Biofísica e Bioquímica

Código:

MA221

Sigla:

BB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biofísica e Bioquímica

Ocorrência: 2023/2024 - 3T (de 12-02-2024 a 05-04-2024)

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	35	Plano Oficial em Vigor	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

Biofísica Molecular e Celular

Estrutura e função de Proteínas

Bioenergética, fosforilação oxidativa, cadeia respiratória, ATPsintase

Bioeletricidade, condução nervosa, condução elétrica e o músculo cardíaco

Biofísica dos Sistemas

A Física da audição e a evolução dos sistemas auditivos

A Física da visão nos seres vivos. Noções fundamentais de ótica. Visão estereoscópica. Mecanismos de adaptação à visão noturna.

A Física da respiração. Noções fundamentais de transporte de massa. Superfícies em que ocorrem as trocas gasosas (membranas, traqueias, brânquias, alvéolos pulmonares). Tipos de fluxos (contra-corrente, co-corrente, corrente cruzada). Mecanismos de ventilação.

A Física do sistema circulatório. Mecânica dos Fluídos. Viscosidade. Perda de pressão. Viscosidade do sangue e sistema circulatório

Bioquímica

Metabolismo de carbohidratos - Glicólise e fermentação láctica. Metabolismo do glicogénio e gluconeogénese. Via das pentoses-fosfato. 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. 
Stress oxidativo - Espécies reativas de oxigénio, danos moleculares e defesas anti-oxidantes. 

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 do Colesterol. 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, óxido nítrico, nucleótidos. 

Aulas práticas: 
1. Cristalização de proteínas.
2. Visualização de modelos estruturais de macromoléculas.
3. Técnicas de fracionamento sub-celular: homogeneização de tecidos/células; centrifugação diferencial.
4. Análise de proteínas por eletroforese. 
5. Quantificação de metabolitos e determinação de atividades 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 apresentam e discutem os resultados obtidos. 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 por exame final

Componentes de Avaliação

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

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	60,00
Frequência das aulas	49,00
Trabalho escrito	26,00
Total:	135,00

Obtenção de frequência

Conforme as normas pedagógicas da Universidade do Porto: presença em 3/4 das aulas práticas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação do exame escrito (75%).
Apresentação/discussão de trabalho (15%)
Desempenho laboratorial e relatório (10%)

Provas e trabalhos especiais

Trabalhos realizados em grupo sobre temas da Biofísica e Bioquímica

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Será disponibilizado exame especial para todos os alunos que tenham legalmente direito a tal, em data a combinar com o Regente.

Melhoria de classificação

Após aprovação à unidade curricular o aluno pode requerer melhoria de nota à componente exame escrito, mas não às outras componentes (avaliação prática)