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 No de Créditos 12 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 NO 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 NO 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