Biologia Molecular

Código:

BIOL1013

Sigla:

BIOL1013

Nível:

100

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biologia

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

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	198	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

A Unidade Curricular de Biologia Molecular tem como missão fornecer as bases de conhecimento necessárias para a compreensão do fluxo molecular de informação que mantém a vida, do gene à proteína. Nomeadamente, o conhecimento sobre a estrutura, organização e replicação do material genético, o tipo de informação contida no genoma, os mecanismos de transcrição e tradução, o modo como estes processos são regulados, e a estrutura e função de proteínas.

Pretende-se ainda que os alunos adquiram conhecimento sobre as principais estratégias e ferramentas metodológicas que permitem a construção do conhecimento na área da Biologia Molecular, assim como sobre as suas aplicações.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da Unidade Curricular BM, os estudantes deverão ter competências para: 

• 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
• compreender e interpretar de forma adequada novas descobertas e aplicações da área da biologia molecular
• 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 a outras áreas de conhecimento e a outras unidades curriculares da licenciatura
• desenvolver trabalho de pesquisa autónomo que envolva conhecimentos de biologia molecular
• efetuar uma análise crítica das questões e implicações para a sociedade dos desenvolvimentos e aplicações da biologia molecular e biologia sintética
• reconhecer áreas em franca evolução na biologia molecular
• desenvolver atividades de comunicação e discussão com rigor e correção em temas de biologia molecular.

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.

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.

Tecnologia do DNA recombinante I. Enzimas de restrição e DNA ligase. Vetores de clonagem. Vetores e sistemas de expressão. Bibliotecas genómicas e de cDNA. Genes repórter. Amplificação de DNA pela reacção em cadeia da polimerase (PCR).

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

Tecnologia do DNA recombinante II. Complementaridade e hibridação de ácidos nucleicos. Sondas e pesquisa de genes em bibliotecas. Southern e Northern blotting. Avaliação da transcrição: “microarrays” e "RNA sequencing". Técnicas de sequenciação. Sequenciação de genomas e conhecimentos derivados da análise de genomas. Organismos modelo. Importância das aplicações da tecnologia de DNA recombinante: organismos geneticamente modificados (OGMs).

Do RNA à proteína. Tradução/síntese proteica. O código genético universal. Estrutura das proteínas. Estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. Domínios. Modificação química e processamento das proteínas pós-tradução. Estabelecimento da conformação tridimensional 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. Técnicas imunológicas. Fracionamento celular. Purificação de proteínas incluindo diferentes tipos de cromatografia líquida em coluna. Electroforese. SDS PAGE, focagem isoeléctrica e western blotting. Sequenciação de amino ácidos - da sequenciação de Edman à espectrometria de massa. Caracterização da estrutura 3D de proteínas: difracção de raios X, ressonância nuclear magnética e microscopia electrónica.

Vírus e viróides. 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.

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

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

 

PROGRAMA PRÁTICO

Introdução às técnicas básicas 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). Desenho de oligonucleótidos de iniciação (primers). Reação em cadeia da polimerase (PCR). Separação de fragmentos de DNA por eletroforese em gel de agarose.
Obtenção de células competentes e transformação de Escherichia coli com o plasmídio pGLO. Regulação do operão ara e expressão da GFP em E. coli. 

Bibliografia Obrigatória

Alberts Bruce 070; Molecular biology of the cell. ISBN: 9780815344643
Lodish Harvey F. 070; Molecular cell biology. ISBN: 9781464109812
Nelson David L. David Lee 1942-; Lehninger principles of biochemistry. ISBN: 978-1-57259-931-4
Videira Arnaldo 340; Engenharia genética. ISBN: 9789727577439
Baldwin Geoff 070; Synthetic biology. ISBN: 9781848168633

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	33,40
Exame	66,60
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.

Dispensa de aulas práticas
Para obter dispensa da frequência de aulas práticas é necessário:
1 - ter obtido frequência no ano lectivo imediatamente anterior
E
2 - estar inscrito na turma de "Dispensa" no Sigarra (PLD) 

Fórmula de cálculo da classificação final

 

 

[2 x nota teórica (20val) + nota teórico-prática (20val)]/3.

Nota mínima parte teórica - 7,5 valores

 

 

 

 

Provas e trabalhos especiais

não

Trabalho de estágio/projeto

não

Melhoria de classificação

Teórica - até um ano após ter aprovação na cadeira (eg. no próprio ano em recurso ou no ano seguinte)

TP - só no ano seguinte

Observações

Docente a contactar:  Paula Tamagnini

ALTERAÇÔES Avaliação UC Biologia Molecular         

 Passa de “Avaliação distribuída com exame final” para “Avaliação distribuída sem exame final”

 

Teste teórico 1 (30/abril) 10% nota teórica

Teste teórico 2 (21/maio) 10% nota teórica

Teste teórico 3 (18/junho) 80% nota teórica (toda a matéria teórica)

 

Teste teórico-prático 1 (7/maio) 20% nota teórico-prática

Teste teórico-prático 2 (28/maio) 80% nota teórico-prática (toda a matéria TP)

 

Fórmula de cálculo da classificação final

[2 x nota teórica (20val) + nota teórico-prática (20val)]/3.

Nota mínima parte teórica - 7,5 valores

 

Melhoria de classificação

Só Teórica (7/julho)