorio en el período de recitación para reforzar los temas de la conferencia, dando a los estudiantes la oportunidad de investigar el aspecto experimental de la biología. Los ejercicios de laboratorio y las asignaciones se centrarán en el análisis de datos, la resolución de problemas y las habilidades de escritura.

0150 Fundamentos de la biología 1

Este curso introductorio cubre la base celular de la vida, incluyendo una discusión de las células químicas simples como unidades de estructura y función, transformaciones de energía y genética mendeliana. Se pondrá énfasis en la base experimental y observacional para nuestro conocimiento de estos temas. No recomendado para estudiantes entrantes que colocan en MATH 0010.

0160 Fundamentos de la biología 2

Este curso cubre los principios básicos de genética molecular, evolución y ecología. Se pondrá énfasis en la base experimental y observacional para nuestro conocimiento de estos temas.

0350 Genética

Este curso está diseñado para examinar el gen en las siguientes dimensiones: el gen como unidad de transmisión, unidad de función y unidad de mutación.Además, la distribución y la actividad de los genes en las poblaciones se considerarán en el contexto de las teorías actuales de la evolución. Las conferencias asumirán que el estudiante tiene el equivalente a un tercio de un término de genética básica (como se incluye en la secuencia BIOSC 0150/0160).

0351 Genética Laboratorio

Este curso proporcionará una introducción práctica a los conceptos y metodologías de la genética utilizando el organismo modelo Drosophila melanogaster. Los estudiantes aprenderán y aplicarán conceptos básicos de cruces, mapeo, pantallas genéticas, así como la caracterización molecular de lesiones genéticas. Desde ver el resultado de cruces simples hasta visualizar los cromosomas, exploraremos la genética de este prominente modelo animal. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

0352 Introducción al Laboratorio de Genética Molecular

La genética molecular utiliza la ingeniería del genoma precisa para abordar cuestiones biológicas cada vez más sofisticadas. En este curso los estudiantes participarán en un proyecto de investigación auténtico, por ejemplo creando nuevas mutaciones usando técnicas recombinantes actuales y probando las consecuencias biológicas. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

0370 Ecología

Esta es la descripción de los términos de otoño y primavera. El objetivo del curso es proporcionar una amplia introducción al estudio de la ecología a nivel de pregrado, a través de la presentación de conferencias que se ocupan de los niveles de organización jerárquica de organismos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Se considerarán las contribuciones de las investigaciones de laboratorio y de campo al desarrollo del conocimiento ecológico. El material de la conferencia se complementará con las lecturas requeridas de un libro de texto asignado.

0370 Ecología

Esta es la descripción de la oferta del trimestre de verano en el Laboratorio de Ecología de Pymatuning. El objetivo del curso es proporcionar una amplia introducción al estudio de la ecología a nivel de pregrado, a través de la presentación de conferencias que se ocupan de los niveles de organización de los organismos, la población, la comunidad y los ecosistemas. Se considerarán las contribuciones del trabajo de laboratorio, la investigación de campo, la experimentación y la teoría matemática al desarrollo del conocimiento ecológico. También se explorará la aplicación de conceptos ecológicos a la resolución de problemas ambientales. El material de la conferencia se complementará con las lecturas requeridas de un libro de texto asignado y de otros materiales. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

0390 Ecología Laboratorio

El objetivo del curso de laboratorio es proporcionar a los estudiantes experiencia práctica en métodos ecológicos y en el diseño, realización y análisis de estudios ecológicos. Los ejercicios de laboratorio están diseñados para corresponder con los temas principales de la conferencia presentados en BIOSC 0370. Los ejercicios incluirán estudios de laboratorio y de campo. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

0390 Ecología Laboratorio

Esta es la descripción de la oferta del trimestre de verano en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. El objetivo del curso de laboratorio es proporcionar a los estudiantes experiencia práctica en métodos ecológicos y en el diseño, realización y análisis de estudios ecológicos. Los ejercicios se corresponden con los principales temas de conferencias presentados en BIOSC 0370 y enfatizarán los estudios de campo y el análisis de datos. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

0391 Ecología Laboratorio Práctica de escritura

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Ecología, BIOSC 0390. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio y escribirán ensayos basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso complementario, BIOSC 0390. Los informes y ensayos se devolverán con comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y vuelvan a enviar.

0715 Fundamentos de la biología de la CSU 1

Este curso cubrirá los fenómenos biológicos a nivel del organismo, incluida la obtención y el procesamiento de nutrientes, las transformaciones de energía, el transporte interno, la regulación de la composición interna, los mecanismos de control hormonal y neuronal y el desarrollo. En la mayoría de los casos, se hará hincapié en la comprensión de los mecanismos subyacentes a nivel celular y molecular. Además, como una parte especialmente importante del curso, en cada oportunidad se pondrá énfasis en examinar cómo sabemos lo que sabemos (es decir, la naturaleza de los resultados experimentales que conducen a una conclusión determinada, incluidas posibles explicaciones alternativas y trampas). interpretación), en lugar de aprender de memoria. Cuando exista incertidumbre y controversia, se discutirán abiertamente, como ejemplos de la forma en que avanza la ciencia y como áreas potencialmente interesantes para nuevas investigaciones.

Nivel de estudiante: se requiere una puntuación AP de 4 o más O una puntuación IB de 5 o más para inscribirse

0716 Fundamentos de la biología de la CSU 2

Este curso cubrirá los fenómenos biológicos a nivel del organismo y superior, incluida la genética (clásica y molecular), la evolución y la ecología. Se hará hincapié en la comprensión de los mecanismos subyacentes y se aprovecharán todas las oportunidades para examinar la base experimental sobre la que descansa esta comprensión. Donde exista incertidumbre y controversia, se discutirán, tanto como ejemplos de la forma en que avanza la ciencia como áreas potencialmente interesantes para nuevas investigaciones.

Nivel de estudiante: C o mejor en BIOSC 0715 o puntaje AP de 5 o puntaje IB de 7 se requiere para inscribirse

0805 El cuerpo humano para no especializaciones

Este es un curso de biología y fisiología humana para estudiantes que no se especializan en biología. El objetivo es proporcionar a los estudiantes una comprensión de los principios fundamentales de la vida con énfasis en el cuerpo humano. El curso cubrirá la bioquímica básica y la biología celular y luego pasará a la estructura y función de los sistemas de órganos humanos. Una parte esencial del curso es la discusión de temas actuales, como enfermedades infecciosas, autoinmunes y neurodegenerativas, asma y alergia, nutrición e investigación de células madre para la salud y clonación y métodos de anticoncepción y tecnologías reproductivas.

0815 Genes y enfermedades para no mayores

Este curso está diseñado para brindar a los estudiantes que no se especializan en biología los antecedentes esenciales en genética y evolución para comprender las enfermedades humanas. El material cubierto incluye los principios fundamentales de la genética, el papel de los genes y el medio ambiente en diversas enfermedades, la genómica y el papel de la evolución. Una parte esencial del curso es la discusión de temas actuales, como enfermedades genéticas, cribado genético, clonación reproductiva, terapia génica, base genética del cáncer y enfermedades emergentes y reemergentes.

1000 bioquímica

Este curso está diseñado para proporcionar a los estudiantes una comprensión básica de los principios y temas subyacentes de la bioquímica moderna. El curso incluye todos los temas principales de bioquímica con una profundidad considerable, incluyendo termodinámica y enzimología, estructura, función y síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, lípidos y membranas, así como vías metabólicas. Este curso requerirá que los estudiantes dominen un vocabulario nuevo que incluya estructuras químicas, y se hará énfasis en los enfoques experimentales, los mecanismos moleculares y la resolución de problemas. Aunque se cubrirán los mismos temas que en la serie de bioquímica de dos semestres (BIOSC 1810/1820), ningún tema en BIOSC 1000 se cubrirá con tanto detalle. BIOSC 1000 no cumple con el requisito de bioquímica para los estudiantes de biología molecular.

1005 Laboratorio de Introducción a la Bioquímica

Este curso guiará a los estudiantes a través de un enfoque experimental común que se utiliza en los laboratorios de investigación académicos y de la industria. En la primera parte del semestre, los estudiantes clonarán genes que han sido seleccionados porque son genes nuevos de interés para los laboratorios de investigación del departamento. En la segunda parte del semestre, los estudiantes expresarán sus genes clonados y purificarán las proteínas codificadas. Utilizarán análisis informáticos para predecir las posibles funciones de sus proteínas y luego probarán sus hipótesis utilizando técnicas bioquímicas. Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso.

1010 Comunicación en las ciencias biológicas

Las convenciones de la comunicación científica se enseñarán en este curso de nivel junior / senior a medida que los estudiantes aprenden a localizar, leer y analizar la literatura primaria en preparación para escribir y revisar un artículo de revisión claro y conciso. Los estudiantes también preparan y revisan una presentación oral de su tema de revisión. Se enseñará y practicará atención al diseño de documentos, la construcción de argumentos, la comunicación verbal y las habilidades de presentación. Además de los talleres dirigidos por un instructor, se incorporan extensos ejercicios de revisión por pares para ayudar a los estudiantes a desarrollar habilidades de evaluación y aprender a incorporar comentarios.

1040 Gestión ecológica

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología Pymatuning. Este curso presenta a los estudiantes los fundamentos de la gestión de ecosistemas. Los objetivos del curso son tres: 1) obtener, a un nivel introductorio, el conocimiento de los principales enfoques utilizados para evaluar la función y la salud de los ecosistemas, 2) desarrollar habilidades para trabajar como miembro de un equipo que aborda el mundo real problemas en la gestión de ecosistemas, 3) presentar a los estudiantes las trayectorias profesionales en la gestión de ecosistemas y una red de administradores de ecosistemas en ejercicio, para ayudarlos en la colocación profesional después de graduarse. Los estudiantes se familiarizan con las técnicas de evaluación que incluyen la química del agua, la química y la textura del suelo, el inventario biótico y los indicadores bióticos del estrés del ecosistema, los fundamentos de la evaluación de los humedales, los principios del diseño y la gestión de parques y reservas, y la teledetección. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1070 UHC Fisiología humana

Después de una introducción general sobre biología celular, fisiología muscular y comunicación intracelular, este curso examinará la función de los siguientes sistemas: cardiovascular, respiratorio, renal, gastrointestinal e inmunológico. Los sistemas se considerarán en el contexto de la función del cuerpo como un todo y cómo responden durante los desafíos (por ejemplo, el ejercicio) y los estados patológicos. A lo largo del curso se enfatizará la investigación actual relacionada con el funcionamiento de estos sistemas.

1120 Bioestadística

Este curso proporciona a los estudiantes el conocimiento sobre las aplicaciones de la técnica estadística a problemas biológicos. Se discutirán el ajuste de datos, el análisis de regresión, la significancia del coeficiente de correlación y el error estándar de estimación. Se introducirán las distribuciones binomial, normal y de Poisson, la distribución t de Student y la distribución chi-cuadrado. Se cubrirán las pruebas de hipótesis, los niveles de significancia, los límites de confianza para muestras grandes y pequeñas y las estadísticas no paramétricas. Se introducirá la programación informática básica (uso de BMDP y statview).

1130 Evolución

Este curso es una introducción a la evolución biológica. Se presentan la teoría, el proceso y el patrón del cambio evolutivo. Este curso abarcará conceptos tanto microevolutivos como macroevolutivos. Los temas de la conferencia incluirán herencia y variación, genética de poblaciones, selección natural, especiación, adaptación, registro fósil y filogenia.

1131 Laboratorio de Evolución

1140 Ecología del comportamiento

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología Pymatuning. El comportamiento se estudia desde una perspectiva evolutiva y ecológica. Los modelos actuales de alimentación, apareamiento y comportamiento social se evalúan a través de conferencias, lecturas, observación de campo y experimentos. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1160 Ecología forestal

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. El estudio de la ecología, manejo y conservación de ecosistemas forestales con foco en el bioma del bosque caducifolio oriental. Se realizarán excursiones nocturnas para estudiar los principales tipos de bosques regionales, incluidas las visitas al Bosque Nacional Allegheny en Pensilvania y al Bosque Nacional Monongahela en Virginia Occidental. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1170 Ecología de agua dulce (limnología)

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Un estudio de campo de lagos, embalses y arroyos como sistemas dinámicos. Empasis se centrará en el uso de muestreo cuantitativo y técnicas analíticas. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1180 Ecología de anfibios y reptiles

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Los estudiantes usarán técnicas en identificación de campo, estimación de población, posicionamiento global y otros métodos para abordar la ecología de reptiles y anfibios. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1200 Morfología de vertebrados

Un estudio de la anatomía macroscópica, histología, desarrollo y evolución del cuerpo de los vertebrados. Temas: Origen, filogenia y clasificación de vertebrados Histología básica Embriología temprana Morfología evolutiva Tegumento Sistema esquelético Sistema muscular Órganos de los sentidos Sistema nervioso Sistema endocrino Cavidad corporal y mesenterios Sistema digestivo Sistema respiratorio Sistema circulatorio Sistema excretor Sistema reproductor. Cada sistema se examina en términos de su desarrollo embrionario, histología, anatomía funcional e historia evolutiva. Se enfatizan los principios generales de la morfología evolutiva. El propósito del curso es proporcionar una comprensión de la historia y la anatomía funcional del cuerpo. Está diseñado como base para estudios en embriología, fisiología, sistemática y anatomía y fisiología humana en escuelas profesionales.

1205 Laboratorio de morfología de vertebrados

Este es un laboratorio que acompaña a BIOSC 1200. Los estudiantes diseccionarán un tiburón y un gato, estudiarán varios esqueletos (incluido el humano) y examinarán diapositivas de histología. Los propósitos del curso son ilustrar las estructuras discutidas en las conferencias de BIOSC 1200 y brindar al estudiante la experiencia personal de aprender la estructura animal a través de la disección y la observación. Cuatro horas de laboratorio a la semana. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1220 Estudios de campo ecológicos

Este curso se ofrece en la Estación de Campo del Laboratorio de Ecología Pymatuning como un curso de temas especiales. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1221 Estudios de campo ecológico urbano

Este curso de campo se ofrece en el campus de Oakland. Este curso proporciona una amplia experiencia de campo para estudiantes universitarios y se enfocará en desarrollar las habilidades necesarias para cualquier ecólogo practicante. Los estudiantes participarán en todas las etapas de los proyectos de campo, incluidos los ejercicios individuales y grupales. Usando una combinación de conferencias, lecturas extensas de la literatura primaria y proyectos prácticos de campo, el instructor ayudará a los estudiantes a adquirir competencia con los conocimientos previos, las habilidades de pensamiento y las herramientas tecnológicas necesarias para realizar investigaciones ecológicas empíricas. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1230 Ornitología

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Una introducción a la diversidad, comportamiento y ecología de las aves. El curso enfatiza estudios de campo, incluida la identificación de especies locales, métodos experimentales y estudio de vocalizaciones de aves. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1250 Fisiología humana

Después de una introducción general sobre biología celular, fisiología de nervios y músculos y comunicación intercelular, este curso examinará la función de los siguientes sistemas: cardiovascular, respiratorio, renal y gastrointestinal. Cada sistema discutido se integrará en la función más amplia de la homeostasis y su adaptación durante la patología y los desafíos (p.ej. ejercicio).

1255 Laboratorio de fisiología

Este curso de laboratorio complementa la fisiología humana BIOSC 1250. Los estudiantes pasarán la primera mitad del semestre desarrollando sus habilidades midiendo los parámetros homeostáticos del cuerpo humano (presión arterial, química sanguínea, respuesta muscular, etc.). Luego usarán ese conocimiento para diseñar y realizar experimentos modelados a partir de condiciones de eustress (ejercicio) y angustia (enfermedad).Además de las asignaciones semanales, los estudiantes deberán presentar los resultados de sus proyectos de investigación. Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso.

1260 Botánica acuática

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Identificación de especies de humedales con extensas excursiones a pantanos, ciénagas, pantanos, estanques y lagos. Los temas incluyen: morfología y estructura comunitaria de macrófitos vasculares, algas y diatomeas, delimitación de especies y humedales. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1270 Ecología de los peces

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Estudiaremos la ecología de poblaciones y comunidades de peces de agua dulce. Los temas que se cubrirán incluyen identificación, edad y crecimiento, historia de vida, interacciones tróficas y biogeografía. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1275 Genómica

1280 Ingeniería genética microbiana

Una serie de conferencias sobre los principios y la metodología de la genética procariota y eucariota inferior. Incluye:

  • Las propiedades moleculares del material genético, su capacidad para replicarse, recombinarse, mutar y dictar la síntesis de ARN y proteínas.
  • Organización y transferencia de material genético de célula a célula.
  • Manipulaciones genéticas clásicas.
  • Métodos, teoría y resultados de la genética in vitro mediante técnicas de ADN recombinante.

1285 Laboratorio de Genómica

Este curso guía a los estudiantes a través del diseño y evaluación de un proyecto de investigación impulsado por hipótesis en el área de genómica comparativa y funcional. En la primera mitad del curso los estudiantes aprenderán métodos de análisis de secuencias y genómica comparativa mientras trabajan con genomas de bacteriófagos secuenciados recientemente. Luego, los estudiantes formularán hipótesis sobre qué genes son esenciales para el crecimiento de los fagos. En la segunda mitad realizarán una serie de experimentos para poner a prueba estas hipótesis mediante la generación de mutaciones. Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso.

1290 Laboratorio de Ingeniería Genética Microbiana

Este curso de métodos experimentales se centrará en los mismos microbios eucariotas y procariotas que en BIOSC 1280, que deben tomarse simultáneamente. Los estudiantes aislarán mutantes, los mapearán genéticamente, los caracterizarán fenotípicamente y los usarán para construcciones de cepas específicas. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1291 Práctica de escritura de laboratorio de genética microbiana

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Genética Microbiana. Los estudiantes escribirán tres informes breves de laboratorio basados ​​en el trabajo realizado en el curso de correquisito BIOSC 1290 y los revisarán, en base a los comentarios del instructor, para formar un documento final integrado.

1300 Ecología comunitaria de vertebrados

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Consideración de la estructura y función de las comunidades de vertebrados terrestres. Los temas incluyen patrones de diversidad de especies y la influencia de la competencia, la depredación y la perturbación en la estructura de la comunidad. Los estudios de campo se llevarán a cabo en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Erie y las áreas circundantes. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1310 Ecología y manejo de humedales

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. ¡Descubre las maravillas de los humedales! Este curso lo ayudará a descubrirlos y le proporcionará una comprensión de los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren dentro y alrededor de los humedales y cómo estos procesos se relacionan con el manejo de los sistemas de humedales para la vida silvestre. ¡Visite muchos tipos diferentes de humedales en el área de Pymatuning! Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1320 Biología de poblaciones

Este curso se enfoca en los procesos ecológicos y evolutivos a nivel poblacional. Aprenderemos a representar dinámicas ecológicas y evolutivas utilizando modelos matemáticos cada vez más realistas. Primero exploraremos la Ecología de poblaciones, incluidos modelos de poblaciones individuales, metapoblaciones e interacciones entre especies. Luego pasamos a la Genética Evolutiva y de Población estudiando cómo los mecanismos de la evolución interactúan entre sí. Finalmente, estudiaremos la interacción explícita entre procesos ecológicos y evolutivos que pueden ocurrir en escalas de tiempo cortas.

1330 Botánica de campo

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Identificación y experimentos de campo con plantas herbáceas y leñosas en el contexto de sus comunidades. Los temas de los experimentos de campo pueden incluir la biología de la polinización, la demografía y los efectos de la herbivoría en la diversidad de especies. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1340 Entomología de campo

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Una introducción a la asombrosa diversidad taxonómica y ecológica de los insectos y sus parientes cercanos en el filo Arthropoda. Se pondrá énfasis en la recopilación e identificación de las etapas adultas. Los ejercicios de campo y de laboratorio se complementarán con conferencias y lecturas seleccionadas. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information.

1350 Biología vegetal

Este curso presentará una discusión en profundidad de la estructura, función y desarrollo de las plantas en un contexto ecológico y evolutivo. Además, este curso estudiará el Reino Vegetal y taxones relacionados con un enfoque en la evolución de estos grupos.

1360 Ecología de los hongos

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Este es un curso nuevo y emocionante diseñado para presentarle la recolección, observación e identificación de hongos y otros hongos de una variedad de hábitats. Los estudiantes aprenderán la taxonomía y la ecología de los hongos con un enfoque en enfoques experimentales y de observación para comprender los hongos del noroeste de Pensilvania. Se lo pasará en grande viendo los hongos de primera mano a través de una serie de excursiones de un día y una noche por la región. Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1375 Biología Tropical

Este curso proporcionará una introducción a los estudios ecológicos y evolutivos de organismos vivos en los trópicos. El curso se centrará en los principales temas de la ecología y la evolución a medida que se desarrollan en los trópicos, la región con mayor biodiversidad del mundo.

1390 Técnicas de campo en ecología y conservación

Ofrecido en la Estación de Campo del Laboratorio de Ecología Pymatuning. Este nuevo curso se ofreció por primera vez en 2012 y fue extremadamente popular, ¡así que lo traemos de vuelta! El curso está diseñado para brindar experiencia práctica en una variedad de técnicas de campo utilizadas en ecología y conservación acuática y terrestre. Los temas incluyen orientación, muestreo de vegetación, radiotelemetría, GIS y GPS amplificado, muestreo de población animal, estudio de insectos acuáticos y diseño de estudios de investigación. Hay una tarifa de laboratorio adjunta a este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1400 Ecología de la enfermedad

1410 Ecología de vertebrados

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. El curso se enfocará en la identificación, distribución ecológica, estructura comunitaria y ecología fisiológica de mamíferos, utilizando problemas de campo, laboratorios, demostraciones y conferencias. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1420 Manejo de vida silvestre

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Este es un curso preprofesional básico para especializaciones en recursos naturales, ecología, biología y campos relacionados. El curso cumple con los requisitos de certificación de The Wildlife Society y se recomienda para estudiantes que planean estudios de posgrado o empleo en el manejo de recursos naturales. Se espera cierta formación académica en ecología. Una breve revisión de la conservación de la vida silvestre será seguida por una revisión de los principios ecológicos, incluida la ecología de poblaciones. La aplicación de estos principios en el manejo de humedales, tierras de cultivo, pastizales y bosques para la vida silvestre precede a aspectos más especializados como los programas de vida silvestre exótica, urbana, ajena a la caza y en peligro de extinción. El curso está orientado al campo, pero tiene un componente de redacción pesado, por lo tanto, esté preparado para las actividades de campo, para entrar en la literatura de revisión de la literatura y para escribir un plan de manejo. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1435 Fisiología ambiental de los animales

1440 Comportamiento animal

Este curso examina la diversidad del comportamiento animal desde el punto de vista evolutivo y ecológico. Examinaremos cómo los animales deciden qué comer, dónde vivir, cómo competir entre sí y cómo evitar a los depredadores. También investigaremos cómo los animales eligen con quién aparearse, cuándo deben ofrecer cuidado parental, las condiciones que favorecen la vida social y cómo comunicarse mejor. El material del curso es apropiado para estudiantes más avanzados que han sido capacitados en Introducción a la Biología y Ecología.

1455 Endocrinología humana

1470 Química biofísica

Este curso se ocupará de los principios físico-químicos fundamentales especialmente aplicables en el estudio de la biología molecular. Los temas incluirán (1) termodinámica y equilibrio químico (2) teoría cinética y transporte y (3) cinética química y enzimática. Estos temas se destacarán abundantemente con numerosos ejemplos de sistemas biológicos, y se describirán técnicas para estudiar estos sistemas. Los temas tratados se desarrollarán desde el punto de vista físico-químico.

1500 Biología celular

Este curso estará dedicado a una discusión del estado actual de nuestra comprensión de la estructura y función celular. Las células eucariotas se enfatizarán con especial atención a las células animales. Sin embargo, las células procariotas se discutirán con fines comparativos. El material del curso enfatizará la base experimental para nuestra comprensión de la biología celular y la relación entre estructura y función. La mayoría de las técnicas que se considerarán involucrarán enfoques bioquímicos y biológicos moleculares utilizados en el estudio de la función celular. Por lo tanto, el curso asumirá una familiaridad con los principios de bioquímica cubiertos en los requisitos previos y no repetirá este material. Los temas incluirán membranas, núcleo, mitocondrias y cloroplastos, citoesqueleto, motilidad celular, crecimiento y división, endocitosis y exocitosis, y temas seleccionados sobre los aspectos biológicos celulares del cáncer y el sistema inmunológico.

1510 Laboratorio de Biología Celular

Este curso de métodos experimentales está diseñado para brindar a los estudiantes de las divisiones superiores la oportunidad de aprender técnicas modernas utilizadas en la investigación de biología celular. Los estudiantes dominarán los fundamentos de la microscopía de luz (campo brillante, contraste de fase y campo oscuro) y explorarán técnicas más avanzadas como microscopía de contraste de fluorescencia, confocal, de video y de interferencia diferencial. Los estudiantes aislarán membranas plasmáticas, mitocondrias, núcleos, bordes en cepillo y flagelos y caracterizarán estos orgánulos mediante microscopía, análisis de enzimas y etiquetado de anticuerpos. Debido a que los ejercicios de laboratorio son complejos, los estudiantes deben estar preparados para que algunas clases se extiendan más allá del horario de clases programado. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1511 Práctica de escritura del laboratorio de biología celular

Este curso es la práctica de escritura para el Laboratorio de Biología Celular, BIOSC 1510. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso complementario, BIOSC 1510. Los informes se devolverán con los comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y los vuelvan a enviar.

1520 Biología del desarrollo

Se analizarán los mecanismos del desarrollo animal. La primera mitad del curso hará hincapié en las investigaciones embriológicas clásicas que se centran en cómo se organiza el plan del cuerpo embrionario, mientras que la segunda mitad se ocupará principalmente de la regulación genética y molecular del desarrollo. El análisis experimental de procesos tales como fertilización, movimientos morfogenéticos, interacciones de tejidos, formación de patrones y expresión génica se discutirá utilizando ejemplos de una variedad de embriones animales y mediante la discusión de la literatura de investigación actual.

1530 Laboratorio de Biología del Desarrollo

Este curso de laboratorio está diseñado para proporcionar a los estudiantes experiencia práctica en el método científico de investigación experimental con respecto al desarrollo animal. Los laboratorios iniciales enfatizarán las habilidades de observación, pero el objetivo de cada uno será comprender el proceso cuidadoso y deliberado del diseño experimental, la ejecución y la interpretación de los resultados. También se enfatizará la importancia de establecer e interpretar controles en el procedimiento experimental. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1531 Práctica de escritura de laboratorio de biología del desarrollo

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Biología del Desarrollo, BIOSC 1530. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio y escribirán ensayos basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso de correquisito BIOSC 1530. Los informes y ensayos se devolverán con los comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y vuelvan a enviar.

1540 Biología Computacional

Este es un curso de nivel superior diseñado para proporcionar a los estudiantes una amplia comprensión de cómo se pueden utilizar los enfoques computacionales para resolver problemas en biología. Se cubrirán en profundidad las técnicas computacionales actuales, incluido el análisis y alineación de secuencias, la predicción de estructuras, el modelado molecular y las imágenes digitales. Se abordarán las bases biológicas y computacionales de los métodos y se proporcionará una cantidad sustancial de experiencia práctica. Los estudiantes prepararán un proyecto en el transcurso del semestre utilizando las herramientas computacionales aprendidas en clase.

1542 Genómica Computacional

Este curso explorará el uso de métodos asistidos por computadora para generar y probar hipótesis biológicas a escalas de genoma completo. Los estudiantes obtendrán una comprensión teórica y práctica del trabajo con datos genómicos típicos de las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento.

1544 Simulación y modelado

Este curso enseña biología estructural computacional, simulación y modelado, como se ve a través de la lente del descubrimiento racional de fármacos asistido por computadora. Los temas incluirán estructura y modelado de proteínas, quimioinformática, detección virtual de moléculas pequeñas, simulaciones de dinámica molecular, visualización molecular y recursos en línea para estudiar proteínas y moléculas. Un proyecto de clase permitirá a los estudiantes aplicar las herramientas relevantes y demostrar los conocimientos adquiridos.

1550 Seminario de Ecología y Evolución

En este curso de seminario, un solo tema es desarrollado por las presentaciones de los estudiantes de artículos de investigación de la literatura científica original elegidos por el instructor. Los temas pueden incluir, por ejemplo, "Controversias cladísticas", "Filogenia molecular" o "Conservación de humedales".

1551 Práctica de escritura del Seminario de Ecología y Evolución

Este curso es una práctica de escritura para el Seminario de Ecología y Evolución. Los estudiantes escribirán un artículo de al menos 12 páginas de extensión, con varias revisiones, basadas en el tema de su presentación oral en el curso de correquisito BIOSC 1550. Los temas serán elegidos por el instructor para BIOSC 1550.

1560 Seminario de Biología Celular y del Desarrollo

En este curso de seminario, un solo tema de cada término se desarrolla mediante presentaciones de los estudiantes de artículos de investigación de la literatura científica original, elegidos por el instructor. Los posibles temas podrían incluir genes que codifican las principales proteínas de cambio del desarrollo, la base citoesquelética de los movimientos morfológicos en el desarrollo o el establecimiento y subdivisión de los ejes corporales en el desarrollo.

1561 Práctica de escritura del seminario de biología celular y del desarrollo

Este curso es una práctica de escritura para el Seminario de Biología Celular y del Desarrollo.Los estudiantes escribirán un artículo de al menos 12 páginas de extensión, con varias revisiones, basadas en el tema de su presentación oral en el curso de co-requisito BIOSC 1560. Los temas serán elegidos por el instructor para BIOSC 1560.

1570 Seminario de microbiología

En este curso de seminario, un solo tema de cada término se desarrolla mediante presentaciones de los estudiantes de artículos de investigación de la literatura científica original, elegidos por el instructor. Los temas recientes han incluido biopelículas, detección de quórum, el microbioma y CRISPR-Cas.

1571 Práctica de escritura del seminario de microbiología

Este curso es una práctica de escritura para el Seminario de Microbiología. Los estudiantes escribirán un artículo de al menos 12 páginas de extensión, con varias revisiones, basadas en el tema de su presentación oral en el curso de correquisito BIOSC 1570. Los temas serán elegidos por el instructor para BIOSC 1570.

1580 Seminario de bioquímica

En este curso de seminario, un solo tema de cada término se desarrolla mediante presentaciones de los estudiantes de artículos de investigación de la literatura científica original, elegidos por el instructor. Los temas recientes han incluido biosíntesis de hormonas peptídicas, tecnología de ADN recombinante, procesamiento de precursores de ARNm, plegamiento de proteínas con énfasis en la biología molecular y bioquímica de las chaperoninas y la translocación de proteínas dentro de las células.

1581 Práctica de escritura del seminario de bioquímica

Este curso es una práctica de escritura para el Seminario de Bioquímica. Los estudiantes escribirán un artículo de al menos 12 páginas de extensión, con varias revisiones, basadas en el tema de su presentación oral en el curso de correquisito BIOSC 1580.

1610 Biología de la conservación

Este curso se ofrece en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. Este curso de campo se enfocará principalmente en los aspectos aplicados de la biología de la conservación al examinar la degradación y pérdida de poblaciones de especies y ecosistemas debido a las actividades humanas y al considerar alternativas para evitar y / o mitigar estos impactos. Las perspectivas de la ciencia, la gestión y las políticas se dilucidarán en el contexto de las estrategias históricas, actuales y futuras diseñadas para conservar la diversidad de la vida. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso. Los estudiantes deben registrarse para ambos números de clase asociados con este curso y deben ir al siguiente sitio web y descargar el paquete de bienvenida antes de asistir a clases en la estación de campo del Laboratorio de Ecología de Pymatuning. http://www.biology.pitt.edu/facilities/pymatuning/arrival-information. En el paquete de información se proporciona información adicional sobre las tarifas.

1630 Seminario de biología computacional

1640 Investigación en biología computacional

1690 Experiencia en docencia de pregrado

Un programa que permite a los estudiantes universitarios calificados ayudar en la enseñanza de una de las conferencias o cursos de laboratorio de BIOSC que hayan completado con éxito. Los detalles de la responsabilidad del estudiante deben resolverse con el miembro de la facultad de Ciencias Biológicas en cuyo curso asistirá el estudiante. Los formularios correspondientes que deben ser completados por el estudiante y la facultad supervisora ​​están disponibles en la Oficina de Asesoramiento Departamental (A258 LANGLEY) y en este sitio web. El estudiante debe tener el permiso del instructor supervisor para registrarse en el curso. Los créditos obtenidos no cuentan como créditos para la especialización.

1730 Virología

Este curso presenta los conceptos y métodos de la virología molecular moderna. Se tratan los principios de la replicación de bacteriófagos y virus animales. Se hace especial hincapié en el uso de virus como sistemas modelo para abordar problemas básicos de biología molecular. Se discutirán las aplicaciones del conocimiento virológico a la medicina y la biotecnología.

1740 Laboratorio de Virología

Este curso acompaña a BIOSC 1730. Los ejercicios están diseñados para brindar a cada estudiante experiencia práctica con los métodos y técnicas utilizados en el estudio de virus bacterianos, de insectos y animales y las reacciones de las células huésped a las infecciones virales. Se incluyen técnicas de cultivo de tejidos, métodos utilizados en el aislamiento, caracterización y ensayo de virus y purificación de ADN viral. En algunas partes del curso se anima a los estudiantes a diseñar e implementar experimentos de su propia elección. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1741 Práctica de escritura del laboratorio de virología

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Virología, BIOSC 1740. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso complementario, BIOSC 1740. Los informes se devolverán con los comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y los vuelvan a enviar.

1760 Inmunología

Este curso describirá el sistema inmunológico de los vertebrados que les permite reconocer y responder específicamente a sustancias extrañas. Se enfatizará la base molecular y celular de la inmunidad. Se cubrirán las funciones de los antígenos, anticuerpos y células inmunocompetentes en la patogénesis y la inmunidad a enfermedades infecciosas. Los temas específicos incluyen antígenos y determinantes antigénicos, reacciones antígeno-anticuerpo, estructura y formación de anticuerpos, anatomía y fisiología de tejidos inmunocompetentes, respuestas inmunitarias celulares, el sistema del complemento y otros inmunomoduladores, fagocitosis, formación de anticuerpos monoclonales, inmunogenética y antígenos de histocompatibilidad, enfermedades del sistema inmunológico e inmunopatología, tolerancia, inflamación, alergias y reacciones de hipersensibilidad. Se discutirán las aplicaciones de la inmunología en el diseño de vacunas, inmunoterapéutica, inmunodiagnóstico y trasplante de órganos, así como los usos de la inmunología en la investigación biológica.

1810 Estructura y función macromolecular

BIOSC 1810 y 1820 son una secuencia bioquímica de dos semestres. Este curso se ocupa principalmente de la estructura y funciones de las proteínas y los ácidos nucleicos. Se trata de polímeros grandes en los que la estructura y la función están determinadas por la secuencia de unidades monoméricas. Los temas incluirán las propiedades físicas y químicas de las unidades monoméricas (aminoácidos / nucleótidos) la determinación de la secuencia lineal de estas unidades análisis de las estructuras tridimensionales de la cinética de las macromoléculas y los mecanismos de reacciones catalizadas por enzimas, incluida la regulación de enzimas de ARN de actividad enzimática reconocimiento molecular y fidelidad de la síntesis de proteínas. Todo el énfasis estará en los métodos experimentales, los mecanismos moleculares y la resolución de problemas.

1820 Vías metabólicas y regulación

BIOSC 1810 y 1820 son una secuencia bioquímica de dos semestres. Los temas principales serán las vías del metabolismo intermedio mediante el cual las células y organismos de todo tipo sintetizan y degradan carbohidratos, lípidos y compuestos nitrogenados. Se elaborará cuidadosamente la bioenergética (incluida la fotosíntesis), el proceso mediante el cual las células aprovechan la energía de la transferencia de electrones. A lo largo del curso, se hará hincapié en el mecanismo de reacción, la energía de reacción y los pasos clave de regulación de la vía. La consideración de la interacción de los flujos de metabolismo de carbohidratos, lípidos y aminoácidos bajo varios estados de estrés fisiológico servirá para integrar estas vías.

1830 Laboratorio de Bioquímica (para especializaciones en Biología Molecular, otras especializaciones, ver BIOSC 1005)

Este curso avanzado introduce varias técnicas experimentales básicas de bioquímica que incluyen espectrofotometría, cromatografía de intercambio iónico y de permeación en gel, FPLC, HPLC, métodos radioquímicos, electroforesis en gel, aislamiento de enzimas y purificación de ácidos nucleicos. Muchas de las discusiones y laboratorios se centrarán en estrategias modernas de purificación de proteínas. Una conferencia de 50 minutos cada semana se centrará en las técnicas en estudio. La finalización satisfactoria de los proyectos de laboratorio a menudo requerirá más tiempo que las sesiones de cuatro horas dos veces por semana. Es aconsejable dejar las primeras horas de la tarde sin comprometer los días de laboratorio para acomodar ejercicios de laboratorio más largos. Los estudiantes deben tener interés en la investigación bioquímica y deben poseer mucha paciencia y motivación. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1831 Práctica de escritura del laboratorio de bioquímica

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Bioquímica, BIOSC 1830. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio y escribirán ensayos basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso complementario, BIOSC 1830. Los informes y ensayos se devolverán con los comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y vuelvan a enviar.

1850 Microbiología

Este curso introducirá a los estudiantes a la biología básica, la diversidad de tipos y las estrategias de supervivencia de los microorganismos. Estudiaremos temas básicos, incluido el crecimiento microbiano, el metabolismo, la nutrición y la genética, así como la relevancia de los microorganismos para las enfermedades humanas, la biotecnología y las ciencias ambientales. También prestaremos cierta atención a los diversos tipos de trabajos disponibles para las personas interesadas en microbiología. Este curso proporcionará la base necesaria para futuros estudios en diversas áreas de la microbiología.

1855 Laboratorio de Introducción a la Microbiología

Los estudiantes de este curso cultivarán microorganismos a partir de muestras naturales como tierra, vegetales y su propia piel, y aprenderán varios métodos en el proceso de estudio de los organismos que han cultivado. Los temas del curso incluyen:

  • Examinar tipos de microorganismos, incluidas bacterias, hongos, protozoos, algas y virus bacterianos.
  • Tipos de métodos utilizados para cultivar y estudiar estos microorganismos, incluida la técnica aséptica, la preparación de medios de cultivo microbiológicos, el aislamiento de cada tipo de fuentes naturales y, en algunos casos, de nosotros mismos, y el cultivo de varios tipos de microbios, el uso de microscopios y técnicas básicas de tinción, la identificación de cepas bacterianas desconocidas. métodos estándar para el cultivo y transferencia de diversas bacterias
  • Algunas aplicaciones prácticas de la microbiología como el análisis microbiológico de aguas residuales y la identificación de aislamientos clínicos.

Los ejercicios incorporan un tratamiento explícito de (i) análisis de datos, (ii) habilidades computacionales de uso común que necesitan los microbiólogos y (iii) prácticas de seguridad para proteger al microbiólogo, personal del que depende el laboratorio (p.ej., conserje y lavavajillas), y el espacio de trabajo, de la contaminación microbiana. El plan de estudios incluye una variedad de métodos estándar que se espera que conozca cualquier persona que tenga un curso de este tipo en su expediente académico. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1860 Laboratorio de microbiología (para especializaciones en microbiología, otras especializaciones, consulte BIOSC 1855)

Este curso de laboratorio presenta las técnicas básicas utilizadas para el aislamiento de microorganismos en cultivo puro, la identificación de grupos de microorganismos y el estudio de la fisiología, genética y ecología microbianas. Algunos temas de microbiología aplicada que se cubren incluyen microbiología de alimentos, análisis de agua y aguas residuales, e identificación y pruebas de sensibilidad a antibióticos de cepas patógenas. Para ilustrar estos métodos se utilizan virus, arqueobacterias, bacterias, algas, protozoos y hongos que los estudiantes aíslan del suelo, el agua del estanque, la piel humana y otras fuentes. Los estudiantes que deseen obtener el crédito "W" escribiendo informes de laboratorio deben registrarse además en BIOSC 1861. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1861 Práctica de escritura de laboratorio de microbiología

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Microbiología, BIOSC 1860. Los estudiantes prepararán informes de laboratorio basados ​​en ejercicios y asignaciones para el curso complementario, BIOSC 1860. Los informes se devolverán con los comentarios del instructor para que los estudiantes los revisen y los vuelvan a enviar.

1865 Fisiología microbiana

Este curso examina la diversidad de la vida microbiana desde un punto de vista fisiológico. Examinaremos los procesos fundamentales del metabolismo microbiano en diversos organismos y desarrollaremos un marco para comprender cómo los organismos utilizan diferentes enfoques para resolver necesidades específicas. El material de la conferencia es apropiado para estudiantes capacitados en Introducción a la Microbiología y Bioquímica.

1901 Estudio independiente

Un programa de lectura independiente con tutorías individuales sobre un tema elegido en consulta con el miembro de la facultad de Ciencias Biológicas que supervisará al estudiante. El tipo de trabajo escrito requerido será decidido por la facultad supervisora. El estudiante debe tener el permiso de la facultad supervisora ​​para inscribirse en el curso. El número del curso de estudio independiente también se puede utilizar para una pasantía, cuando se encuentra en un área que mejorará y enriquecerá el programa académico del estudiante. Tales experiencias de pasantías deben tener un copatrocinador de la facultad departamental. Los formularios correspondientes que deben ser completados por el estudiante y la facultad supervisora ​​están disponibles en la Oficina de Asesoramiento Departamental (A258 LANGLEY) y en este sitio web. Los créditos obtenidos no cuentan como créditos para la especialización.

1903 Investigación de pregrado

Un programa de investigación de laboratorio independiente, con trabajo de biblioteca de apoyo, sobre un tema elegido en consulta con el miembro de la facultad de Ciencias Biológicas que supervisará el trabajo. Tipo de trabajo escrito que debe ser decidido por la facultad supervisora. El estudiante debe tener el permiso de la facultad supervisora ​​para inscribirse en el curso. Los formularios correspondientes que deben ser completados por el estudiante y la facultad supervisora ​​están disponibles en la Oficina de Asesoramiento Departamental (A258 LANGLEY) y en este sitio web. Los créditos obtenidos no cuentan como créditos para la especialización.

1904 Investigación con honores de pregrado

Un programa de investigación independiente de laboratorio y biblioteca con trabajo escrito sobre el tema elegido en consulta con el miembro de la facultad de Ciencias Biológicas que supervisará el trabajo. Normalmente elegidos en el tercer año por estudiantes con un promedio de 3.25 o mejor que son admitidos en el Programa de Honores Departamentales de Ciencias Biológicas (solicite como estudiante de segundo año o primer año). Seis horas de crédito de investigación de laboratorio independiente es uno de los requisitos para graduarse con el Departamento Honores en Ciencias Biológicas. El estudiante debe tener el permiso de la facultad supervisora ​​para inscribirse en el curso. Los formularios correspondientes que deben ser completados por el estudiante y la facultad supervisora ​​están disponibles en la Oficina de Asesoramiento Departamental (A258 LANGLEY) y en este sitio web. Los créditos obtenidos no cuentan como créditos para la especialización.

1905 Práctica de escritura de investigación con honores

Este curso proporciona instrucción explícita en las convenciones de la escritura de investigación en preparación para armar una tesis basada en la investigación con honores de pregrado dentro del departamento. Además de utilizar las características funcionales y estructurales de un informe de investigación escrito esencial para comunicar los resultados de la investigación como modelo para la tesis de investigación de pregrado, los estudiantes también aprenderán a evaluar la efectividad de la comunicación escrita de otras personas, así como la propia, mediante analizar los patrones en inglés escrito que ayudan o dificultan la comunicación. También se explorarán la ética de la redacción científica y el proceso de revisión.

1906 Comunicación de investigación: comunicación en la investigación de las ciencias de la vida

Este curso introduce a los estudiantes a una variedad de temas asociados con la comunicación escrita, oral y pictórica de hipótesis científicas, datos y resultados, utilizando las experiencias de investigación personal de los estudiantes en el curso. Los estudiantes leerán literatura científica, discutirán cómo presentar datos y modelos y completarán diversas tareas. Se enfatizarán las técnicas para modelar presentaciones para diferentes públicos. Se recomienda que los estudiantes trabajen en un laboratorio de investigación mientras toman el curso. El curso es para estudiantes matriculados en el certificado de investigación en ciencias biológicas y biomédicas.

1907 Deconstrucción de la investigación: bajo el capó de la investigación en ciencias biológicas

Este curso analiza en profundidad cómo se realiza la investigación científica mediante el estudio de dónde se realiza la investigación, quién la hace, cómo se desarrollan las preguntas, cómo se eligen los enfoques y técnicas, y cómo se analizan y presentan los datos. Los estudiantes escuchan un seminario de investigación dirigido a una audiencia experta y luego analizan el trabajo a lo largo del semestre. Al final del trimestre, se vuelven a ensamblar las piezas del estudio del proyecto de investigación, se critica un video del seminario y el curso concluye con una sesión de preguntas y respuestas con el orador del seminario. El curso es para estudiantes matriculados en el certificado de investigación en ciencias biológicas y biomédicas.

1940 Biología molecular

Este curso examinará la base molecular de los procesos de la vida, con un énfasis principal en los genes (qué son, qué hacen, cómo determinan las propiedades de un organismo). Los temas cubiertos incluirán la replicación del ADN, la transcripción del ADN en ARN y la traducción del ARN en proteína. Gran parte del curso se centrará en cómo se regulan estos procesos en respuesta a cambios en el medio ambiente, y cómo esta regulación se relaciona con las propiedades y el comportamiento observados del organismo.

1950 Laboratorio de Genética Molecular (para especializaciones en Biología Molecular otras especializaciones, ver BIOSC 0352)

Este curso discutirá las teorías y metodologías que han surgido recientemente como el tema central de la genética molecular moderna. En las conferencias enfatizaremos las descripciones y aplicaciones de técnicas como la clonación molecular, el mapeo de sitios de restricción, la mutagénesis in vitro, la reacción en cadena de la polimerasa y el análisis de la secuencia de ADN que han llevado a la reciente explosión en el conocimiento sobre la organización cromosómica, la estructura genética y la regulación. de la expresión génica. Las sesiones de laboratorio están programadas para un período cada semana, sin embargo, se espera que los estudiantes sigan sus experimentos durante horas no programadas. Los proyectos seleccionados proporcionarán experiencia práctica en muchas de las técnicas discutidas en la parte de conferencias de esta clase. Estos incluirán la reacción en cadena de la polimerasa, electroforesis en gel de agarosa, clonación de fragmentos de ADN, transformación bacteriana, análisis de restricción y el método Sanger de secuenciación del ADN. Hay una tarifa de laboratorio asociada con este curso.

1951 Práctica de escritura del laboratorio de genética molecular

Este curso es una práctica de escritura para el Laboratorio de Genética Molecular, BIOSC 1950. Habrá reuniones semanales de una hora con el instructor para discutir estilos y técnicas de escritura científica. Se discutirán las cinco secciones principales de un artículo de investigación, así como la preparación adecuada del cuaderno de laboratorio. Los estudiantes serán responsables de preparar dos informes de laboratorio, que serán revisados ​​críticamente por el instructor y devueltos. El primero de los dos artículos se redactará en secciones y se utilizará en la clase para la revisión por pares. Los estudiantes también serán responsables de resúmenes semanales de los ejercicios de laboratorio. Se espera que todos los trabajos sean revisados ​​y reenviados.

1999 Microbiología médica

Este es un curso de conferencias de nivel avanzado que educa a los estudiantes sobre los aspectos microbianos de las enfermedades infecciosas humanas. Los estudiantes aprenderán sobre la base microbiana de la infección, la respuesta del huésped y la naturaleza de infecciones específicas dentro del cuerpo humano. El curso también presentará enfoques para el diagnóstico de infecciones y estrategias para el control de enfermedades. El tema de la microbiología médica se presentará en un enfoque basado en sistemas más que en organismos.


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