Biofísica e Bioquímica

Código:

MA221

Sigla:

BB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biofísica e Bioquímica

Ocorrência: 2014/2015 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Biologia Molecular
Curso/CE Responsável:	Ciências do Meio Aquático

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LCMA	43	Plano 2012 a 2017	2	-	5	49	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O programa da unidade curricular de Biofísica e Bioquímica tem por objectivos preparar os alunos para a compreensão dos princípios fundamentais da Física e suas aplicações na biologia, assim como do metabolismo intermediário e mecanismos de regulação das vias metabólicas. É realçada a importância das vias de transdução de sinal utilizadas pelas células para receber, processar, amplificar e integrar diversos sinais extracelulares. O aluno utiliza conhecimentos básicos para discutir disfunções associadas a traumas e condições específicas.
A disciplina também tem como objectivo facultar aos alunos os conhecimentos teóricos e práticos necessários para a utilização correcta de um conjunto de técnicas experimentais que se baseiam em princípios físicos e de técnicas utilizadas na caracterização bioquímica de células, organelos, proteínas e metabolitos.

Resultados de aprendizagem e competências

O estudante deverá adquirir competências na compreensão dos mecanismos moleculares que asseguram o funcionamento vital das células. Particular incidência será dada à contribuição de proteínas e outras macromoléculas em processos bioquímicos e à caracterização biofísica dessa contribuição quer através de estudos estrutura-função quer através de estudos cinéticos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Aulas teóricas:
Fenómenos de transição de fase em sistemas biológicos - Cristalização de proteínas, formação de agregados de proteína, diagramas de fase, solubilidade, técnicas de cristalização de proteínas, soluções electrolíticas, equilíbrio líquido-vapor, método de difusão de vapor, mecanismos de agregação de fibras.
Uso da cristalografia de Raios-X na determinação da estrutura 3D de proteínas - Ondas electromagnéticas, Raios-X, difração, padrões de difração, determinação da estrutura 3D de proteínas, PDB, visualização de estruturas de proteínas.
Fosforilação Oxidativa - Descrição do processo. Estrutura, funcionamento e eficiência energética da ATP-sintase. Inibidores e desacopladores da fosforilação oxidativa.
Stress oxidativo - Espécies reactivas de oxigénio, danos moleculares e defesas anti-oxidantes.
Metabolismo de carbohidratos - Glicólise e fermentação láctica. Metabolismo do glicogénio e gluconeogénese. Via das pentoses-fosfato. Integração e regulação do metabolismo de carbohidratos. Mecanismos de sinalização celular pela insulina, glucagon e epinefrina; adaptação alimentado/jejum.
Bioenergética - Formação de acetil-CoA e ciclo de Krebs. Regulação do ciclo de Krebs. Carácter anfibólico do ciclo de krebs.
Metabolismo de lípidos - Digestão e absorção de lípidos. Lipólise e beta-oxidação de ácidos gordos. Síntese e função energética dos corpos cetónicos. Síntese de ácidos gordos. Biossíntese de glicerofosfolípidos e esfingolípidos. Biossíntese do Colesterol. Os ácidos biliares primários e secundários. Hormonas esteróides. Lipoproteínas. Integração e regulação do metabolismo lipídico.
Metabolismo de aminoácidos – Aminotransferases e glutamato desidrogenase. Biossíntese de aminoácidos não essenciais. Degradação de aminoácidos e ciclo da ureia. Derivados de aminoácidos – HEME, melanina, hormonas, neurotransmissores e óxido nítrico.
Metabolismo de nucleótidos - Síntese de purinas e pirimidinas. Inibidores da síntese de nucleótidos e da replicação. Catabolismo das purinas e pirimidinas.

Aulas práticas:
1. Cristalização de proteínas.
2. Visualização de modelos estruturais de macromoléculas.
3. Técnicas de fraccionamento sub-celular: homogeneização de tecidos/células; centrifugação diferencial e isopícnica.
4. Técnicas de purificação de proteínas: precipitações diferenciais, cromatografia, electroforese. Determinação de grau de pureza.
5. Quantificação de metabolitos e determinação de actividades enzimáticas.

Bibliografia Obrigatória

Nelson David L.; Lehninger principles of biochemistry. ISBN: 0-7167-4339-6
Thomas M. Devlin; Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, Drexel University School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania, 2006. ISBN: 978-0-471-67808-3
Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer; Biochemistry, W. H. Freeman, 2007. ISBN: 0-7167-8724-5
Alexandre Quintas, Ana Ponces Freire, Manuel Halpern; Bioquímica – organização molecular da vida, Lidel – edições técnicas, Lda, 2008. ISBN: 978-972-757-431-5
Sternheim M.M., Kane J.W.; General Physics, John Wiley, N.Y. , 2001. ISBN: 0-471-52278-3

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teóricas consistem na apresentação do conteúdo programático intercalado com a discussão e resolução de problemas/exercícios.
Nas aulas práticas, os alunos, em grupos de dois, realizam o trabalho laboratorial e, no final, fazem um pequeno relatório. O relatório incide principalmente na apresentação dos resultados e sua interpretação. As bases teóricas das metodologias utilizadas são apresentadas pelo docente antes da realização da parte experimental.

Software

Protein purification (A.G. Booth)

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	85,00
Trabalho laboratorial	15,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

De acordo com a lei: presença em 3/4 das aulas práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final será dada por uma das seguintes alternativas:
- 100% Exame Escrito Final, ou
- 85% Exame Escrito Final + 15% Avaliação Prática
Será escolhida a alternativa que resulta na classificação final mais elevada.
A Avaliação Prática é feita com base (i) na avaliação contínua durante as aulas práticas e (ii) nos relatórios apresentados. Não será contabilizada a Avaliação Prática obtida em anos anteriores a 2010/2011.

Provas e trabalhos especiais

Não existem

Avaliação especial (TE, DA, ...)

De acordo com as normas estabelecidas pelo Conselho Pedagógico

Melhoria de classificação

De acordo com as normas estabelecidas pelo Conselho Pedagógico