Diario Oficial - Executivo I

194 – São Paulo, 123 (18)
Diário Oficial Poder Executivo - Seção I
verossimilhança). 7. Métodos de determinação e de avaliação
das fases. 8. Método da substituição molecular e simetria não
cristalográfica. 9. Método da substituição isomorfa simples e
múltipla. 10. Preparação de derivados isomorfos, determinação
da posição dos átomos pesados, espalhamento anômalo simples
e de múltiplos comprimentos de onda (MAD), cálculo e refinamento das fases. 11. Interpretação dos mapas de densidade eletrônica, construção de modelos. 12. Refinamento de estruturas
macromoleculares. Análise de modelos.
Primórdios da Teoria Quântica - 1. Quantização da carga
(raios catódicos, espectrômetro de massa, experiência de Millikan) 2. Calor específico de sólidos e gases. 3. Efeito fotoelétrico.
4. Raios X e efeito Compton. 5. Defeitos da física clássica
(resumo e avaliação). O Átomo - 1. Modelos de Thomson e de
Rutherford. 2. Modelo de Bohr e o espectro de átomos monoeletrônicos. 3. Modelo de Sommerfeld e estrutura fina dos espectros
atômicos. Mecânica Quântica - 1. Ondas e partículas na física
clássica 2. Ondas de Broglie. 3. Relação de incerteza. 4. Equação
de Schrödinger. 5. Sistemas quânticos simples / 5.1 Partícula
livre / 5.2 Partícula em caixa potencial. 6. Aspectos gerais de
sistemas mais complexos / 6.1 Oscilador harmônico / 6.2 Átomo
de hidrogênio / 6.3 Sistemas de muitos elétrons. Estrutura da
Matéria - Este último capítulo não entrará em detalhes, mas só
mostra como o que foi aprendido nos capítulos anteriores pode
ser usado para explicar a estrutura da matéria em vários níveis.
1. Sólidos (metais, isolantes e semicondutores). 2. Moléculas
(química quântica). 3. Sistemas não cristalinos (vidros, cristais
líquidos, polímeros, colóides, condensados Bose-Einstein). 4.
Átomos (revisão)
Mecânica Estatística - 1. Princípio de Boltzmann. 2. Distribuição de Maxwell-Boltzmann. 4. Aplicação da Distribuição de
Maxwell-Boltzmann: velocidade e energia no gás ideal clássico.
5. Distribuição de Bose-Einstein e Aplicações (gás de fótons
e laser). 7. Distribuição de Fermi-Dirac e Aplicações: gás de
elétrons em metais. Radiação - 1. Radiação eletromagnética e
a interação dela com a matéria / 1.1 O espectro da radiação
eletromagnética / 1.2 Radiação de cargas aceleradas / 1.3 Espalhamento de radiação eletromagnética por matéria i.Oscilador
harmônico forçado ii.Espalhamento Rayleigh, espalhamento
Thomson e espalhamento ressonante 2. Radiação térmica (de
corpo negro) / 2.1 Corpo negro e radiação de cavidade / 2.2
Leis de radiação i.Lei de Stefan-Boltzmann ii.Lei de Kirchhoff
iii.Lei de deslocamento de Wien iv.Distribuição geral de Wien
v.Distribuição empírica de Wien vi.Distribuição de RayleighJeans vii.Distribuição de Planck viii.Comparação e análise das
leis de radiação / 2.3 Dedução das outras leis de radiação a
partir da de Planck i.Lei de Stefan-Boltzmann ii.Leis de deslocamento de Wien iii.Distribuição empírica de Wien iv.Distribuição
de Rayleigh-Jeans.
Especialidade II (Cristalografia Física)
SFI 5844 Introdução a Cristalografia Estrutural
SFI 5846 Cristalografia de Moléculas Pequenas
SFI 5852 Simetria em Cristalografia
Programa:
1. Difração de raios-X na aproximação cinemática. 2. Fator
de forma e fator de estrutura. 3. Introdução à simetria cristalina.
a) grupos pontuais, b) grupos espaciais, c) representação de grupos finitos. 4. Métodos tridimensionais de Fourier. 5. Densidade
eletrônica e função de Patterson. 6. Problemas das fases.
1. Função de Patterson e o método do átomo pesado. 2. Teoria de "métodos diretos”. 3. Refiamento e análises de estruturas.
a) mínimos quadrados para sistema de equações não-lineares.
b) método do gradiente conjugado. c) "Constraints" e "Restraints". d) análises de variâncias. 4. Métodos difratométricos e
câmaras de difração. 5. Fatores físicos e geométricos que afetam
a difração. Correção de absorção, polarização, Lorentz, etc. 6.
Algoritmos e programas de computação.
1. Conceitos básicos de conjunto, operação binária e grupo.
2. Propriedades de grupos e grupos abelianos. 3. Elementos de
simetria em duas e três dimensões para objetos finitos e infinitos. 4. Grupos pontuais. 5. Redes de bravais. 6. Grupos especiais.
7. Regras de Belov. 8. Simetria do padrão de difração, função
de Petterson, etc. 9. Representação matricial e transformação
de cela.
Especialidade III (Biologia Estrutural)
SFI 5845 Modelagem Molecular de Proteínas
SFI 5841 Estrutura e Função de Proteínas
SFI 5842 Evolução de Proteínas
Programa:
1.Conceitos básicos de estrutura de proteínas. 2.Similaridades e diferenças entre proteínas. 3.Similaridades e diferenças entre proteínas homólogas. 4.Alinhamento de sequências.
5.Métodos de previsão de estrutura secundária. 6.Métodos
de modelagem por homologia. a)métodos manuais; b)métodos semi-automáticos; c)métodos automáticos. 7.Métodos de
reconhecimento de enovelamentos - Threading. 8.Trocas de
domínios(Domanin Swapping).
1. Introdução a macromoléculas biológicas. 2. Propriedades
químicas dos aminoácidos. 3. Propriedades conformacionais
de uma cadeia polipeptídica e suas cadeias laterais. 4. Hierarquia da estrutura de proteínas-Estrutura primária, secundária,
terciária, quartenária. 5. Voltas e loops. 6. Motivos, padrões,
estruturas super-secundárias e domínios. 7. Enovelamentos. 8.
Qualidade em estrutura protéica. 9. Diagrama de ramachandran.
10. Simetria em estrutura oligomérica. 11. Exemplos: a) enzimas.
b) interação proteína/DNA. c) vírus. d) proteínas estruturais. e)
proteínas de membrana etc.
1. Introdução aos conceitos de evolução das espécies,
neutralismo e seleção natural. 2. Tipos de mutação. 3. Proteínas
homólogas, análogas, parólogas e ortológas, conceito de famílias e superfamílias. 4. Evolução ao nível de seqüência - alinhamento e construção de árvores filogenéticas e dendrogramas.
5. Evolução ao nível da estrutura terciária - plasticidade da
estrutura 3D. 6. Construção de filogenias a partir de estruturas.
7. Duplicação gênica, fusão e recombinação. 8. Introns e exons
- "Exon Shuffling” e estrutura de proteínas. 9. Evolução divergente e convergente. 10. Alguns exemplos.
Especialidade IV (Biologia Molecular)
SFI 5839 Biomoléculas: Estrutura e Função
SFI 5825 Introdução às Técnicas do DNA recombinante e
Biologia Molecular
SFI 5843 Sistemas para Expressão de Proteínas Heterólogas
SFI 5849 Purificação e Caracterização de Biomoléculas
Programa:
1. Célula e organelas: estrutura e função. 2. Propriedades
da água e interações não covalentes. 3. pH e sistemas tampões.
4. Lipídeos e membranas: principais classes; propriedades;
estrutura de membranas; lipídeos conjugados. 5. Carboidratos e
glicoconjugados mono, oligo e polissacarídeos: estrutura e função glicoconjugados: funções. 6. Aminoácidos e proteínas, propriedades dos aminoácidos, formação de cadeias polipeptídicas,
enovelamento e funções das proteínas, proteínas oligoméricas,
proteínas conjugadas, técnicas para isolamento e purificação. 7.
Expressão e transmissão da informação gênica, ácidos nucléicos:
estrutura química e composição, forças que estabilizam a estrutura do DNA, replicação, reparo e recombinação do DNA, transcrição e tradução da informação gênica, manipulação dos genes.
Tecnologias fundamentais: 1) Manipulação gênica: visão
geral (enzimas de restrição, PCR, clonagem e sequenciamento);
2) Southern, Northern e western Blot; 3); Transgenia Animal e
Vegetal; 4) Ferramentas de bioinformática; 5) Ferramentas aplicadas ao estudo da expressão gênica. Tecnologias avançadas: 1)
Genômica e proteômica; 2) Mutagênese; 3) Engenharia genética.
Introdução aos sistemas de expressão mais utilizados.
Critérios para escolha de um sistema de expressão. Expressão
de proteínas heterólogas em procariontes. Análise da estrutura
primária e expressão. A influência da utilização de códons na
expressão heteróloga. Estratégias para expressão de proteínas
em E. coli. Corpos de inclusão. Uso de moléculas carreadoras
(proteínas e peptídeos de fusão). Sistema de expressão livre de
células. Leveduras como sistema para produção de proteínas
heterólogas. Expressão heteróloga em plantas/algas. Expressão
de proteínas heterólogas em células de insetos. Expressão transiente em células de mamíferos.
1. A solubilidade das proteínas nos diferentes meios. 2.
Métodos de isolamento baseado na solubilidade das proteínas. 3. Cromatografias baseadas em tamanho molecular. 4.
Métodos de separação baseado na carga líquida da molécula.
5. Cromatografias baseada em propriedades hidrofóbicas. 6.
Cromatografias de afinidade. 7. Procedimentos de ultrafiltrações
e dialofiltrações. 8. Cromatografias automatizadas em abixa,
média e alta pressões. 9. Caracterização e critérios de homogeneidade de proteínas purificadas. 10. Análise do conteúdo em
aminoácidos e seqüenciamento de proteínas.
Especialidade V (Química Medicinal)
SFI5866 - Química Medicinal: Fundamentos do Planejamento de Fármacos
SFI5863 - Cinética Enzimática: Fundamentos e Aplicações
FFI0772 - Planejamento de Moléculas Bioativas
Programa:
Química Medicinal; Fundamentos em Química Orgânica;
Relações entre a Estrutura e Atividade: SAR; Estereoquímica
de Fármacos; Planejamento de Fármacos; Química Medicinal
Computacional; Relações Quantitativas entre a Estrutura e
Atividade: QSAR; QSAR 2D; QSAR 3D; Estudo de Propriedades
Farmacocinéticas: ADME/Tox; Triagens 2D e 3D de bases de
dados; Ensaio Virtual.
1. Planejamento de Fármacos através da Inibição Enzimática: descoberta e desenvolvimento de fármacos; a importância
dos inibidores enzimáticos na terapêutica inibidores enzimáticos
na pesquisa básica; forças envolvidas na formação de complexos
enzima-inibidor; seleção de enzimas-chave como alvos moleculares; validação de alvos moleculares:especificidade e seletividade; descoberta e otimização do composto-protótipo. 2. Cinética
Enzimática: enzimas; fundamentos da cinética enzimática; equação de Michaelis-Menten; ensaios enzimáticos: padronização e
validação de bioensaios; inibição enzimática: determinação do
tipo de inibição; mecanismo de reações; determinação experimental de constantes cinéticas; análise gráfica e estatística:
tratamento de dados cinéticos. 3. Inibição Enzimática Reversível:
tipos de inibidores reversíveis; mecanismo de inibição reversível;
exemplos de fármacos como inibidores enzimáticos reversíveis;
SAR e planejamento racional de inibidores reversíveis. 4. Inibição Enzimática Irreversível: mecanismo de inibição irreversível;
inibidores irreversíveis baseado no mecanismo: inativação de
enzimas; uso clínico de inibidores irreversíveis; exemplos de
inibidores enzimáticos irreversíveis; SAR e planejamento racional
de inibidores enzimáticos irreversíveis; classificação de inibidores baseada na estrutura/mecanismo.
Técnicas de planejamento molecular e a descoberta de
novas moléculas bioativas. 2. Identificação e otimização do composto-protótipo. 3. Similaridade química, diversidade estrutural
e atividade biológica. 4. Química medicinal computacional e o
planejamento de moléculas bioativas. 5. Relações Quantitativas
entre a Estrutura e Atividade (QSAR). 6. Planejamento racional
baseado na estrutura tridimensional do receptor biológico. 7.
Planejamento racional baseado na estrutura do ligante bioativo.
8. Fundamentos da cinética enzimática. 9. Planejamento racional de inibidores enzimáticos. 10. Padronização e validação de
bioensaios. 11. Determinação do tipo de inibição. 12. Estudo do
mecanismo de reações: determinação de valores de Ki e IC50.
13. Tratamento dos dados cinéticos: análise gráfica e estatística.
14. SAR e o planejamento racional de inibidores enzimáticos
reversíveis. 15. SAR e o planejamento racional de inibidores
enzimáticos irreversíveis.
Área de Conhecimento: Informática
Especialidade I (Instrumentação Eletrônica)
SFI 5788 Projetos Avançados com Microprocessadores
FFI0109 Introdução à Eletrônica
Programa:
Teoria: 1) Análise detalhada da arquitetura inteira; 2) Modos
de endereçamento, tipos de instruções; 3) Análise do uso do
ponto paralelo. Análise e uso de temporizadores D/A e A/D; 4)
Análise e programação de circuitos; 5) Análise detalhada de técnicas de programação em linguagem de máquina com enfoque
especial para preparação e utilização de circuitos periféricos,
análise de rotinas do monitor do SDM-9431. Laboratório: 1)
Exercícios de programação em linguagem de máquina com rotinas de interrupções, utilização de pilhas, chamadas de rotinas
do monitor, etc. 2) Exercícios de programação de ponto paralelo
e conversores D/A e A/D. 3. Elaboração de um projeto baseado
num microprocessador.
Circuitos de Corrente Contínua, Circuitos de Corrente Alternada, Filtros RC, Diodos e Retificadores, Reguladores de Tensão,
Transistores, Circuitos baseados em Amplificadores Operacionais, Circuitos Opto-eletrônicos, Circuitos com Transistores de
Efeito de Campo, Ruído, Amplificador Lock-In e Circuitos Lógicos.
Especialidade II (Arquitetura de Computadores)
SFI 5817 Arquiteturas Avançadas de Computadores
Programa:
Apresentar detalhadamente as principais arquiteturas
contemporaneas mais avançadas para um publico-alvo com
conhecimentos de arquitetura,com enfase em arquiteturas
paralelas.Avaliar criticamente as caracteristicas dos processadores de alto desempenho,identificando seus aspectos positivos
e negativos.Estudar com detalhes as arquiteturas a fluxo de
dados rotuladas,com enfase nas questões ainda nao respondidas desse modelo.Introduzir ferramentas de pesquisa em
arquitetura :simulação, emulação e modelamento.1.conceitos
arquitetonicos.1.1.modelo de von neuman,1.2.taxonomia
de processadores paralelos,1.3.medidas de desempenho
e paralelismo.2.arquiteturas paralelas.2.1.sistemas em
pipeline,2.2.sistemas simd(processor arrays),2.3.sistemas mimd
topologicos,2.4.sistemas mimd a fluxo de dados,2.5.sistemas
mimd sistolicos, 2.6.sistemas mimd de reducao,2.7.outras
arquiteturas mimd,2.8.sistemas distribuidos e sistemas
abertos.3.programação de arquiteturas paralelas.3.1.conceitos
de
programa
concorrente:monitores,redezvous,regioes criticas,etc,3.2.problemas em programa
concorrente,3.3.compilacao vetorizada delinguagens sequenciais, 3.4.linguagens paralelas:sisal,id,occam,etc., 3.5. algoritmos paralelos.4.simulação de sistemas.4.1.simulação
como ferramenta para pesquisa em arquitetura,4.2.modelo
de simulação:continuo,discreto,dirigido por tempo,dirigido
evento,4.3.interpretação de resultados de uma simulação de
uma arquitetura paralela.O curso proposto e a continuação
logica da disciplina sfi-802-introdução a arquitetura de computadores.seu objetivo e prover a formação avançada dos pósgraduandos interessados em física computacional.o dominio
de arquiteturas de computadores e importante para um físico
computacional, já que a física e,provavelmente,a maior coletividade usuaria de sistemas de alto desempenho. Avasta cama
de sistemas de alto desempenho e a especificidade de algumas
arquiteturas exige um sofisticado conhecimento arquitetônico
para a escolha do modelo mais adequado e esse tipo de formação que este curso pretende fornecer.
Especialidade III (Física Computacional em Estado Sólido)
SFI5817 - Arquiteturas Avançadas de Computadores
FCM0121 - Estado Sólido I
FFI0311 - Arquitetura de Computadores I
Programa:
1.conceitos
arquitetonicos.1.1.modelo
de
von
neuman,1.2.taxonomia de processadores paralelos,1.3.medidas
de desempenho e paralelismo.2.arquiteturasparalelas.2.1
.sistemas em pipeline, 2.2.sistemas simd(processor arrays),
2.3.sistemas mimd topologicos,2.4.sistemas mimd a fluxo
de dados,2.5.sistemas mimd sistolicos,2.6.sistemas mimd de
reducao,2.7.outras arquiteturas
mimd,2.8.sistemas
distribuidos
e
sistemas
abertos.3.programação de arquiteturas paralelas.3.1.conceitos
de
programa
concorrente:monitores,redezvous,regioes criticas,etc,3.2.problemas em programa
concorrente,3.3.compilacao vetorizada de linguagens sequenciais, 3.4.linguagens paralelas:sisal,id,occam,etc.,3.5. algoritmos
paralelos.4.simulação de sistemas.4.1.simulação como ferramenta para pesquisa em arquitetura,4.2.modelo de simulação:contin
uo,discreto,dirigido por tempo,dirigido evento,4.3.interpretação
de resultados de uma simulação de uma arquitetura paralela.
1.Modelo de Drude. 1.1 Gás clássico vs gás de elétrons
(validade da teoria cinética) 1.2 Resultados básicos: 1.2.1 Calor
específico
1.2.2 Condutividade elétrica (AC e DC) 1.2.3 Condutividade
térmica (lei de Fourier) 1.2.4 Lei de Wiedemann-Franz 1.3 Eletrodinâmica em metais: 1.3.1 Constante dielétrica 1.3.2 Oscilações
de plasma (modelo hidrodinâmico simples) 1.3.3 Absorção
(refletividade de metais:Drude edge) 1.4 Efeito Hall clássico e
magnetoresistência 1.4.1 Geometria experimental: voltagem
Hall e resistência longitudinal 1.4.2 Cálculo do coeficiente Hall e
a magnetoresistência (Drude) 1.5 Falhas e sucessos do modelo
de Drude. 2.Modelo de Sommerfeld 2.1 Propriedades do estado
fundamental 2.1.1 Elétrons em uma caixa quântica: solução da
equação de Schrödinger, condições de contorno periódicas e de
caixa infinita. 2.1.2 Energia do estado fundamental: princípio
da exclusão de Pauli, mar de Fermi, superfície de Fermi, relação
entre o vetor de onda de Fermi e a densidade de elétrons,
energia de Fermi, temperatura de Fermi, etc. em 3D (discutir
diferenças em 1D e 2D). 2.1.3 Densidade de Estados: 1D, 2D e
3D. 2.1.4 Pressão exercída pelo gás de Fermi à T=0 (comparar
com o cálculo clássico), compressibilidade e bulk modulus 2.2
Propriedade térmicas do gás de Fermi (T diferente de 0) 2.2.1
Revisão:estatística de Fermi-Dirac 2.2.2 Número total de elétrons
a T diferente de 0 e potencial químico (1,2 e 3D) 2.2.3 Argumento simples para o calor específico linear em T 2.2.4 Cálculo
formal da energia total e calor específico 2.3 Condutividade de
Sommerfeld (idêntica à de Drude - mostrar); efeito Hall e outras
propriedades de transporte não mudam (mesmas que Drude)
2.4 Falhas e sucessos do Modelo de Sommerfeld (comparações
com Drude). Necessidade da estrutura cristalina. 3.Rede Cristalina 3.1 Rede de Bravais 3.1.1 Definição (vetores primitivos) e
exemplos:redes cúbica simples (SC),cúbica de corpo centrado
(BCC). cúbica de face centrada (FCC), e hexagonal simples (HS)
ou triangular. 3.1.2 Número de coordenação, vizinhos próximos
3.1.3 Cela primitiva (também cela primitiva Wigner-Seitz) e unitária 3.1.4 Número de pontos por celas primitivas e unitárias 3.2
Estrutura cristalina: rede de Bravais + Base (discutir colméia em
detalhe) 3.3 Estruturas cristalinas importantes: diamante, grafite,
zinc-blend, estruturas close-packed (hcp e FCC), cloreto de sódio
e césio (discutir diferença: tamanho do átomos) etc. 3.4 Rede
bidimensionais: quadrada, retangular, triangular, retangular
centrada e oblíqua. Mencionar quasicristais. 4.Rede Recíproca
4.1 Onda plana com a periodicidade de uma rede de Bravais 4.2
Vetores primitivos 3D (discutir extensão das definições para 1D e
2D) 4.3 Rede recíproca da recíproca 4.4 Exemplos: recíprocas das
redes SC, BCC, FCC, e HS 4.5 Cela primitiva da rede recíproca (cf.
rede de direta) - 1ª zona de Brillouin 4.6 Teorema relacionando
familias de planos da rede direta (Bravais) e direções na rede
recíproca (demonstração e exemplos), distância inteplanar e
densidade de pontos da rede direta 4.7 Índices de Miller (notações diversas) e interpretação geométrica 5. Difração de Raios X
5.1 Noções Gerais do fenômeno de difração e tipos de feixe de
prova: neutrons, elétrons e raios X (determinação de estruturas,
redes magnéticas, espectro de fônons e magnons etc) 5.2 Formulação de Bragg 5.3 Formulação de von Laue (rede recíproca) 5.4
Equivalência das formulações de Laue e Bragg 5.5 Espalhamento
de raios X: 5.5.1 Expansão de Fourier da densidade de carga
eletrônica (periodicidade componentes da rede recíproca) 5.5.2
Cálculo aproximado da amplitude de espalhamento (dedução
da condição de difração) 5.5.3 Construção de Ewald ( também
para difração de elétrons) 5.5.4 Planos de Bragg no espaço
recíproco (zonas de Brillouin) 5.5.5 Métodos de Laue, cristal
girante, e Debye Scherrer (pó). 5.6 Fator de estrutura e fator de
forma atômico 5.6.1 Regras de seleção para raios X 5.7 Cálculo
do fator de estrutura para redes NaCl e zincblende ( enfatizar
diferentes escolhas para a base) 6. Vibrações da rede cristalina
6.1 Cristal monoatômico unidmensional: caso clássico 6.2
Equação de movimento (conexão com um sistema de N massas
acoplado via molas), modos normais e espectro de frequência
6.3 Condições de contorno periódicas e 1ª zona de Brillouin 6.4
Relação de dispersão (gráfico), velocidade de grupo e limite de
longo comprimentos de onda (som) 6.5 Esboço dos modos de
vibração e conexão com reflexão de Bragg no limite 6.6 Cristal
diatômico unidimensional: base ("massas ou molas" diferentes)
6.6.1 Relação de dispersão, ramos óticos e acústicos, enfatizar
gap de frequências 6.6.2 Esboço dos modos de vibração dos
átomos da base para pontos no centro e na borda da 1ª zona
de Brillouin 6.7 Cristais 3D: discussão qualitativa (vários ramos
óticos e acústicos - transversais e longitudianais) 6.8 Cristal
quântico 6.8.1 Solução do Hamiltoniano harmônico (sistema de
N massas acopladas por molas idênticas) via operadores criação
e destruição para os modos k. 6.8.2 Quantização das vibrações
da rede: conceito de Fônons (analogia com fótons) 6.9 Propriedades térmicas: calor específico 6.9.1 Cristal Clássico (Lei de
Dulong-Petit) 6.9.2 Cristal quântico: modelo de Einstein e Debye,
singularidades na densidade de modos. 7.Energia de coesão 7.1
Interação de van de Waals (dipolo-dipolo) 7.1.1 Modelo simples
dos osciladores harmônicos com cargas; energia do estado
fundamental 7.1.2 Potencial de Lennard Jones (6-12), discutir
gráfico, parâmetros, aplicações para sólidos de gases nobres
(parâmetro de rede e energia de coesão) 7.2 Cristais iônicos
7.2.1 Energia Eletrostática ou energia de Madelung (modelos
simples) 7.2.2 Constante de Madelung 7.3 Metais (ligação
metálica) 7.3.1 Modelo simples para a coesão em metais (contribuição de Hartree e auto energia; mencionar troca e correlação)
7.4 Semicondutores (ligação convalente) - aspectos qualitativos
8.Teoria de Bandas 8.1 Argumento simples para a formação de
gaps em estruturas periódicas (reflexão de Bragg) 8.2 Aproximação de elétrons quase livres: equação central 8.2.1 Solução
da equação central próximo a planos de Bragg (abertura de gap
e gráficos) 8.2.2 Teorema de Bloch (discutir parte periódica da
função de onde de Bloch) 8.2.3 Esquemas de zona reduzido,
estendido e periódico (gráficos) 8.2.4 Rede vazia - conexão entre
periodicidade e bandas de energia no modelo de Sommerfeld
[ diagrama de bandas (spaguetti diagrams) e pontos de alta
simetria na 1ª zona de Brillouin] 8.2.5 Números de orbitais em
uma banda: metais e isolantes 8.3 Noções básicas do método
tight binding 1D (aplicação para uma rede linear: massa efetiva,
largura de banda, transição metal isolante, noções básicas de
transporte na teoria de bandas: oscilações de Bloch) 8.4 Tight
binding vs aproximação de elétrons quase livres (contrastes).
Introdução Histórica à Arquitetura de Computadores. Definições de Arquitetura e Organização de Computadores. –Máquina
de von Neumann. RISC (Reduced Instruction Set Computer),
CISC (Complex Instruction Set Computer) e princípios de design
de computadores. Princípios de compilação de programas.
Representações de números inteiros. Aritmética de Inteiros.
Representações de números reais e padrão IEEE 754. Aritmética
de Ponto Flutuante. Conjunto de Instruções. Tipos de dados.
Modos de endereçamento. Estrutura e função da CPU (Unidade
de Processamento Central). Ciclo de instruções e introdução aos
pipelines. Introdução às linguagens montadoras.
Área de Conhecimento: Biofísica Molecular e Espectroscopia
Especialidade I (Estrutura de Macromoléculas)
SFI5825 - Introdução às Técnicas de DNA recombinante e
Biologia Molecular
SFI5839 - Biomoléculas: estrutura e função
Programa:
Tecnologias fundamentais: 1) Manipulação gênica: visão
geral (enzimas de restrição, PCR, clonagem e sequenciamento);
2) Southern, Northern e western Blot; 3); Transgenia Animal e
terça-feira, 29 de janeiro de 2013
Vegetal; 4) Ferramentas de bioinformática; 5) Ferramentas aplicadas ao estudo da expressão gênica. Tecnologias avançadas: 1)
Genômica e proteômica; 2) Mutagênese; 3) Engenharia genética.
1. Célula e organelas: estrutura e função. 2. Propriedades
da água e interações não covalentes. 3. pH e sistemas tampões.
4. Lipídeos e membranas: principais classes; propriedades;
estrutura de membranas; lipídeos conjugados. 5. Carboidratos e
glicoconjugados mono, oligo e polissacarídeos: estrutura e função glicoconjugados: funções. 6. Aminoácidos e proteínas, propriedades dos aminoácidos, formação de cadeias polipeptídicas,
enovelamento e funções das proteínas, proteínas oligoméricas,
proteínas conjugadas, técnicas para isolamento e purificação. 7.
Expressão e transmissão da informação gênica, ácidos nucléicos:
estrutura química e composição, forças que estabilizam a estrutura do DNA, replicação, reparo e recombinação do DNA, transcrição e tradução da informação gênica, manipulação dos genes.
Especialidade II (Técnicas e Modelos Biofísicos)
SFI5854 Termodinâmica de Sistemas Biológicos
SFI5879 Ressonância Paramagnética Eletrônica: Fundamentos e Aplicações
Programa:
1. Cinética da interação com ligantes. Reações unimoleculares; reações biomoleculares; mecanismos de Michaelis-Menten;
cinética de estados em equilíbrio; princípios termodinâmicos de
cinéticas de relaxação; caso da ribonuclease. 2. Regulação da
atividade biológica. Enzimas alostéricas; modelo WMC; hemoglobina. 3. Termodinâmica molecular. Mecanismos moleculares:
potenciais moleculares e interações eletrostática; estabilização
das interações em macromoléculas: estrutura de proteínas e
estrutura de ácidos nucléicos; simulação de estruturas macromoleculares: minimização de energia, dinâmica molecular, entropia,
efeito hidrofóbico. 4. Estatística configuracional de cadeias poliméricas. Cálculo de propriedades dependentes da conformação;
a cadeia "rando-walk"; a cadeia com rotação livre; cálculos
para polipeptídeos. 5. A transição "helix-coil". Tratamento termodinâmico da transição; funções de partição para o equilíbrio
conformacional; o modelo do ziper; método da função de partição. 6. Enovelamento de proteínas. Transições conformacionais;
obtenção dos parâmetros termodinâmicos: modelo de dois estados; estudos de equilíbrio; estudos cinéticos; interpretação de
cinética bifásica. 7. Transições estruturais em ácidos nucléicos.
Comparação com os estudos em proteínas; estrutura e estabilidade de cadeias simples; equilíbrio entre cadeias simples e
duplas; flutuações estruturais; transições "premelting" em DNA.
Tópicos modernos de físcio-química biológica.
1. Fundamentos da Ressonância Paramagnética Eletrônica
2. Interações magnéticas em sistemas de spin 3. Tensor giromagnético: determinação experimental, teoria geral, cálculo para
sistemas simples 4. Interação hiperfina isotrópica e anisotrópica
5. Aspectos experimentais de RPE 6. RPE pulsado 7. Aplicações
em Física, Química e Biologia.
Especialidade III (Biologia Molecular Estrutural)
FFI0710 - Biologia Molecular e Celular II
SFI5843 - Sistemas para expressão de proteínas heterólogas
Programa:
1. Introdução à Biologia Celular: importância da Biologia
Celular para o entendimento de processos biológicos (desenvolvimento por ex.) e suas aplicações. 2. Componentes químicos
da célula: uma introdução às macromoléculas. 3. Núcleo e
cromossomos: Estrutura do núcleo, nucléolo, biossíntese e
processamento de RNAr. Organização da cromatina. Cromossomos. 4. Biomembranas e parede celular: estrutura, funções e
propriedades. 5. Transporte através de membranas: princípios do
transporte, proteínas carreadoras, canais iônicos. 6. Mitocôndrias
e cloroplastos: estrutura, funções e propriedades. Respiração
celular e fotossíntese. Organização do genoma mitocondrial e
cloroplastidial. 7. Compartimentos intracelulares e transporte:
distribuição de proteínas, transporte vesicular, rotas secretoras
e endocíticas. 8. Comunicação celular: princípios gerais de
sinalização celular. 9. O citoesqueleto: filamentos intermediários,
microtúbulos e filamentos de actina. 10. Divisão celular; controle
do ciclo celular e morte celular.
Expressão de proteínas heterólogas em procariontes. a)
vetores de expressão; b) subclonagem e verificação dos transformantes; c) estabelecimento de um protocolo para expressão;
d) expressão usando proteínas e peptídeos de fusão; e) técnicas
para identificação e quantificação dos níveis de expressão e
fatores que afetam a expressão; f) sistemas de expressão comerciais mais utilizados. 2. Sistemas para expressão de proteínas
heterólogas em eucariontes. a) vantagens x desvantagens do sistema eucarionte; b) pichia pastoris como sistema de expressão:
secreção ou expressão intracelular; c) transformação de células
vegetais: seu potencial uso como um sistema de expressão; d)
expressão em baculovírus; e) expressão transiente em células de
mamíferos; f) expressão constitutiva em células de mamíferos.
Especialidade IV (Nanotecnologia Aplicada à Medicina)
FFI0780 - Biomateriais e Biossensores
SFI5881 - Imobilização de Proteínas e Design de Biossensores
Programa:
Biomateriais naturais e artificiais . Biopolímeros e polímeros
em biotecnologia. Polímeros em medicina (implantes, entrega
controlada de drogas, etc.) Biocompatibilidade, biodegradabilidade e toxidez. Princípios e aplicações de métodos ópticos,
elétricos e eletroquímicos para a fabricação de biosensores.
Materiais e métodos usados na fabricação de biosensores.
Aplicação de sensores em medicina e biotecnologia. Tecnologia
de sensores para detecção de compostos orgânicos, gases
poluentes, herbicidas e pesticidas. Aplicações em engenharia
ambiental.
Introdução a Biomoléculas de Interesse Tecnológico. Mecanismos de Imobilização de Biomoléculas. Técnicas de Imobilização. Dispositivos Bioanalíticos. Design de sensores e biossensores. Métodos de detecção e transdução: ópticos, elétricos e
eletroquímicos. Aplicação de sensores em medicina: Sensores
enzimáticos e imunossensores.
DEPARTAMENTO DE FÍSICA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS –
Conjunto de Disciplinas:
1) FCM0150 – Física Moderna I e FCM0151 – Física
Moderna II
1. Relatividade especial: fundamentação, cinemática e
dinâmica; 2. Interação da radiação com a matéria: espectro,
absorção e espalhamento; 3. Radiação térmica: fundamentos
experimentais e teorias clássica e quântica; 4. Primórdios da
teoria quântica: efeito fotoelétrico, calor específico e efeito
Compton; 5. Átomo: espectroscopia e modelos de Thompson e
Bohr; 6. Ondas e partículas: visão clássica, de Broglie e princípio
da incerteza; 7. Equação de Schrödinger: a equação, partícula
livre e potenciais caixa; 8. Aspectos gerais de sistemas mais
complexos: oscilador harmônico e átomos de Hidrogênio e
com mais elétrons; 9. Mecânica Estatística: distribuições de
Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein e Fermi-Dirac; 10. Estrutura
da matéria: estrutura eletrônica de moléculas e sólidos; 11.
Núcleos: estrutura nuclear, radioatividade, reações nucleares; 12.
Partículas Elementares: propriedades, simetrias, modelo padrão.
2) FCM0114 - Eletromagnetismo I e FCM0117 - Eletromagnetismo II
1. Eletrostática: lei de Coulomb, potencial eletrostático, lei
de Gauss, expansão multipolar. 2. Métodos matemáticos: equações de Poisson e Laplace, soluções e condições de contorno,
método das imagens. 3. Meios dielétricos: polarização, susceptibilidade elétrica, condiçõoes de contorno. 4. Corrente elétrica:
equação de continuidade, lei de Ohm, correntes estacionárias
e seus campos magnéticos. 5. O campo magnético: indução
magnética, leis de Biot-Savart e Ampère, potencial vetorial
magnético, fluxo magnético. 6. Magnetização: campo magnético
de um material magnético, susceptibilidade e permeabilidades
magnéticas, condições de contorno. 7. Indução eletromagnética:
o fenômeno da indução, auto-indutância, aplicações. 8. Equações de Maxwell: formulação de Maxwell do eletromagnetismo,
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