Biologia Molecular e Celular I

Código:

BIOL1019

Sigla:

BIOL1019

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biologia

Ocorrência: 2025/2026 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Biologia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Biologia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:B	183	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

A Unidade Curricular de Biologia Molecular e Celular I tem como objetivos a aquisição de conhecimento funcional* sobre:
i) as propriedades fundamentais da química da vida
ii) as características gerais da base celular da vida
iii) o fluxo molecular de informação que mantém a vida, do gene à proteína, incluindo:
   - a estrutura, organização e replicação do material genético
   - o tipo de informação contida no genoma
   - os mecanismos de transcrição e tradução
   - o modo como esses processos são regulados
   - a estrutura e função de proteínas
iv) as principais estratégias e ferramentas que permitem a construção do conhecimento nas áreas da biologia molecular e bioquímica
v) as aplicações principais e inovadoras das metodologias da biologia molecular e bioquímica

* conhecimento funcional - capacidade de descrever, interpretar, analisar, sintetizar, aplicar e avaliar de forma crítica

 

Resultados de aprendizagem e competências

No final da Unidade Curricular BMC I, os estudantes deverão ter adquirido conhecimento e competências para: 

• compreender e descrever as propriedades fundamentais da química da vida e as características gerais da base celular da vida
• compreender e descrever os processos moleculares básicos de fluxo de informação numa célula, do gene à proteína, assim como a sua regulação
• compreender e descrever as principais estratégias e metodologias da tecnologia do DNA recombinante e do estudo das proteínas
• compreender e interpretar de forma adequada novas descobertas e aplicações da área da biologia molecular e bioquímica
• cumprir as regras de segurança necessárias para trabalhar num laboratório de biologia molecular, nomeadamente para o manuseamento de reagentes, bactérias, e organismos geneticamente modificados
• executar trabalhos práticos simples (individualmente e em equipa) envolvendo técnicas de biologia molecular e analisar e interpretar os resultados desses trabalhos
• transferir/aplicar os conhecimentos básicos da biologia molecular e bioquímica a outras áreas de conhecimento e a outras unidades curriculares da licenciatura
• desenvolver trabalho de pesquisa autónomo que envolva conhecimentos de biologia molecular e bioquímica
• efetuar uma análise crítica das questões e implicações para a sociedade dos desenvolvimentos e aplicações da biologia molecular, bioquímica e biologia sintética
• reconhecer áreas em franca evolução na biologia molecular e bioquímica
• desenvolver atividades de comunicação e discussão com rigor e correção em temas de biologia molecular e bioquímica

Modo de trabalho

Presencial

Programa

PROGRAMA TEÓRICO

Introdução. As bases moleculares da biologia celular. Atividade celular: da função biológica ao gene. Propriedades universais das células. Biomacromoléculas.

O DNA. Estrutura e propriedades dos nucleótidos e dos ácidos nucleicos. Duplicação do DNA. Mecanismos de duplicação em procariontes e eucariontes. Mutações e agentes mutagénicos. Danos mais comuns no DNA e respetivos mecanismos de reparação.

Do DNA ao mRNA. Estrutura de um gene. Transcrição. Processamento do RNA mensageiro. Regulação da expressão de genes em procariontes e eucariontes. Epigenética.

Do RNA à proteína.  Aminoácidos e estrutura primária das proteínas. Tradução/síntese proteica e o código genético universal. Modificação química e processamento das proteínas pós-tradução. Estrutura tridimensional (3D) das proteínas - estrutura secundária, terciária e quaternária, domínios. Estabelecimento da conformação 3D das proteínas – os chaperones. Ciclo de vida de uma proteína – a via da ubiquitina.

Da proteína à função. Relação estrutura-função. Locais de ligação e ligandos. Exemplos: enzimas e anticorpos. Regulação da função das proteínas: regulação alostérica, regulação por modificações pós-tradução e por processamento. 

Estudo das proteínas. Fracionamento celular. Purificação de proteínas. Cromatografia líquida em coluna. Electroforese. SDS PAGE e Western blotting. Estudos proteómicos usando espectrometria de massa. Caracterização da estrutura 3D de proteínas: difracção de raios X, ressonância nuclear magnética e microscopia electrónica.

Vírus. Características gerais. Tipos de partículas virais. Diversidade do material genético viral. Funções de genes virais. Ciclo de vida típico de um vírus. Ciclo de vida de um retrovírus. Os ciclos lítico e lisogénico dos bacteriófagos. Heterogeneidade genética das populações virais e respetivas implicações evolutivas e adaptativas. Deriva ("drift") e mudança ("shift") antigénicas do vírus da gripe. Recriação laboratorial de vírus biologicamente activos.

Principais técnicas usadas em Biologia Molecular. Enzimas de restrição e DNA ligase. Tecnologia de DNA recombinante: vetores de clonagem. vetores e sistemas de expressão. Genes repórter. Amplificação de DNA pela reacção em cadeia da polimerase (PCR). Complementaridade e hibridação de ácidos nucleicos. Análise transcricional. Técnicas de sequenciação. Sequenciação de genomas e conhecimentos derivados da análise de genomas. Sequenciação de RNA. Introdução à biologia sintética. Organismos geneticamente modificados (OGMs).

A utilização de organismos modelo. O racional dos modelos biológicos. Principais modelos de mircroorganismos, plantas e animais, e respetivas ferramentas e estratégias. Casos de estudo.

A revolução genómica. O poder da genómica para dar resposta às perguntas da função biológica e evolução da vida. Aplicações da genómica, casos de estudo e questões éticas.

 

PROGRAMA PRÁTICO

Introdução ao laboratório, cuidados básicos de segurança e técnicas de biologia molecular. Isolamento e quantificação de DNA. Corte de DNA com enzimas de restrição.  Separação de fragmentos de DNA por eletroforese em gel de agarose e mapas de restrição.
Amplificação de um fragmento do gene da proteína verde fluorescente (GFP), utilizando a reação em cadeia da polimerase (PCR). 
Obtenção de células competentes e transformação de Escherichia coli com o plasmídio pGLO. Regulação do operão ara e expressão da GFP em E. coli. Purificação da GFP utilizando cromatografia de interação hidrofóbica.

Bibliografia Obrigatória

Alberts Bruce 070; Molecular biology of the cell. ISBN: 9780815344643

Bibliografia Complementar

Videira Arnaldo 340; Engenharia genética. ISBN: 9789727577439

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas globalmente expositivas com recurso a apresentações power point, vídeos, e apoiadas em forte interacção com os alunos. Serão utilizados questionários formativos em momentos chave para auto regulação por parte do aluno, e diagnóstico de possíveis medidas de remediação a adoptar por parte dos professores.

Os alunos são orientados e incentivados a consultarem a bibliografia e os restantes recursos colocados à disposição (material das aulas, sites, vídeos e artigos criteriosamente selecionados).

Recorre-se a vários “estudos de caso” como ferramenta que permite aplicar e consolidar os conhecimentos, assim como estimular o interesse e curiosidade dos alunos.

Aulas práticas de índole laboratorial com planeamento experimental, realização de experiências e discussão de resultados. É fornecido aos estudantes um “Guia dos Trabalhos Práticos” contendo os procedimentos experimentais, quesquestionários formativos, bem como o programa e a calendarização das aulas práticas.

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Biologia > Biologia molecular

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	33,00
Exame	67,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	114,00
Frequência das aulas	48,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Presença em 75% das aulas práticas.

Estudantes trabalhadores: realização de 2/3 dos trabalhos práticos.

Fórmula de cálculo da classificação final

Será realizado um teste, no final do semestre, sobre a matéria das aulas práticas – TP 

O exame da Época normal incidirá exclusivamente sobre a matéria das aulas teóricas - T

Nota mínima em qualquer das componentes: igual ou superior a 7,0 valores (em 20)

Classificação final =  (2x T+ TP) / 3

Em caso de não-aprovação é possível realizar uma prova global (T e TP) na data marcada para o exame da época de recurso.


Trabalhadores estudantes: o teste poderá ser substituído por uma prova global em data a combinar com os docentes.

Melhoria de classificação

A avaliação para melhoria de nota pode ser feita até à época de recurso do ano lectivo subsequente àquela em que o estudante obteve aprovação. 

Observações

Regente: Paula Tamagnini pmtamagn@fc.up.pt

Júri: Paula Tamagnini, Luís Gustavo Pereira, Mariana Sottomayor