Biologia do Desenvolvimento

Código:

BIOL3007

Sigla:

BIOL3007

Nível:

300

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biologia

Ocorrência: 2023/2024 - 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	69	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Esta Unidade Curricular aborda o desenvolvimento com base em etapas dos ciclos de vida (embriogénese, desenvolvimento pós embrionário e reprodução) e em sistemas de órgãos. Incide nos mecanismos que regulam o crescimento, desenvolvimento e morfogénese. Realça a formação de padrões ao nível de células, tecidos e órgãos.

Deste modo, o curso centra-se no estudo de estruturas e desenvolvimento através da integração dos recentes avanços em Genética e Biologia Molecular e aborda os processos moleculares subjacentes a importantes respostas aos sinais ambientais durante o desenvolvimento.

Exploram-se ainda mecanismos de desenvolvimento celular (eg, divisão celular, diferenciação, morte celular programada) em modelos vegetais e modelos animais.

 

Resultados de aprendizagem e competências

O estudante deverá ser capaz de descrever, interpretar e discutir aspectos da moderna biologia do desenvolvimento, com particular ênfase nos estudos de genética e biologia molecular que têm permitido determinar genes intervenientes nos processos de desenvolvimento e explicar como funcionam a nível molecular.
Compreender como se progrediu de uma biologia do desenvolvimento meramente descritiva para uma análise causal dos processos de desenvolvimento através de abordagens bem sucedidas de biologia molecular.
Explicar que o desenvolvimento não é somente resultado de um programa rígido, geneticamente determinado, mas que factores externos e internos intervem como indutores e moduladores.
Através da apresentação de estudos e contributos para a compreensão de processos de desenvolvimento em diversos organismos modelo, o estudante deverá ser capaz de lidar com publicações recentes sobre as descobertas fundamentais e universalmente válidas acerca dos processos de desenvolvimento , compreendendo que os processos básicos e fundamentais de desenvolvimento permaneceram relativamente inalterados ao longo da evolução.
Deverá, ainda, ser capaz de comparar a regulação de processos de desenvolvimento em células vegetais vs. modelos biológicos animais. Por exemplo deverá comparar mecanismos de sinalização e tradução de sinais conducentes a processos de divisão celular, morte celular e/ou diferenciação.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

.

Programa

Modulo 1. Biologia do Desenvolvimento das Plantas
Conceito de desenvolvimento. Fase vegetativa e fase reprodutiva. Crescimento, diferenciação e morfogénese. Regulação do desenvolvimento nos organismos pluricelulares. Determinação celular, organização espacial (formação de um padrão); contacto intercelular e informação posicional; controlo a longa distância.
Polaridade celular e divisões celulares assimétricas e sua relação com a diferenciação celular. Embriogénese nas Angiospérmicas; diferenciação histológica e emergência dos padrões básicos do corpo da planta durante as fases iniciais da embriogénese em Arabidopsis thaliana. O embrião de monocotiledóneas e origem do ápice caulinar.
Genes intervenientes no estabelecimento dos padrões axial e radial. Informação posicional. Origem do ápice radicular e da raíz embrionária. Edificação da raíz e diferenciação histológica.
Estrutura dos ápices caulinares. Expressão de genes reguladores da actividade meristemática. Modelo para a interacção dos genes CLV1, CLV3, WUS e STM na manutenção do equilíbrio entre a proliferação e a diferenciação celular no ápice caulinar.
Indução e controlo da floração. Factores internos e externos que controlam a floração. Arabidopsis thaliana. Indução dos genes de floração. Genes de identidade do meristema floral. O ABC dos genes homeóticos florais. As 3 classes de genes de identidade dos orgãos florais. Genes cadastrais. Genes com um domínio MADS. Interações ABC, regulação génica, dimerização. Reaprender o ABC. Interações moleculares entre ABC e SEPALLATA. Associações em complexos maiores que dímeros. Desenvolvimento do óvulo; Petunia hybrida. Extensão do modelo ABC-D. Mutantes de Arabidopsis no desenvolvimento do óvulo. Famílias de genes. Evolução dos genes homeóticos florais. Exemplos de trabalhos com Gimnospérmicas. Determinação sexual nas plantas com flor. Genética da determinação sexual. Silene e Rumex. Influência das hormonas de crescimento; Zea mays. Esterilidade masculina em Actinidia deliciosa. 


Modulo 2.Biologia de Desenvolvimento animal.
História e conceitos básicos. Leis de embriologia. Exemplos de Influencia ambiental. Principais modelos animais no estudo da biologia de desenvolvimento.

Principais etapas do Ciclo de vida. Potência, competência, diferenciação. Células estaminais embrionárias e adultas. iPSC. Modos de especificação. Processos morfogénicos. Experiências de Morgan. Gradientes de sinais morfogénicos. Sinais/recetores, regulação genética e vias envolvidas. Tipos de sinalização intercelular (eg, justácrina, parácrina/autócrina, hormonal). Famílias de recetores e sinais (eg FGF, EGF, TGF-B, Hedgehog, Wnt, Delt, Retinoic acid). Exemplos de funções e cascatas associadas. Mutações nas vias envolvidas. Influência genética e ambiental.

Desenvolvimento e controlo genético na definição de padrões planos e eixos. Genes maternais e  zigóticos. Definição de planos antero-posteriores e dorsoventrais. Hierarquia genética. Genes homeóticos e implicações na diferenciação antero-posterior e no desenvolvimento de estruturas anatómicas. Exemplos de mutantes. Homologias Hox em mamíferos e implicações nos desenvolvimentos de membros.

Desenvolvimento embrionário. Diferenciação e definição de padrões na gastrulação. Centro Nieuwkoop e Spemann. Gastrulação, e propriedades de migração e adesão celular. Camadas germinativas. Notocorda. Gastrulação em aves e mamíferos. Estados iniciais da Organogénese. Neurulação. Crista neural. Placa Neural. Tubo neural.  Neurulação primária e secundária. Evolução para SNC e SNP. Somitogénese e sómitos.  Enrolamento embrionário e definição de formas e padrões lateral e longitudinal. Estrutura gastrointestinal primitiva e regiões anterior, mediana e posterior.  Evolução desta estrutura em mamíferos. Estrutura cardiovascular primitiva. Somatopleura e Splancnopleura. Tubo cardíaco e evolução.  Ilhas sanguíneas e formação de vasos sanguíneos. Arcos faríngicos. Desenvolvimento dos membros anteriores e posteriores. Caso de estudo humano e ratinho. Sinalização envolvida. AER e ZPA. Sinalização envolvida. Papel dos genes seletores Hox. Exemplos de anomalias.

Casos de estudo de vias de sinalização: vias e cascatas de diferenciação da célula estaminal; vias e cascatas de morte celular programada.

Bibliografia Obrigatória

Howell, S. ; Molecular genetics of plant development, Cambridge University Press, 1998
000072949. ISBN: 0-521-58784-0

Bibliografia Complementar

Gilbert Scott F. 1949-; Developmental biology. ISBN: 978-0-87893-243-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas - Método expositivo-interrogativo, com apoio em projecções de imagens e esquemas.
Aulas práticas - Realização de trabalhos práticos sobre temas do programa.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

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

Obtenção de frequência

A inscrição numa Unidade Curricula universitária exige presença regular nas aulas, bem como uma preparação cuidadosa. Portanto, os alunos devem participar em todas as aulas programadas.

As aulas Práticas/Teórico-Práticas são de frequência obrigatória. Contudo, são admitidas faltas por motivos ponderosos.
De acordo com a legislação em vigor, um estudante obtém frequência se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o limite de faltas correspondente a 25% do número de aulas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação Geral constituída pelo somatório dos resultados de duas Avaliações (Frequências) escritas obrigatórias:

- Avaliação I, em data a definir a meio do Semestre, sobre as componentes Teórica (T1) e Prática (P1)

- Avaliação II, em data a definir pelo Conselho Pedagógico na época normal de exames, sobre as componentes Teórica (T2) e Prática (P2). 

            CLASSIFICAÇãO FINAL = ((T1+P1)+(T2+P2))/2

Época de Recurso. Exame final escrito sobre as componentes Teórica e Prática 

 

Provas e trabalhos especiais

n.a.

Trabalho de estágio/projeto

n.a.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Avaliação Geral constituída pelo somatório dos resultados de duas Avaliações (Frequências) escritas obrigatórias (conforme descrito para os estudantes ordinários).
Ou
Exame escrito, na época de Recurso, sobre as componentes Teórica (T) e Teórico-Prática (P)

Melhoria de classificação

Exame final escrito na época de Recurso sobre as componentes Teórica (T) e Teórico-Prática (P)

Observações

Professores de contacto: Sílvia Coimbra, Miguel Santos, Raquel Almeida, Agostinho Antunes