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
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.
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.
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.
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.
LEWIN, B. Genes IX. Jones and
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.
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
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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.