Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Biociências

Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia

 

 

Programa/cronograma da disciplina para 2012/1

Roteiro para elaboração de resumos

Páginas da Internet recomendadas

 

PLANO DE ENSINO

 

1. IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA

Código: BIO12814

Nome: Organização e Controle da Expressão Gênica

Curso: Ciências Biológicas – Ênfase Molecular, Celular e Funcional (346-03)

Pré-requisito: BIO12007 - Biologia Molecular

Carga horária semanal: 4 horas/aula

Carga horária total: 60 horas/aula

Número de créditos: 04

Número de vagas: 12

Número de turmas: 01

Local de atendimento aos alunos: Departamento de Biologia Molecular e Biotecnologia, Prédio 43-421, Campus do Vale.

 

2. SÚMULA

Organização gênica em procariotos. Estrutura de genes procarióticos. Diferentes mecanismos de regulação gênica em procariotos. Organização gênica em eucariotos. Estrutura de genes eucarióticos. Organização da cromatina. Diferentes mecanismos de controle da expressão gênica em eucariotos.

 

3. OBJETIVOS

 

3.1 Objetivos gerais    

            A disciplina visa proporcionar aos alunos o aprendizado da estrutura e da organização dos genes em organismos procarióticos e eucarióticos, dando ênfase ao papel funcional das mesmas nos diferentes mecanismos de controle da expressão gênica.  A disciplina aborda os mecanismos de regulação gênica dentro de um contexto celular e de organismo, correlacionando-os com processos e sistemas mais complexos, como o de regulação de rotas metabólicas e os processos de diferenciação celular e desenvolvimento. A disciplina visa também desenvolver nos alunos a capacidade de leitura e compreensão de artigos científicos correlacionados com o conteúdo desenvolvido, dando especial atenção à aplicabilidade destes conhecimentos para a solução de problemas em diferentes áreas da biologia.

 

3.2 Objetivos específicos

            -Proporcionar aos alunos o conhecimento da estrutura e da organização dos genes em genomas de organismos procaróticos e eucarióticos;

            -Proporcionar aos alunos o desenvolvimento de uma noção funcional dos padrões estruturais e organizacionais discutidos, permitindo uma compreensão clara dos diferentes mecanismos de regulação da expressão gênica em procariotos e eucariotos;

            -Desenvolver nos alunos a capacidade de relacionar mecanismos individuais de regulação da expressão gênica com processos mais complexos de diferenciação celular e desenvolvimento;

            -Desenvolver nos alunos a capacidade de leitura e compreensão de artigos científicos atualizados, correlacionados com o conteúdo programático da disciplina;

            -Desenvolver nos alunos a capacidade de analisar e interpretar resultados de experimentos que utilizam técnicas de Biologia Molecular e de utilizar uma abordagem molecular para a solução de problemas nas diferentes áreas das Ciências Biológicas.

 

 

 

4. PROGRAMA

1. Organização gênica em procariotos

            1.1 Organização dos genes no cromossomo bacteriano

            1.2 Elementos genéticos móveis

                        1.2.1 Plasmídeos

                        1.2.2 Bacteriófagos

                        1.2.3 Elementos transponíveis

            1.3 Estrutura dos genes de procariotos

                        1.3.1 Operons

                        1.3.2 Seqüências reguladoras

                                    1.3.2.1 Promotores

                                    1.3.2.2 UAS ("upstream activating sequences")

                                    1.3.2.3 Seqüências para terminação de transcrição

2. Organização gênica em eucariotos

            2.1 Diferentes classes de seqüências em genomas eucarióticos

                        2.1.1 Seqüências altamente repetidas

                        2.1.2 Seqüências medianamente repetidas

                        2.1.3 Seqüências únicas

            2.2 Organização dos genes interrompidos

            2.3 Organização de famílias de genes

            2.4 Estrutura dos genes eucarióticos

                        2.4.1 Seqüências reguladoras

                                    2.4.1.1 Promotores

                                    2.4.1.2 Reforçadores ("enhancers")

                                    2.4.1.3 Seqüências localizadas a montante do promotor

                                    2.4.1.4 Seqüências localizadas na região 3' não-traduzida

                                    2.4.1.5 Região controladora de lócus (LCR)

3. Organização da cromatina eucariótica

            3.1 Estrutura da cromatina

            3.2 Aspectos funcionais da cromatina

4. Controle da expressão gênica em procariotos

            4.1 Regulação em nível de transcrição

                        4.1.1 Ativação e repressão

                        4.1.2 Regulação por atenuação

            4.2 Regulação pós-transcricional

            4.3 Regulação por RNA anti-senso

5. Controle da expressão gênica em eucariotos

            5.1 Regulação em nível de transcrição

                        5.1.1 Sinais de ativação de transcrição

                        5.1.2 Fatores gerais de transcrição e motivos estruturais de ligação a seqüências reguladoras

                        5.1.3 Fatores de transcrição específicos

                        5.1.4 Ativadores, co-ativadores e repressores

            5.2 Regulação da expressão de famílias multigênicas

            5.3 Regulação pós-transcricional

                        5.3.1 "Splicing" alternativo

                        5.3.2 Poliadenilação

                        5.3.3 Estabilidade do RNA e transporte para o citoplasma

            5.4 Regulação em nível de tradução

6. Regulação gênica no desenvolvimento

 

5. PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS

            As aulas serão centradas na discussão de textos selecionados de livros e/ou de periódicos científicos atualizados. As discussões serão precedidas de uma curta introdução expositiva do tema proposto, por parte do professor, eventualmente fazendo uso de recursos visuais (projeção de diapositivos e/ou transparências). Durante as discussões será enfatizada a correlação entre estrutura, organização e função dos genes e a importância destes conhecimentos para o desenvolvimento de diferentes áreas das Ciências Biológicas. Durante as discussões, serão propostas situações problema, para as quais os alunos devem oferecer soluções, baseados nos conhecimentos previamente adquiridos na disciplina.  Ao longo do semestre, alguns dos temas propostos poderão ter a apresentação preliminar e a condução da discussão assumida por parte dos próprios alunos.

 

6. SISTEMA DE AVALIAÇÃO:

O conceito final será baseado no desempenho dos alunos nas discussões dos temas propostos em aula e nas apresentações e discussões dos seminários a serem realizados no final do semestre. Espera-se, de cada aluno, a leitura prévia dos textos recomendados e uma participação ativa em todas as discussões, tanto nas aulas regulares como nas destinadas aos seminários. Serão considerados aprovados aqueles alunos que, nas discussões e seminários, demonstrarem domínio no mínimo razoável dos temas propostos. Quanto aos seminários, espera-se que os alunos demonstrem empenho no trabalho de pesquisa bibliográfica para a elaboração dos mesmos e que os apresentem e conduzam as respectivas discussões com clareza e segurança.

Na avaliação, a participação individual de cada aluno nas discussões dos temas propostos em aula representará 40% do conceito final. O desempenho na apresentação do próprio seminário e nas discussões referentes aos seminários apresentados por outros alunos corresponderá aos restantes 60% do conceito final. A freqüência às aulas destinadas às discussões e apresentação de seminários é obrigatória e um índice de freqüência inferior a 75% reprova automaticamente o aluno (conceito FF). A relação entre desempenho na disciplina (incluindo as avaliações das discussões em aula e do desempenho na apresentação e discussão de seminários) e conceitos é definida pela tabela abaixo:

 

Nível de aproveitamento médio percentual

Conceito

90% a 100%

A

75% a 89%

B

60% a 74%

C

Aproveitamento inferior a 60%

D

Freqüência insuficiente à disciplina (menor que 75%)

FF

 

 

7. BIBLIOGRAFIA

 

7. 1 Bibliografia básica

ALBERTS, B. et al. Biologia Molecular da Célula 4a ed. Porto Alegre, Artmed, 2004.

ALBERTS, B. et al. Fundamentos da Biologia Celular. Porto Alegre, Artmed, 1999.

LEWIN, B. Genes VII. Porto Alegre, Artmed, 2001.

LODISH H., BERK A. , KAISER C. A. , KRIEGER M. , SCOTT M. P. , BRETSCHER A. , PLOEGH H. AND MATSUDAIRA P. Molecular Cell Biology. 6th. Edition, W.H.Freeman & Co Ltd, 2007.

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

WATSON, J. D. et al. Biologia Molecular do Gene, 5a ed. Artmed, 2006.

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

 

7.2 Bibliografia complementar

BROCK, T. D.; MADIGAN, M. T.; MARTINKO, J. M. & PARKER, J. Biology of Microorganisms. Englewood Cliffs, Prentice-Hall International, Inc., 1994.

BROWN, T. A. Genomes 3. Londres, Garland Science, 2006.

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

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

GILBERT, S. F. Developmental Biology 5th ed. Sunderland, Sinauer Associates, Inc., 1997.

JOSET, F. & GUESPIN-MICHEL, J. Prokaryotic genetics. Genome organization, transfer and plasticity. London, Blackwell Scientific Publications, 1993.

LEWIN, B. Genes IX. Jones and Bartlett Publishers, 2007.

LODISH, H. et al. Molecular Cell Biology 3rd ed. New York, W. H. Freeman and Co., 1995

MICKLOS, D. A.; FREYER, G. A. & CROTTY, D. A. DNA Science – A First Course. 2rd ed. Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2003.

NEIDHARDT, F. C. et al. Phisiology of the Bacterial Cell: a Molecular Approach. Sunderland, Sinauer Associates, Inc., 1990.

PTASHNE, M. A genetic Switch: phage l and Higher Organisms 2nd ed. Harvard University Press, 1992.

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

SNYDER, L. & CHAMPNESS, W. Molecular Genetics of Bacteria. Washington, D. C., ASM Press, 1997.

VOET et al. Fundamentos de Bioquímica. Porto Alegre, Artmed, 2000.

WOLPERT, L. et al. Princípios de Biologia do Desenvolvimento. Porto Alegre, Artmed, 2000.