Biologia Molecular
Código
0104558Créditos ECTS
6Objetivos
1 Reconhecer a BM como pilar da investigação científica ligada à Biologia e Biomedicina
2 Distinguir funcionalmente a estrutura e organização da cromatina e do genoma eucariota e procariota
3 Integrar os fenómenos de manutenção e transmissão da informação genética
4 Compreender a regulação do genoma e as suas implicações na qualidade da expressão genética
5 Conhecer a regulação do genoma, da expressão génica e as modificações epigenéticas
6 Explicar o controlo da expressão genética: modificações do ADN, mecanismos de regulação da transcrição, pós-transcrição e pós-tradução
7 Compreender
a) A falência dos sistemas de controlo do ciclo; b) a função dos genes supressores de tumores; c) as mutações que envolvem as moléculas das vias de sinalização intracelular, os fatores de crescimento e seus recetores
8 Compreender a interdisciplinaridade do estudo da estrutura e função do genoma e sua relação com a expressão do proteoma e suas consequências metabólicas, fisiológicas e fisiopatológicas
Programa
Conteúdos Programáticos
O conteúdo programático da disciplina está dividido por temas a desenvolver por uma ou mais aulas T e TP:
Componente Teórica:
1. Introdução à Biologia Molecular
a) História e evolução da Biologia Molecular
b) Relação com Genética, Bioquímica e Biotecnologia
2. Estrutura e função dos ácidos nucleicos
a) Estrutura do DNA e RNA
b) Tipos de RNA e funções
c) Nucleossomas e organização cromossómica
3. Replicação do DNA
a) Mecanismo de replicação em procariotas e eucariotas
b) Enzimas envolvidas: DNA polimerases, primases, topoisomerases, ligases
4. Transcrição e regulação génica
a) Transcrição: enzimas e etapas
b) Promotores, enhancers, fatores de transcrição
c) Regulação em procariotas (operon) e eucariotas (epigenética)
5. Processamento de RNA e splicing
a) Capping, poliadenilação, remoção de intrões
b) Spliceossoma e splicing alternativo
6. Tradução e síntese proteica
a) Código genético, ribossomas, tRNA
b) Iniciação, elongação e terminação
c) Proteassoma, polirribossomas e folding de proteínas
7. Aplicações da Biologia Molecular
a) PCR, eletroforese, clonagem, CRISPR-Cas
b) Sequenciação de DNA (Sanger e NGS)
8. Aplicações da Biologia Molecular - Tópicos avançados
a) Diagnóstico molecular, terapias génicas, vacinas de RNA
b) Bioinformática molecular: BLAST, bancos de dados
Componente Teórico-Prática:
1. Leitura e discussão de artigos e conceitos básicos de Biologia Molecular
2. Exercícios de aplicação relacionados com as bases celulares e moleculares dos ácidos nucleicos
3. Simulação de replicação, com análise e interpretação de resultados eletroforese de técnicas de PCR
3. qPCR: princípios, leitura de curvas de amplificação (software simulado)
4. Consulta de bases de dados genómicos/proteicos
5. Simulação de edição CRISPR e interpretação de cromatogramas
6. Uso de ferramentas bioinformáticas e interpretação e resultados: BLAST, GenBank
7. Apresentação de trabalhos dos alunos
Métodos de Ensino
As aulas teóricas são de carácter expositivo, ministradas com recurso a meios audiovisuais informatizados e dialogadas, incentivando a participação ativa dos alunos. Procura-se estimular e desenvolver a capacidade de raciocínio e análise dos conceitos fundamentais relacionados com a biologia molecular, atendendo aos temas abordados no programa. Em conjugação com o desenvolvimento da teórica são ministradas aulas teórico-práticas onde são apresentados e discutidos problemas e exemplos da aplicação da biologia molecular no âmbito da investigação e da biotecnologia. Na primeira aula será dado indicações sobre a bibliografia adequada e de como efetuar pesquisas sobre os temas.
Bibliografia
Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2022). Biologia molecular da célula (7ª ed.). Artmed.
Brown, T. A. (2016). Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction (7th ed.). Wiley-Blackwell.
Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Carroll, S. B., & Doebley, J. (2020). Introduction to Genetic Analysis (12th ed.). Macmillan.
Hartl D. & Jones E. W. (2009). Genetics. Analysis of genes and genomes, 9ª ed., Jones and Bartlett Publishers, Boston
Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., et al. (2021). Molecular Cell Biology (9th ed.). W. H. Freeman.
Watson J.D., Baker T.A., Bell S.P. & Gann A. (2008). Molecular Biology of the Gene, 5ª ed., Pearson Benjamin Cummings
Recursos online
NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov)
Ensembl (https://www.ensembl.org)
UniProt (https://www.uniprot.org)
Benchling (https://www.benchling.com) – para simulações de técnicas moleculares
JoVE Science Education (https://www.jove.com/science-education) – vídeos práticos