Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia - Disciplina BIO12007-Biologia Molecular Básica

Carga horária semanal: 4 horas/aula (2 horas/aula teóricas e 2 horas/aula teórico-práticas)

Estrutura de ácidos nucléicos. Organização gênica em procariotos e em eucariotos. Elementos genéticos móveis. Replicação de DNA. Síntese e processamento de RNA. Código genético e síntese de proteínas. Controle da expressão gênica em procariotos e em eucariotos. Introdução às técnicas de Biologia Molecular.

A disciplina tem por objetivo proporcionar aos alunos o aprendizado dos conceitos básicos de Biologia Molecular, dando, na parte teórica da disciplina, noções básicas sobre a estrutura dos ácidos nucléicos e desenvolvendo, com maior detalhamento, os aspectos relacionados a sua organização e funcionalidade, tanto em células procarióticas como em células eucarióticas. A disciplina visa também a familiarizar os alunos com as metodologias experimentais básicas utilizadas em Biologia Molecular, a partir do oferecimento de atividades práticas associadas a subsídios teóricos. É dada ênfase à aplicabilidade destas metodologias na solução de problemas em diferentes áreas das Ciências Biológicas.

i) Proporcionar aos alunos o conhecimento básico dos processos moleculares de armazenamento, transmissão e expressão da informação genética;

ii) Desenvolver nos alunos a capacidade de interpretar processos biológicos em nível molecular;

iii) Proporcionar aos alunos o conhecimento a respeito de técnicas básicas de Biologia Molecular e da sua aplicabilidade;

iv) Desenvolver nos alunos as habilidades necessárias à execução de técnicas de Biologia Molecular;

v) Capacitar os alunos para a análise e interpretação de resultados de experimentos que utilizam técnicas de Biologia Molecular;

vi) Desenvolver nos alunos a capacidade de planejar e utilizar abordagens moleculares para a elucidação de processos biológicos.

De acordo com o número de vagas oferecido em função da disponibilidade de tutores a cada semestre, os alunos poderão optar por cursar a disciplina pelo método tradicional ou pelo método tutorial.

No método tradicional, as aulas teóricas serão ou de caráter expositivo, com projeção de slides e transparências, ou desenvolvidas a partir da discussão de situações problema cujas soluções dependam da aplicação de técnicas de Biologia Molecular. Estas situações problema serão selecionadas pelos professores e distribuídas aos alunos, organizados em grupos, de acordo com as suas respectivas áreas de interesse. O conteúdo teórico-prático será centrado na apresentação, execução e discussão de metodologias básicas de manipulação de ácidos nucléicos, incluindo:

i) técnicas para extração de DNA e de RNA de células procarióticas e eucarióticas;

ii) preparação e clivagem de DNA plasmidial de E. coli com endonucleases de restrição;

ix) Metodologias para a produção de organismos geneticamente modificados e suas aplicações.

No método tutorial será oferecido a um número limitado de alunos, definido de acordo com a disponibilidade de tutores a cada semestre. Os alunos que cursarão a disciplina pelo método tutorial serão sorteados dentre os interessados no primeiro dia de aula. Estes alunos ficarão sob a responsabilidade de tutores, que serão alunos de Mestrado ou Doutorado do Curso de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular da UFRGS. Cada tutor, responsável por 2 (dois) ou, no máximo, 3 (três) alunos, abordará o mesmo conteúdo teórico-prático da disciplina definido acima, mas no contexto do desenvolvimento do trabalho de pesquisa no(s) laboratório(s) onde atua. Com esse método, pretende-se proporcionar aos alunos interessados, além do conhecimento básico mínimo previsto para o método tradicional, uma vivência mais concreta da rotina de laboratórios que trabalham com Biologia Molecular. Para tanto, espera-se dos alunos que optarem pelo método tutorial um real interesse pela Biologia Molecular, a ser manifestado na assiduidade aos encontros teórico-práticos com os tutores, na leitura prévia dos textos recomendados e na participação efetiva nas atividades propostas.

Tanto o método tradicional como o tutorial incluirão, nos períodos de aula teórico-prática imediatamente anteriores a uma prova de avaliação, aulas de revisão do conteúdo teórico e teórico-prático da disciplina. Nestas aulas, os assuntos previamente abordados na disciplina serão rediscutidos com os alunos, com base nas próprias dúvidas e considerações manifestadas por eles.

Semana	Tópico
1	Apresentação da disciplina e definição de vagas para o método tutorial
2	Estrutura e propriedades dos ácidos nucléicos
3	Organização gênica em procariotos e elementos genéticos móveis
4	Organização gênica em eucariotos
5	Síntese de DNA (replicação) I
6	Síntese de DNA (replicação) II
7	Síntese de RNA (transcrição)
8	Processamento de RNA
9	Prova de avaliação I
10	Código genético e síntese de proteínas (tradução) I
11	Síntese de proteínas (tradução) II
12	Controle da expressão gênica I
13	Controle da expressão gênica II: procariotos
14	Controle da expressão gênica III: eucariotos
15	Prova de avaliação II
16	Prova de recuperação da avaliação I
17	Prova de recuperação da avaliação II

Semana	Tópicos
1	Metodologias para extração de ácidos nucléicos
2	Enzimas para manipulação de ácidos nucléicos
3	Clivagem de DNA com endonucleases de restrição e análise eletroforética de DNA
4	Vetores e metodologias básicas de clonagem molecular e visualização de eletroforese em gel de agarose de produtos de clivagem com endonuclease de restrição.
5	Transformação genética de bactérias e metodologias para a seleção de transformantes e recombinantes
6	Bibliotecas genômicas e de cDNA e triagem de bibliotecas para seleção de recombinantes de interesse
7	Análise de seqüências clonadas: mapeamento com endonucleases de restrição e técnicas de hibridização de ácidos nucléicos
8	Clonagem e subclonagem em vetores de expressão para produção de proteínas recombinantes
9	Reação em cadeia da polimerase (PCR)
10	Análise eletroforética de produtos de amplificação e aplicações da metodologia de PCR
11	Sequenciamento de DNA
12	Sequenciamento e análise de genomas
13	Transgenia e organismos geneticamente modificados
14	Aplicações biotecnológicas de organismos transgênicos

(i) O mesmo sistema de avaliação será aplicado aos alunos do método tradicional e aos do método tutorial.

(ii) O sistema de avaliação constará de 2 (duas) provas regulares (AVI e AVII), a serem realizadas após o final de cada uma das duas áreas da disciplina, e 2 (duas) provas de recuperação, a serem realizada no final do semestre.

(iii) Cada prova será constituída por um total de 5 (cinco) questões, cada uma delas referindo-se a um tópico diferente, dentre os abordados em cada área. Das 5 (cinco) questões constantes em cada prova, 4 (quatro) serão correspondentes ao conteúdo tratado nas aulas teóricas e 1 (uma) será correspondente ao conteúdo tratado nas aulas teórico-práticas. Cada questão valerá 2 (dois) pontos, o que determinará um valor total para a prova de 10 (dez) pontos.

(iv) Será considerado aprovado na disciplina o aluno que obtiver um nível de aproveitamento igual ou superior a 60% (sessenta por cento), o que corresponde a uma média aritmética das notas de cada uma das áreas igual ou superior a 6 (seis). A fórmula para cálculo da média aritmética é a seguinte: M = (AVI + AVII)/2, onde M é a média aritmética e AVI e AVII são as notas obtidas nas avaliações da primeira e da segunda áreas, respectivamente.

(v) Àqueles alunos que não alcançarem uma média aritmética de no mínimo 6 (seis), será facultada a realização das provas de recuperação.

(vi) A(s) nota(s) obtida(s) na(s) prova(s) de recuperação realizada(s) pelo aluno substituirá(ão) a(s) nota(s) da(s) área(s) correspondente(s) da avaliação regular.

(vii) O conceito final será atribuído com base na média aritmética das notas obtidas nas provas regulares (AVI e AVII), considerando-se o(s) resultado(s) da(s) recuperação(ões) (ver item vi), quando for o caso.

(ix) Em caso de necessidade, conforme definido nas normas do Regimento Geral da Universidade (disponível em www.ufrgs.br), poderá ser realizada uma prova de segunda chamada.

7. BIBLIOGRAFIA

ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da Célula 4^a ed. Porto Alegre, Editora Artes Médicas, 2004.

BROWN, T. A. Clonagem Gênica e Análise de DNA. 4ª ed. Porto Alegre, Artmed, 2003.

MICKLOS, D. A.; FREYER, G. A. & CROTTY, D. A. A Ciência do DNA. 2^a ed. Porto Alegre, Artmed, 2005.

VOET, D. & VOET, J. G. Bioquímica 3^aed. Parte 2: A expressão e a transmissão da informação genética. Porto Alegre, Artmed, 2006.

ZAHA, A. et al. Biologia Molecular Básica. 3ª ed. Porto Alegre, Editora Mercado Aberto, 2003.

GIBSON, G. & MUSE, S. V. A primer of genome science. Sunderland, Sinauer Associates, Inc., 2002.

LODISH, H. et al. Molecular Cell Biology 4^th Ed. New York, W. H. Freeman and Co., 2000.

STRACHAN, T. & READ, A. P. Genética Molecular Humana. Porto Alegre, Artmed, 2002.

WOLPERT, L. et al. Princípios de Biologia do Desenvolvimento 3a ed. Porto Alegre, Artmed, 2008.

BROWN, T. A. Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction 5^th Ed.. Blackwell Scientific, 2006.

SAMBROOK, J. & RUSSEL, D. W. Molecular Cloning – A Laboratory Manual 3^rd ed. Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001.

Conceito	Média aritmética
A	9,0 a 10
B	7,5 a 8,9
C	6,0 a 7,4
D	Inferior a 6,0
FF	Frequência insuficiente à disciplina (menor que 75%).

Tópico

Controle da expressão gênica II: procariotos

Tópicos

Média aritmética

7. BIBLIOGRAFIA