Métodos Moleculares na Análise da Diversidade Biológica

Código:

B4038

Sigla:

B4038

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biologia

Ocorrência: 2014/2015 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Biologia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Biodiversidade, Genética e Evolução

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:BGE	20	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	42	162

Língua de trabalho

Inglês

Objetivos

Pretende-se, com este curso, dotar os estudantes de um conhecimento mais aprofundado sobre a utilização dos utensílios moleculares no estudo e análise da diversidade biológica. Durante o curso, para além de uma formação teórica sobre o desenvolvimento e utilização dos diferentes tipos de marcadores moleculares, será dada especial relevância ao contacto com as técnicas laboratoriais de análise da variabilidade ao nível do DNA e RNA.

Resultados de aprendizagem e competências

Conceitos teóricos relacionados com a análise da variabilidade genética ao nível molecular. Experiência prática laboratorial de utilização de técnicas de análise molecular.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Parte 1–  Os princípios evolutivos como base para a introdução aos mecanismos explicativos da origem da estrutura e diversidade genética. Os tópicos abordados fornecem as bases necessárias para a interpretação e análise dos dados genotípicos obtidos através dos métodos moleculares.

Parte 2– Princípios da genética molecular necessários para a compreensão dos métodos moleculares de análise da diversidade genética. Estrutura e organização do DNA nuclear e citoplasmático. Transcrição e tradução.  Estrutura das proteínas. Organização dos genes.Função das regiões não codificantes do DNA. Mecanismos de mutação . Variação nas taxas de mutação associadas a diferentes organismos e a diferentes tipos de marcadores moleculares. Implicações da mutação na diversidade populacional. Consequências da análise da diversidade em genomas haploides e diploides.

Parte 3– Métodos laboratoriais para a obtenção e visualização do DNA: conservação de amostras: métodos aplicados a diferentes tipos de amostras e a diferentes fins. Métodos de isolamento de DNA.A extracção de DNA a partir de diferentes tipos de amostras. Métodos de visualização de DNA. Amplificação de DNA: condições, parâmetros e reacção de polimerases. Diferentes estratégias de PCR. Variações ao PCR convencional: qPCR. Erros da polimerase e suas consequências. Desenho de primers. Marcações de primers (caudas, fluorescências). Southern e Northern blots. Métodos de sequenciação de DNA.

Parte 4 – Métodos laboratoriais para a detecção de variação genética. Perspectiva histórica da evolução dos métodos de detecção de variabilidade genética: da electroforese de proteínas à análise genómica. As utilizações de enzimas de restrição e os AFLPs e RFLPs. Construção de bibliotecas de microssatélites. Evolução molecular dos microssatélites. Genotipagem e leitura de microssatélites. Erros e cuidados associados à utilização dos microssatélites. Principais aplicações dos microssatélites. Desenvolvimento de baterias de SNPs. Métodos de genotipagem de SNPs. A utilização de SNP arrays. Leitura e interpretação de sequências. Construção de matrizes de dados, princípios analíticos de marcadores dominantes e codominantes; 

Parte 5-  Introdução aos novos desenvolvimentos tecnológicos e aos métodos de sequenciação de nova geração e seu potencial uso em estudos de biologia evolutiva. Bases conceptuais da sequenciação de genomas, ‘workflow’ laboratorial, princípios analíticos e de detecção das várias plataformas, potenciais usos para a biologia evolutiva molecular utilizando diferentes estratégias de ‘downsizing’ genómico.

Parte 6– Abordagem geral sobre o RNA e sobre os métodos utilizados na análise destas moléculas, exemplificando como estes métodos são aplicados para a abordagem de diferentes questões na área da biologia evolutiva, conservação e outros domínios da biologia. Introdução ao RNA; extracção: métodos e problemas relacionados; utilização do RNA: caracterização de genes; análises de expressão génica (microarray, qRT-PCR), RNA-seq (transcriptómica); áreas de aplicação destes métodos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bibliografia Obrigatória

Avise John C.; Molecular markers, natural history, and evolution. ISBN: 978-0-87893-041-8 0-87893-041-8
Singer Maxine; Genes & genomes. ISBN: 978-0-935702-17-0
Hillis D, Moritz C, Mable B; Molecular systematics, Sinauer , 1996

Bibliografia Complementar

Fred W Allendorf, Paul Hohenlohe, Gordon Luikart; Genomics and the future of conservation genetics, Nature Reviews Genetics, 11 , 697-709, 2010
I. Keller, O. Seehausen; Thermal adaptation and ecological speciation, Molecular Ecology, 21, 782-799
Christopher Bird, Iria Fernandez-Silva, Derek Skillings, Robert Toonen; Sympatric speciation in the post 'Modern Systhesis' Era of evolutionary biology, Evol Biol, 39: 158-180
J Huggett, K Dheda, S Bustin, A Zumla; Real-time RT-PCR normalization; strategies and considerations, Genes and Immunity, 1-6, 2005
Pal Olsvik, Kai Lie, Ann-Elise Jordal, Tom Nielsen, Ivar Hordvik; Evaluation of potential reference genes in real-time RT-PCR studies of Atlantic salmon, BMC Molecular Biology, 6:21, 2005
P Gayral, L Weinert, Y Chiari, ; Next-generation sequencing of transcriptomes: a guide to RNA isolation in nonmodel animals, Molecular Ecology Resources, 11, 650-661, 2011
V Cahais, P Gayral, G Tsagkogeorga, J Melo-Ferreira, M Ballenghien, L Weinert, Y Chiari, K Belkhir, V Ranwez, N Galtier; Reference-free transcriptome assembly in non-model animals from next-generation sequencing data, Molecular Ecology Resources
Y C Li, AB Korol, T Fahima, E Nevo; Microsatellites within genes: structure, function, and evolution, Molecular Biology and Evolution, 21, 991, 2004
G Luikart, PR England, D Tallmon, S Jordan, P Taberlet; The power and promise of population genomics: from genotyping to genome typing., Nature Reviews Genetics, 4, 981-994 , 2003
C Schlotterer; The evolution of molecular markers – just a matter of fashion? , Nature Reviews Genetics, 5, 63-68, 2004
D Zhang, GM Hewitt; Nuclear DNA analyses in genetic studies of populations: practice, problems and prospects., Molecular Ecology, 12, 563-584, 2003

Observações Bibliográficas

Artigos cientificos disponibilizados aos estudantes.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas de índole teórica, discussão e análise crítica de artigos, trabalho laboratorial e orientação tutorial na análise de resultados laboratoriais e elaboração do respectivo relatório.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	20,00
Teste	50,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	25,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	35,00

Obtenção de frequência

Realização do trabalho prático laboratorial e elaboração do respectivo relatório final.

Frequência de pelo menos 50% aulas teóricas.

Fórmula de cálculo da classificação final

1) Elaboração de um relatório do trabalho prático laboratorial (30/100); 2) Teste escrito sobre tópicos abordados na componente teórica da disciplina (50/100)); 3)Presença e participação nas aulas (20/100). 

Melhoria de classificação

Poderá haver melhoria de nota das componentes teórica e prática através de exame final escrito (80/100).