| Nome |
Regulação e Diferenciação |
| Página Web |
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| Departamento |
DBV |
| Prof Responsável |
Rita Zilhão |
| Posição em cursos |
Mestrado em Biologia Molecular e Genética, 1º ano, 2 º sem, Obrigatória |
| Créditos |
Aula teóricas 1h - 2 ECTS
Aulas práticas 22,5 h sem - 0,5 ECTS
Aulas teórico-práticas 10,5h - 0,5 ECTS
Total 3 ECTS
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| Pré-requisitos |
Os alunos já deverão ter adquirido os conhecimentos moleculares e celulares básicos, em disciplinas de carácter mais fundamental como, Bioquímica, Genética e Biologia Molecular, Engenharia Genética, Genética de Procariotas e Genética de Eucariotas. Para além de todos os conceitos relativos à expressão génica, tópicos como os da divisão celular, células estaminais, diferenciação e desenvolvimento, comunicação celular, vias de transdução de sinal, adesão intercelular e reprogramação molecular, já abordados noutras disciplinas, serão aqui desenvolvidos numa óptica integrativa, em articulação com processos biológicos específicos de regulação génica e celular, estabelecendo comparações, tanto quanto possível, entre bactérias e organismos mais complexos.
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| Fundamentação e objectivos |
A regulação génica, permite à célula controlar a sua estrutura e função e é a base para a diferenciação celular e morfogénese, bem como para a versatilidade e adaptatibilidade de qualquer organismo ou célula ao ambiente em que se encontra. O controlo molecular exercido a nível da expressão dos genes resulta em alterações na quantidade e/ou momento em que os genes são expressos. A expressão génica diferencial de conjuntos de genes, em células com o mesmo genótipo, leva à produção de proteínas específicas, características de um estádio particular do desenvolvimento, ou de determinado tipo de célula diferenciada. Durante a expressão génica, são várias as etapas sujeitas a regulação, designadamente, modificação química e estrutural do DNA ou cromatina, transcrição, tradução, modificação pós-transcricional, transporte de RNA, degradação de RNA e modificações pós-traducionais.
Nos últimos anos, verificou-se um enorme progresso conceptual e tecnológico, associado a uma grande interdisciplinariedade, na área da regulação da expressão génica, tendo aumentado também o número de processos e modelos biológicos estudados.
O programa da disciplina de Regulação e Diferenciação engloba dois temas gerais: a hematopoiese e a interacção agente patogénico-hospedeiro. Pontualmente serão abordados outros temas pelo seu interesse intrínseco, ou em contraponto aos leccionados. O principal objectivo desta disciplina é o de contribuir para o desenvolvimento de uma visão global e integrada, mas simultaneamente aprofundada, de alguns mecanismos moleculares que regulam a diferenciação de determinados processos biológicos, em diferentes organismos, desde os mais simples como as bactérias unicelulares aos mais complexos como o Homem. A análise detalhada de algumas etapas de processos de desenvolvimento programados, assim como de processos biológicos resultantes de diferentes condições indutoras de resposta, revela a interligação e transversalidade dos mecanismos moleculares, pois apesar da vastíssima diversidade que apresentam, têm subjacente uma grande uniformidade.
Esta disciplina também pretende fomentar nos alunos a pesquisa científica e desenvolver um elevado espírito crítico, sendo pontualmente desenvolvidos ou redefinidos alguns conceitos, dogmas e paradigmas, aprendidos anteriormente, perspectivando os conhecimentos de regulação da expressão génica, como o factor indutor da diferenciação celular. Considerando a importância da correlação entre a experimentação e os conceitos teóricos, sempre que possível serão discutidas as estratégias experimentais relevantes e apresentadas tecnologias alternativas ou recentes, utilizadas no estudo da expressão génica.
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| Programa Teórico |
1- Bases moleculares da diferenciação celular
1.1- Início da diferenciação celular
1.1.1- Diferenciação e especialização das células durante o desenvolvimento. Noção de compromisso e diferenciação. Factores moleculares intrínsecos e extrínsecos associados à diferenciação.
1.1.2- O modelo mais simples de diferenciação: o início da esporulação em Bacillus subtilis. Factores que conduzem à assimetria da divisão celular e consequente assimetria da expressão génica. Consequências da expressão génica compartimentalizada.
1.1.3- A diferenciação das células estaminais embrionárias, como modelo de estudo das etapas mais precoces da indução e especialização das células. Noção de estaminalidade. Definição de totipotência, pluripotência e multipotência. Células estaminais vs células progenitoras. Factores envolvidos na manutenção do estado indiferenciado das células estaminais. Factores envolvidos na estimulação da diferenciação das células estaminais.
1.1.4- Divisão celular simétrica vs assimétrica na diferenciação celular: auto-renovação das células e geração da diversidade celular.
1.1.5- O modelo biológico da hematopoiese como paradigma do estudo da diferenciação das células estaminais dos mamíferos.
(inclui diversos sub-tópicos)
2- Bases moleculares da diferenciação celular, na adaptação a novos nichos bióticos e abióticos.
2.1- Alterações do genoma.
2.2- Bases moleculares da activação selectiva de promotores em resposta a variações ambientais.
2.3- Indução da resistência a antibióticos: exemplo do regulão MarA.
2.4- Interacções agente patogénico-hospedeiro: diversidade de mecanismos moleculares de diferenciação nas estratégias de adaptação.
2.4.1- Modelos de estudo: Listeria monocytogenes, Helicobacter pylori, Plasmodium falciparum
(inclui diversos sub-tópicos)
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| Programa Prático |
1- Efeito diferencial dos ligandos do receptor Notch, Delta-1 e Jagged-1, na diferenciação de HSC humanas.
2- Detecção, por PCR convencional, de genes de patogenicidade cag e vac de Helicobacter pylori, em isolados obtidos a partir de biópsias de diferentes patologias gástricas.
3- (Prática a definir, relacionada com o processo infeccioso originado por Plasmodium falciparum)
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| Programa Teórico-prático |
Estudo de artigos científicos no âmbito dos temas gerais da disciplina, visando o desenvolvimento do espírito crítico, através da análise das estratégias experimentais utilizadas e da discussão dos resultados obtidos, complementando desta forma, os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas. |
| Literatura aconselhada |
- Artigos de Revisão e Específicos
- Livros de texto exclusivamente de apoio:
• Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2003). Molecular Biology of the Cell. 4 th ed. Garland Science, New York
• Gilbert, Scott F. (2006). Developmental Biology. 8 th ed Sunderland (MA), Sinauer Associates, Inc
• Lengeler, J. W., Drews, G., Schlegel, H. G (1999). Biology of Prokaryotes. Blackwell Science. Thieme Stuttgart , NY
• Lodish, H., Berk, A., Matsudaira, P., Kaiser, C., Krieger, M., Scott, M., Zipursky, S. L., Darnell, J. (2005). Molecular Cell Biology. 5 th ed. Freeman , New York
• Madigan, M. T., Martinko, J. M., Parker, J. (2003). Brock Biology of Microorganisms. 10 th ed. Prentice Hall Pearson Education, NJ
• Strachan, T., Read, A. P. (2004). Human Molecular Genetics. 3 rd ed. Garland Science, Taylor and Francis Group, London
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| Avaliação |
A avaliação constará de um teste teórico, um questionário prático e de vários testes teórico-práticos.
A classificação máxima do teste teórico é de 10 valores, sendo os restantes 10 valores distribuídos pela avaliação prática e teórico-prática.
A nota final corresponde à soma aritmética das notas obtidas nesta unidade curricular, com excepção de uma das avaliações (à escolha do aluno) obtida na componente teórico-prática.
Os alunos com nota igual ou superior a 9,5 obtêm aprovação. Os alunos podem fazer melhoria na 2ª época, mas só da componente teórica.
Não há melhorias da componente teórico-prática nem prática.
Os alunos com nota final inferior a 9,4 valores estão reprovados, podendo repetir o teste teórico na 2ª época.
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Pautas |
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