cbi700 - bases moleculares da celula - ICEB-UFOP

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
1
PROGRAMA DE DISCIPLINA
lina
BASES MOLECULARES DA CÉLULA
CBI 700
Departamento
Ciências Biológicas – DECBI
Carga Horária
Semanal
Teórica
09
Unidade
ICEB
Prática
09
Total
18
Pré-requisitos
Pré-requisitos
Duração/Semana
N de
Créditos
12
o
18
Carga Horária Semestral
270
Ementa
Água e Biomoléculas – Aminoácidos e Proteínas: estrutura e função – Hemoglobina como Protótipo Enzimas e Coenzimas - Carboidratos - Lipídeos - Ácidos Nucléicos
Células procariotas e eucariotas; Morfologia e diversidade das Biomembranas; Organização do Núcleo
Interfásico e Mitótico/Meiótico; Ribossomos; Retículo endoplasmático, Complexo de Golgi; Sistema
endossomo-lisossomo; Mitocôndria e Peroxissomos; Citoesqueleto; Ciclo celular; Noções de diferenciação
celular, células-troco, câncer e apoptose/necrose.
Bioenergética: Introdução à Bioenergética, Cadeia Respiratória e Ciclo de Krebs Metabolismo de carboidratos, lipídeos, aminoácidos, purinas e pirimidinas - Integração metabólica Regulação do metabolismo: hormônios e transdução de sinal
Eletrofisiologia : transporte através de membranas, bioeletrogênese, potencial de ação, Comunicação
celular.
Formação dos gametas, fecundação, clivagem e formação do blastocisto; Implantação e formação dos
anexos embrionários. Gastrulação (diferenciação dos três folhetos embrionários). Dobramento do embrião,
desenvolvimento do tubo neural e tubo digestivo. Desenvolvimento dos principais órgãos e sistemas.
Placenta. Histofisiologia dos tecidos epitelial, tecidos conjuntivos (próprio, cartilagem, osso e adiposo) e
tecido muscular. Eletrofisiologia Muscular esquelética e Eletrofisiologia Muscular cardíaca
Natureza e função do material genético –Sistemas de recombinações em bactérias
IIntrodução à Biologia Molecular: Enzimas de restrição, vetores de clonagem, vetores de expressão,
métodos de clonagem gênica, métodos e técnicas de hibridização (Southern Blot, Northern Blot e Western
Blot) Reação em cadeia da Polimerase e suas variações (RT-PCR, qRT-PCR), métodos de
sequenciamento,projeto genoma humano, bioinformática- interpretação do significado da informação contida
nos bancos de dados de seqüência, transcriptoma, proteômica, genomica funcional, farmacogenômica,
medicamentos recombinantes, vacinas recombinantes, métodos diagnósticos baseados na análise de DNA
(RFLP, VNTR e fingerprint de DNA), teste de paternidade, animais transgênicos, terapia gênica e terapia
celular.
Curso para o qual é ministrada
Período
Natureza
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
Medicina
Aprovado
DECBI
DATA:
pela
1º
Assembléia
______________________
Presidente da Assembléia
2
Obrigatória
do Aprovado pelo Colegiado de curso Aprovado pelo CEPE:
DATA:
DATA:
____________________
Presidente do Colegiado
_________________
Presidente do CEPE
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Água, tampões (preparo de soluções).
Aminoácidos – classificação, propriedades ácido básicas, métodos bioquímicos de separação e
caracterização. Peptídeos.
Proteínas – classificação, níveis de organização, desnaturação, comportamento iônico, proteínas fibrosas,
globulares, métodos bioquímicos de isolamento e caracterização. Estudo da hemoglobina.
Enzimas – propriedades, mecanismo de ação, classificação e cinética enzimática. Enzimas reguladoras e
isoenzimas.
Carboidratos – Os monossacarídeos, oligopolissacarídeos e polissacarídeos.
Lipídeos – definição, classificação, ácidos graxos, triacilgliceróis, fosfolipídeos, esfingolipídeos, ceras,
tepenos, esteróides e prostaglandinas
Apresentação do módulo. Definição de células procariotas e eucariotas; diversidade celular e evolução dos
organismos multicelulares; Principais métodos de estudo das células com ênfase em microscopias. Utilização
clínica de algumas metodologias.
- Uso do microscópio óptico: principais constituintes e manuseio adequado do equipamento com observação
de laminário permanente. Preparo de lâminas de raspagem de mucosa oral e coloração PAPA NICOLAU.
Preparo de laminas de material vegetal.
- Organização, propriedades e diversidade das biomembranas. Caracterização das proteínas periféricas e
transmembranicas (alfa-hélice e beta-pregueada). Especialização de membrana apical (cílios, estereocílios e
microvilosidades). Complexos juncionais (Junções de oclusão, adesão e gap). Correlações clínicas.
- Núcleo interfásico e mitótico/meiótico: diversidade morfológica e numérica; organização, função e
distribuição da cromatina e dos cromossomos: cromossomos especiais (plumosos e politênicos); organização
do envoltório nuclear (complexo de poro, bi-membrana e lâmina nuclear); transporte através do envoltório;
composição, organização e funcionamento do nucléolo.
- Preparo de lâminas esfregaço sanguíneo e observação ao microscópio da diversidade morfológica e
numérica dos núcleos das células sanguíneas.
- Morfologia e composição dos Ribossomos. Organização funcional dos ribossomos (sítios A, P e E) e
dinâmica da síntese protéica (interação das RNAs mensageiros, transportadores e ribossomais). Dobramento
protéico. Síntese protéica acoplada ao retículo endoplasmático.
- Morfologia e função do retículo endoplasmático e do Complexo de Golgi. Transporte vesicular: formação de
vesículas cobertas de clatrina; sinalização v e t-snare. Sistema Lisossomos/endossomo: endocitose
(constitutiva e sinalizada), fagocitose, pinocitose e exocitose.
- Mitocôndrias: morfologia, características do material genético, origem bacteriana e funcionamento. Breve
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
3
comparação com cloroplastos.
- Organização e funcionamento do Citoesqueleto: filamentos intermediários, microtúbulos e filamentos de
actina. Correlações clínicas.
- Organização e funcionamento da Matriz extracelular: colágenos, fibras elásticas e glicosaminoglicanos.
Correlações clínicas. Breve comparação com parede celular vegetal e bacteriana.
Princípios de Bioenergética – princípios da termodinâmica e compostos ricos em energia.
Ciclo do Ácido Cítrico – descarboxilação oxidativa do piruvato e as reações individuais do ciclo. Regulação.
Transporte de elétrons – componentes, mecanismo do transporte de elétrons, fosforilação oxidativa e o ATP.
Princípios de bioenergética, ciclo do ácido cítrico e a cadeia respiratória.
Glicólise – reações e regulação. Via das pentoses – reações e regulação. Neoglicogenese – reações e
regulação. Metabolismo do glicogênio – glicogênese e glicogenólise.
Degradação de lipídeos e biossíntese com as regulaçoes. Metabolismo do colesterol e regulação. Biossintese
de triacilgliceróis. Síntese de eicosanóides. Metabolismo de purinas e pirimidinas. Metabolismo de
aminoácidos – degradação e biossíntese, funções precursoras, ciclo da uréia. Integração e Regulação
Metabólica.
Tecido Epitelial de Revestimento e Glandular: origem, funções, características histológicas, e classificação.
Tecidos Conjuntivos: origem, funções, classificação, tipos celulares e matriz extracelular. Variedades e tipos
especializados de Tecidos Conjuntivos: características específicas e ocorrência.
-Atividade complementar: Adiposo: funções específicas, ocorrência, tipos celulares, tipos de Tecido Adiposo,
considerações finais.
-Atividade complementar: Tecido Cartilaginoso: funções específicas, tipos celulares, matriz extracelular, tipos
de cartilagem e ocorrência, o processo de condrogênese, tipos de crescimento e características gerais.
-Atividade complementar: Tecido Ósseo: Funções específicas, tipos celulares, tipos de tecido ósseo, o
processo de ossificação e características gerais. Tecido muscular: origem embrionária, formação das fibras
musculares, tipos de tecido muscular, proteínas filamentosas e o mecanismo da contração muscular.
Gamtetogênese: Espermatogênese: aparelho reprodutor masculino - testículos, glândulas, ductos e pênis;
funções do ap. reprodutor masculino; gônadas (testículos) – túnica albugínea, túbulos seminífero e interstício;
espermatogênese - células da linhagem germinativa, células de Sertoli e células de Leydig; espermiogênese etapas do complexo de golgi, acrossomo e de maturação; fatores que influenciam a espermatogênese
(controle hormonal).
Ovogênese: aparelho reprodutor feminino - ovários, tubas, útero e vagina; funções do ap. reprodutor
feminino; gônadas (ovários) - epitélio, túnica albugínea, regiões cortical e medular; ovogênese - folículos
ovarianos: ovócito, células da granulosa; atresia folicular; ovulação; corpo lúteo; útero - miométrio,
endométrio; ciclo mestrual; contracepção- pílula anticoncepcional, DIU e RU486 (“pílula do dia seguinte”)
Fecundação,Clivagem e Implantação: Viabilidade dos gametas; capacitação dos espermatozóides; fases da
fertilização; resultados da fertilização; clivagem do zigoto; formação do blastocisto; implantação
Formação do Disco Embrionário Bilaminar: Formação da cavidade amniótica; formação do saco vitelino;
formação do disco embrionário bilaminar; desenvolvimento do saco coriônico; gravidez ectópica.
Gastrulação: - formação da linha primitiva; resquícios da linha primitiva – teratoma sacrococcígeo; formação
da notocorda; formação da três camadas germinativas; alantóide; malformações do úraco.
Neurulação: Formação da placa neural; formação das pregas neurais; fechamento do tubo neural; cristas
neurais e seus derivados; formação dos somitos e seus derivados
Fechamento do Embrião: Fases do desenvolvimento; dobramento do embrião nos planos mediano e
horizontal; derivados das camadas germinativas; formação do intestino primitivo.
Placenta e Membranas Fetais: Componente materno - reação decidual, decíduas basal, capsular e parietal;
componente fetal - formação do córion frondoso e córion liso; circulação placentária fetal; - circulação
placentária materna; membrana placentária; funções da placenta; parto - estágios do trabalho de parto
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
4
Fisiologia Geral: HOMEOSTASIA.
Estrutura da membrana celular, líquidos intra e extracelulares, transporte através de membranas, conceito
físico de potencial químico e elétrico.
Potencial de membrana de repouso: bioeletrogênese
Discussão do texto: Starting Physiology: Understanding Homeostasis
Potencial de ação: gênese e propagação
Sinapse: Mediadores químicos – Agonistas e antagonistas
Integração das aferências excitatórias e inibitórias, neurônio motor alfa e junção neuromuscular
Fisiologia muscular: função na homeostasia. Estrutura das musculaturas esquelética, cardíaca e lisa.
Mecanismo da contração do músculo esquelético: Conceito de máquina molecular (tropomiosina),
acoplamento eletro-mecânico, ciclo das pontes cruzadas (mecanismo de catraca)
Mecanismo da contração dos músculos liso e cardíaco
Contração do Músculo Esquelético: Relação tensão e carga. Contrações isométrica, istônica e excêntrica .
Metabolismo energético da contração muscular
Introdução à Biologia Molecular: Enzimas de restrição, vetores de clonagem, vetores de expressão.
Plasmídeos e bacteriófagos- características básicas, conjugação e compatibilidade, classificação dos
plasmídeos, características dos bacteriófagos, fagos lisogênicos, fago filamentoso, vírus como veiculo de
clonagem, características dos cosmídeos, BACs e YACs, preparação de DNA genômico e DNA plasmidial.
Vetores de expressão- Princípios gerais- sistema pET como modelo.
Métodos de Clonagem- Transformação: a incorporação de DNA por células bacterianas, Princípios de
clonagem- Vetores para clonagem em Escherichia coli, Biblioteca genômica e de cDNA, Isolamento de genes
clonados.
Produção de Proteínas Recombinantes- Expresão de proteínas hterólogas em E. coli, produção de proteínas
heterólogas em E. coli
Técnicas de hibridização- Southern Blot, Northern Blot, Western blot, eletroforese em gel de campo pulsado,
hibridização in situ
Reação em cadeia da polimerase- Princípios gerais da PCR, desenho de oligonucleotídeos, estabelecimento
das temperaturas corretas a serem utilizadas, eletroforese- analise dos produtos da PCR, clonagem dos
produtos da PCR, variações da PCR: RT-PCR,
Métodos de sequenciamento- Sequenciamento do DNA: revelando a estrutura de um gene. O método de
Sanger-Coulson, O método de Maxam-Gilbert, sequenciamento direto dos produtos de PCR,
sequenciamento automático de DNA, Projeto genoma Humano.
Bioinformatica- interpretação do significado da informação contida nos bancos de dados de seqüência.
Conceito de gene ortólogo e paralógo, princípios de ENTREZ, BLAST e suas variações
Genômica comparada, genômica funcional, transcriptoma, proteoma e farmacogenômica- Princípios GeraisAplicações na clínica
Métodos diagnósticos baseados na análise de DNA (RFLP, VNTR e fingerprint de DNA), teste de
paternidade- Princípios Gerais- Aplicações na clínica
Medicamentos recombinantes, vacinas recombinantes- Princípios Gearis- Aplicações na Clínica
Terapia gênica e terapia celular- Princípios Gerais- Aplicações na Clínica
Animais e plantas tarnsgenicas- Princípios Gerais- Aplicações na Clínica
*AULAS PRÁTICAS: Poderão ser realizadas por meio de aulas com animais do biotério; aulas com os alunos
do próprio curso; aulas virtuais (simulações em computador), realização de seminários e/ou grupos de
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
5
discussão (resolução de exercícios e/ou discussão de casos clínicos), a critério do professor e disponibilidade
de condições do período em vigência.
BIBLIOGRAFIA
Bibliografia Básica
O
N DA
REFERÊNCIA
TÍTULO DA OBRA
AUTOR
Fundamentos da Biologia Celular. 2ª ed. Artmed. Incluindo o CDROM, 2006
Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan,
2004.
Atlas de Histologia, 1ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,
1993.
Histologia Médica Básica, 1ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 2001.
Embriologia Clínica. 6ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,
2000.
ALBERTS, B et al.
Embriologia Básica. 5ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,
2000. 291p.
Fisiologia - 5a ed.
Tratado de fisiologia médica – 10a ed.
Fisiologia humana de Houssay – 7a ed.
Princípios de Bioquímica – 4ª edição; editora Sarvier , 2006
MOORE, K.L.;
PERSAUD, T.V.N.
BERNE E LEVI
ARTHUR GUYTON
HORÁCIO CINGOLANI
E ALBERTO HOUSSAY
LEHNINGER
Bioquímica - 6ª Edição, 2008 – Editora Guanabara Koogan
L. STRYER & OUTROS
JUNQUEIRA, L.C. &
CARNEIRO, J
GARTNER, L. P.
HIATT, J.L.
KESSEL, R. G.
MOORE, K.L.;
PERSAUD, T.V.N.
Bibliografia Complementar
O
N DA
REFERÊNCIA
TÍTULO DA OBRA
AUTOR
Histologia e Biologia Celular: uma introdução à patologia. 1ª ed. KIERSZENBAUM, A.L.
Elsevier. 2004.
Biologia Celular e Molecular. 4ª ed. Revinter. 2002
LONDISH, D et al
Tratado de Histologia. 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, GARTNER,L.
P.;
HIATT, J. L.
Histologia Funcional. 5ª ed. Elsevier, 2007
LOWE,
J.
S.;
STEVENS, A.; YOUNG,
B.
Fundamentos de Histologia, 1º ed. Rio de Janeiro: Guanabara CORMACK, D.H.
Koogan, 1996.
Histologia Básica. 11ª ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan, JUNQUEIRA, L.C. &
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
6
2008.
CARNEIRO, J
Embriologia Médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan 2007-09- SADLER, T.W.
25.
Developmental Biology.
Publishers, 1997.
5ª
ed.
Sinauer
Associates,
Inc. GILBERT, S.F.
Embriologia e Teratologia Humanas. 3ª ed. Rio de Janeiro: O’RAHILLY,
Guanabara Koogan, 2005.
MÜLLER, F.
R.;
Embriologia. 2ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2001.
GARCIA, S.M.L.; NETO
JECKEL,
E.A.;
FERNANDEZ, C.G.
Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, JUNQUEIRA
&
2004.
CARNEIRO.
Bioquímica – 3ª Edição, 2006 – Editora Artmed
DONALD VOET &
JUDITH VOET
Bioquímica Ilustrada, 3ª Edição, 2007 – Editora Artmed
PÁMELA C. CHAMPE
Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas – Tradução da 6ª THOMAS M. DEVLIN
Edição Americana –– Editora Blücher – 2007.
Aprovado pela Assembléia do Departamento
DATA :
_______________________________
Presidente da Assembléia do DECBI
Aprovado pelo Colegiado de curso
DATA :
______________________
Presidente do Colegiado