Manipulação de DNA e Biologia Sintética

Código:

BIOL4096

Sigla:

BIOL4096

Nível:

400

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biologia

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Biologia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Biologia Celular e Molecular

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:BCM	21	Plano de estudos a partir do ano letivo 2024/2025	1	-	6	42	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Fornecer conceitos avançados sobre manipulação de DNA, tecnologias de DNA recombinante, PCR, clonagem e suas aplicações na transformação genética de organismos, na perspectiva de obtenção de proteínas recombinantes. Utilização de ferramentas básicas de bioinformática no planeamento experimental para a obtenção de proteínas recombinantes (BLAST search, análise de sequências, desenho de primers). Prática laboratorial incidindo em clonagem de genes em vectores de expressão adequados, contendo tags e/ou proteínas de fusão, e transformação de estirpes bacterianas geneticamente adequadas. Familiarização com análise de artigos científicos originais, lógica do desenho experimental e análise de dados. Treino em comunicação oral e escrita. Proporcionar os conceitos básicos relacionados com a biologia sintética e  desenho/construção "in silico" de módulos e circuitos sintéticos.

Resultados de aprendizagem e competências

Compreensão da lógica experimental para produção de proteínas recombinantes e dos processos moleculares subjacentes como regulação da expressão genética. Conhecimento das técnicas de manipulação molecular envolvidas na produção de proteínas recombinantes. Utilização de ferramentas básicas de bioinformática para análise de sequências, optimização de genes e desenho de primers.

Competências laboratoriais em clonagem de genes utilizando vários vectores e estirpes de células; preparação de DNA plasmídico, electroforese em gel de agarose, análise de restrição.

Análise de artigos científicos originais relevantes, desenho experimental e análise de dados. Comunicação oral e elaboração de relatório escrito.

Aquisição de competências no desenho e construção "in silico" de partes, modulos e circuitos sintéticos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Estrutura de genes e de sequências reguladoras. Regulação da expressão genética. Análise de sequências. Optimização de codões. Clonagem de DNA, enzimas de restrição e PCR, clonagem baseada em PCR. Vectores de clonagem. Vectores de expressão. Tagging de proteínas e proteínas de fusão. O sistema pET e expresão baseada no promotor T7. Reguladores da expressão (promotores derivados do pLac; expressão do repressor por estirpes com alelo lacIq). Características genéticas de estirpes bacterianas adequadas a expressão de proteínas recombinantes.
Introdução à biologia sintética e principais àreas de investigação. Partes, módulos e circuitos sintéticos e sua introdução em chassis, usando os projetos BioModularH2, Cyanofactory e PhotoBioCat como casos de estudo.

Ferramentas básicas de bioinformática (BLAST search, análise de sequências, optimização de genes, desenho de primers).

Laboratório - Clonagem e expressão de gene(s) em E. coli BL21 (DE3). Isolamento de DNA plasmídico e respectiva análise por electroforese em gel de agarose. Isolamento de genes por PCR com primers com adaptadores. Restrição de plasmídeos e produtos de PCR. Inserção do gene em estudo num vector de expressão adequado (por exemplo, pET). Transformação em E. coli e plaqueamento em meio contendo antibióticos adequados.  Indução da expressão da proteína recombinante com IPTG e/ou meios de auto-indução. Rastreio de recombinantes por PCR (“colony PCR”). Análise preliminar de extractos proteicos bacterianos por SDS-PAGE.

Bibliografia Obrigatória

Videira Arnaldo 340; Engenharia genética. ISBN: 9789727577439

Bibliografia Complementar

Watson James D. 1928- 070; Recombinant DNA. ISBN: 9781429203128
Sambrook Joseph; Molecular cloning. ISBN: 978-087969-577-4 (Vol. 1)
Greenfield Edward A., 1957- 340; Antibodies. ISBN: 9781936113811

Observações Bibliográficas

Nesta disciplina são fornecidos aos alunos artigos científicos como bibliografia a consultar.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Os alunos devem ser encorajados a envolverem-se em projectos, individuais ou de grupo, laboratoriais ou de pesquisa de informação, e a assumirem a iniciativa de investigar tópicos específicos. A utilização de exemplos reais de investigação e “case-studies”, fornece o contexto da realidade e permite a aquisição da noção que a ciência é um contínuo de busca constante de respostas para questões que não se encontram nunca completamente resolvidas. As actividades incluem palestras, grupos de discussão, tutoriais, solução de problemas, debates, etc. Instrumentos de avaliação incluem apresentação e discussão de artigos científicos originais; um relatório respeitante ao projecto laboratorial desenvolvido e um exame final.

Palavras Chave

Ciências Naturais > Ciências biológicas > Biologia > Biologia molecular
Ciências Naturais > Ciências biológicas > Engenharia biológica > Engenharia genética

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Trabalho escrito	10,00
Apresentação/discussão de um trabalho científico	15,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	105,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho escrito	15,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Frequência obrigatória das aulas (mínimo 3/4)

Fórmula de cálculo da classificação final

Exame (15 valores) + Apresentação oral (3 valores) + Exercício escrito (2 valores)

Melhoria de classificação

Só exame final (15 valores)

Observações

Júri: Paula Tamagnini, Luís Gustavo Pereira