Curso: Biotecnologia (13) Ano: 2014 Semestre: 1 Período: 1 Disciplina / Unid. Curricular / Módulo: Biologia Celular (Cell Biology) Código: DCB46 Carga Horária Total: 90 Teórica: 60 Atividade Prática: 30 Prática Pedagógica: 0 Aulas Compl. Tutorial: 0 Estágio: 0 Pré-requisitos: Não há. Co-requisitos: Não há. Ementa: Organização e métodos de estudo da célula. Estrutura, ultra-estrutura, composição e fisiologia dos componentes celulares. Biomembranas. Ciclo celular. Mitose e Meiose. Matriz extracelular. Diferenciação celular. Interação entre componentes celulares. Objetivo Geral: Adquirir conhecimentos relacionados à morfologia, organização molecular e fisiologia das células, e adquirir habilidades no estudo de células eucariotas. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO UNIDADE I -ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS -A primeira célula. Procariotas atuais. Células eucariotas. A origem dos eucariotas. O surgimento de organismos multicelulares. -Conhecer os processos que levaram ao aparecimento das células procariontes e eucariontes; Identificar os vários tipos celulares, desde procariontes até eucariontes, citando suas diferenças e semelhanças em todos os níveis de organização. UNIDADE II -MÉTODOS DE ESTUDO EM BIOLOGIA CELULAR -Fundamentos ópticos da microscopia. Microscopia fotônica comum. Fundamentos dos microscópios de luz. Imunocitoquímica e microscopia de fluorescência. Microscopia eletrônica de transmissão e de varredura. Fracionamento celular e centrifugação diferencial. Cultivo de células e linhas celulares. Radioautografia. Eletroforese em géis de poliacrilamida. Modelos de estudo. -Conhecer os diferentes métodos de estudo utilizados em biologia celular; Adquirir habilidade no uso do microscópio óptico comum. Página 1 de 7
UNIDADE III -MEMBRANAS CELULARES -Estrutura das membranas: O modelo de Singer e Nicolson de mosaico fluído. As hemácias como modelo de estudo. Os fosfolipídios, glicolípidos e o colesterol das membranas. As proteínas de membrana e formas de isolamento em Biologia Celular. O experimento de Frye e Edidin e a fluidez das membranas. Glicoconjugados e proteoglicanos da superfície das células. Transporte de pequenas moléculas através de membranas celulares: a membrana como fator de desequilíbrio celular. Proteínas de canal e carregadoras. Transporte ativo e passivo. Ionóforos como ferramenta em Biologia Celular. Forças que dirigem o transporte ativo. Papel do transporte ativo secundário. Sistemas antiporte e simporte. Na+-K+ ATPase e bombas de íons. Canais iônicos. Gradiente de voltagem, gradiente de concentração e o potencial de equilíbrio. -Conhecer os diferentes tipos de membranas celulares; Conhecer a estrutura e funções da membrana plasmática; Identificar os vários tipos de especializações da membrana e suas funções; Conhecer a constituição e funções da superfície da membrana plasmática; Conhecer a maneira pela qual as substâncias e partículas ingressam e saem das células. UNIDADE IV -COMPARTIMENTOS INTRACELULARES E NÚCLEO INTERFÁSICO -Origem evolutiva do sistema de endomembranas. Transporte protéico intracelular. Sinais de endereçamento protéico. Núcleo interfásico: Do DNA à proteína. O código genético. Componentes do envelope nuclear. Lamina e interações intranucleares. Tráfego molecular através dos complexos de poro do envelope nuclear. O sinal de localização nuclear. Importinas, exportinas e regulação por Ran. Cromatina. Territorialidade cromossômica e expressão gênica. O nucléolo e a síntese de rrna. -Identificar os constituintes nucleares, suas funções e os mecanismos de tráfego núcleocitoplasmático. Página 2 de 7
UNIDADE V -SÍNTESE PROTÉICA E BIOLOGIA DO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO -mrnas procariótico e eucariótico. A especificação da seqüência de aminoácidos das proteínas. As fases de leitura. Biologia do trna. Maquinaria de síntese protéica. Reconhecimento do mrna pela subunidade ribossomal menor em eucariotas e procariotas. Ribozima e a síntese de proteínas. eifs e o controle de qualidade. Iniciação, elongação e terminação da síntese protéica. Chaperonas moleculares e o dobramento protéico. Ubiquitinação e degradação protéica. Domínios do retículo endoplasmático (RE). O experimento de Palade e a via de síntese e secreção protéica. Endereçamento protéico. Evidências experimentais da sinalização para endereçamento reticular. Modificações protéicas póstraducionais. O domínio liso do RE e suas funções. -Identificar os componentes celulares envolvidos com o processo de síntese protéica; conhecer a organização ultraestrutural de células secretoras de proteínas; conhecer a organização ultraestrutural de células secretoras de lipídios; avaliar a função celular por suas características morfológicas. UNIDADE VI -COMPLEXO DE GOLGI E TRÁFEGO VESICULAR -Dinâmica vesicular intracelular. Proteínas que possibilitam a brotação e o direcionamento vesicular diferencial no sistema de endomembranas. A organização do revestimento com clatrina. Proteínas receptoras de carga, adaptinas, dinaminas e vesiculação. ARFs, Sar1 e recrutamento protéico. SNAREs, Rabs e proteínas efetoras e a especificidade de destino vesicular. Anatomia do complexo de Golgi. Modelo de recuperação de proteínas residentes no RE. Glicosilação protéica, síntese de lípidos e polisacáridos no Golgi. Endereçamento protéico para lisossomos. Exocitose constitutiva e regulada. Lisossomos, ph intracelular e hidrolases. Endocitoses. Pinocitose mediada por receptor. Fagocitose e autofagia. -Compreender os mecanismos envolvidos no tráfego vesicular intracelular; Conhecer o destino de substâncias e partículas que penetram nas células; Conhecer e identificar os processos de digestão intracelular, relacionando-os com sua função; Identificar os componentes celulares envolvidos nesses processos. Página 3 de 7
UNIDADE VII -BIOLOGIA DAS MITOCÔNDRIAS, DOS CLOROPLASTOS E PEROXISSOMOS -Organização e função das mitocôndrias. O sistema genético mitocondrial. Importação protéica. A cadeia de transporte de elétrons. Acoplamento quimiosmótico. Transporte de metabólitos através da membrana interna. Estrutura e função de cloroplastos. O genoma do cloroplasto. Importação e endereçamento de proteínas. Fluxo de elétrons através dos fotossistemas. Fluxo cíclico. Fluxo energético e síntese de ATP. Peroxissomos. -Conhecer a estrutura, ultra-estrutura, origem e funções das mitocôndrias e cloroplastos; Compreender a participação destas organelas no fluxo energético autótrofos-heterótrofos. UNIDADE VIII -CITOESQUELETO E MOVIMENTO CELULAR -Estrutura e organização de filamentos de actina. Polimerização e despolimerização de filamentos de actina. Associação de filamentos de actina com a membrana plasmática. Especializações de membrana relacionadas a filamentos de actina. Actina, miosina e a contração muscular. Actina e miosina em células não musculares. Regulação do citoesqueleto de actina. Miosinas não musculares. Movimento celular. Proteínas e polimerização dos filamentos intermediários. Organização intracelular dos filamentos intermediários. Funções da queratina e dos neurofilamentos. Estrutura e organização dinâmica dos microtúbulos. Polimerização de microtúbulos. A organização dos microtúbulos dentro das células. Identificação de motores moleculares. Transporte de moléculas. Organização de cílios e flagelos. -Conhecer e identificar os diferentes componentes do cito-esqueleto; Conhecer os diferentes movimentos celulares e intra-citoplasmáticos, relacionando-os com os elementos do cito-esqueleto. UNIDADE IX -MATRIZ EXTRACELULAR E JUNÇÕES CELULARES -Parede celular bacteriana. Parede de células vegetais. Matriz extracelular de metazoários. Proteínas e polissacarídeos da matriz. Proteínas de adesão da matriz. Interação célula-matriz extracelular. Junções celulares de oclusão, de ancoramento e comunicantes. Página 4 de 7
-Conhecer e identificar os diferentes componentes da Matriz Extracelular de Uniões celulares, e suas funções. UNIDADE X -SINALIZAÇÃO INTERCELULAR E TRANSDUÇÃO INTRACELULAR DE SINAIS -Formas de sinalização intercelular. Hormônios esteróides e a superfamília de receptores nucleares. Neurotransmissores. Hormônios peptídicos e fatores de crescimento. Receptores de superfície celular acoplados a proteína G. Receptores de tipo tirosino-quinases. A via do camp. Fosfolípidos e Ca++. As vias da PI 3-quinase e de Tor. -Compreender os diferentes mecanismos de sinalização intercelular e sistemas de transdução intracelular de sinais. UNIDADE XI -CICLO CELULAR -As fases do ciclo celular eucariótico. Regulação do ciclo celular. Pontos de checagem do ciclo. Reguladores da progressão do ciclo. Proteinoquinases. Ciclinas e quinases dependentes de ciclina. Fatores de crescimento e a regulação de G1. -Conhecer o ciclo de células eucariotas e os mecanismos de regulação da progressão no ciclo. UNIDADE XII -DIVISÕES CELULARES EUCARIOTAS -Os eventos da mitose. Cdk1/ciclina B e a progressão para a metáfase. O ponto de checagem da montagem do fuso mitótico e a progressão para a anáfase. Citocinese. Meiose e reprodução. Os eventos e particularidades da meiose. -Conhecer as particularidades da mitose e da meiose e mecanismos de regulação. Página 5 de 7
UNIDADE XIII -APOPTOSE -Equilíbrio entre morte e proliferação celulares no desenvolvimento e na manutenção de tecidos adultos. Os eventos da apoptose. As caspases. Os reguladores da apoptose: a família Bcl-2. Vias de sinalização que regulam a apoptose. -Identificar manifestações citológicas próprias da morte celular programada e os eventos moleculares subjascentes. UNIDADE XIV -PROLIFERAÇÃO CELULAR -A proliferação de células diferenciadas. Células tronco. Aplicações médicas das células tronco de organismos adultos. Células tronco embrionárias e clonagem terapêutica. -Conhecer vias de proliferação celular e discutir aspectos das células tronco. BIBLIOGRAFIA BÁSICA ALBERTS, B., BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J.D. Biologia molecular da célula. 5 ed. RS: Artmed, 2010. ALBERTS, B; BRAY, D; JOHNSON, A; LEWIS, J; RAFF, M; ROBERTIS, K.; WATSON, J.D. Fundamentos de Biologia Celular. Uma introdução à biologia molecular da célula. 3º Ed. SP, Artmed: 2011 COOPER, G.M.; HAUSMAN, R.E. A célula. Uma abordagem molecular. SP: Artmed, 2007 KARP, G. Biologia Celular e Molecular. Conceitos e experimentos. SP: Manole, 2005 LODISH, H. BERK, A.; MATSUDAIRA, P.; KAISER, C.A.; KRIEGER, M.; SCOTT, M.P.; ZIPURSKY, L.; DARNELL, J. Biologia Celular e Molecular. SP: Artmed, 2005 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR BARKER K. Na bancada. Manual de iniciação científica em laboratórios de pesquisas biomédicas. Artmed, 2002 Página 6 de 7
CARVALHO, H. F.; RECCO-PIMENTEL, S. M. A célula 2001. Barueri: Manole Ltda, 2001. DE ROBERTIS, E.M.F.; HIB, J.; PONZIO, R. Biologia Celular e Molecular. RJ: Guanabara-Koogan, 2006 GREEN M.R., SAMBROOK J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. CSH Laboratory Press, Fourth Edition, 2012 JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO,J. Biologia celular e molecular. 10. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. SISTEMA DE AVALIAÇÃO Data Valor Peso Prova Teórica I 30/05/2014 10.0 10.0 Prova Teórica II 11/07/2014 10.0 10.0 Prova Prática 01/07/2014 10.0 10.0 Prova Especial 18/07/2014 (*) Datas de avaliação sujeitas à alteração posterior. (**) A Prova Final será agendada de acordo com o calendário acadêmico. Aprovado ad referendum do Colegiado do Curso em 23/05/2014 Página 7 de 7