Biomembranas
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Objectivos: Dotar os alunos de conhecimentos no âmbito a composição, estrutura, propriedades e funções das biomembranas, mecanismos de transporte, transdução do sinal e sua regulação e das metodologias utilizadas no seu estudo; Desenvolver a capacidade crítica e criativa e para recolher, seleccionar e interpretar informação científica relevante e discutir as suas implicações no âmbito da disciplina. Estimular o uso dos meios disponíveis para a aprendizagem e troca de informação. Fomentar o comportamento ético e o rigor.
Competências: científicas: Domínio dos conhecimentos no âmbito das Biomembranas, aplicação a novas situações; Obtenção, selecção, análise e interpretação de dados; formulação de hipóteses, avaliação de resultados e resolução de problemas; técnicas: Planeamento e execução experimental; Análise de dados; organização pessoal: Planeamento do trabalho; Inter-pessoais: Trabalho em equipa, tomada de decisão; partilha; auto-crítica; aceitação de crítica; expressão oral e escrita: Elaboração de comunicações oral e escrita de conhecimentos científicos no âmbito da disciplina.
Conteúdos Programáticos
1. Introdução
1 Os objectivos da disciplina de Biomembranas
1 Breve história da evolução do conhecimento em Biomembranas
1 Revisão sobre a composição, estrutura e funções das biomembranas
2. Biogénese das biomembranas
Síntese, transporte e distribuição dos lípidos de membrana
Síntese, processamento e inserção de proteínas de membrana
Agregados lipoproteicos de membrana
3. Propriedades dos agregados lipídicos
1 Camadas, micelas e lipossomas
4. Propriedades físicas das biomembranas
1 Fluidez e dinâmica das biomembranas
5. Propriedades eléctricas das biomembranas
1 Potencial de membrana e actividade eléctrica
1 Metodologias para o estudo das propriedades eléctricas das membranas
- 6. Transporte através das biomembranas
1 Termodinâmica do transporte
1 Cinética e mecanismos de transporte
1 Difusão passiva
1 Transporte de moléculas polares
1 Diversidade dos mecanismos de transporte nas membranas de bactérias
7. Transporte iónico
1 Bombas
1 Trocadores
1 Ionóforos: Estrutura e mecanismo de acção
8. Transporte iónico (continuação)
1 Canais iónicos
1 Características estruturais e funcionais
1 Propriedades cinéticas dos canais iónicos
1 Regulação da actividade dos canais iónicos
9. Enzimas e actividades enzimáticas de membrana
1 Estrutura das enzimas de membrana: exemplos de enzimas e sistemas enzimáticos de membrana
1 Localização, orientação e mobilidade de enzimas associadas às biomembranas
1 Anel lipídico e sua importância na actividade enzimática de membrana
10. Transdução de sinais através das biomembranas
1 Estrutura e características funcionais dos receptores de membrana: Receptores ionotrópicos e metabotrópicos
1 Sistemas de segundos mensageiros intracelulares
1 Proteínas G
1 Adenilato ciclase e guanilato ciclase
1 Fosfolipases, cinases e fosfatases
1 Ião Ca2+
1 Hormonas e receptores hormonais
1 Neurotransmissores e receptores de neurotransmissores
1 Receptores da tirosina cinase
11. Regulação hormonal e neurotransmissão
12. Transporte vesicular
1 Endocitose e exocitose
1 Regulação do transporte vesicular
1 Importância das proteínas de revestimento na formação e regulação do transporte vesicular
13. Preparação de biomembranas e controlo da sua integridade
1 Extracção e purificação de lípidos de membrana
1 Preparação de membranas sintéticas
1 Extracção, purificação e reconstituição de proteínas em membranas lipídicas
1 Preparação de membranas nativas
14. Aplicações das biomembranas
1 Produtos farmacêuticos, cosméticos e outros
Componente Prática
2. Composição lipídica das biomembranas
1 Separação e identificação de lípidos polares de um extracto lipídico
- Preparação de um extracto lipídico rico em lípidos polares.
- Identificação das principais classes de lípidos polares constituintes das biomembranas.
3. Propriedades físicas das biomembranas
1 Determinação da temperatura média de transição de fase de lipossomas sintéticos de DPPC e DPPC e colesterol
- Preparação de lipossomas multilamelares de di-palmitoil-fosfatidil colina (DPPC) puro e duma mistura de DPPC e colesterol.
- Determinação da temperatura de transição de fase de lipossomas.
- Efeito do colesterol na temperatura de transição de fase das bicamadas lipídicas.
- 4. Permeabilidade das biomembranas
1 Efeito do colesterol na permeabilidade de lipossomas de DPPC ao glicerol e ao etilenoglicol
- Estudo da permeabilidade passiva (difusão simples) de lipossomas de DPPC a glicerol e etilenoglicol.
- Efeito do tamanho e polaridade das moléculas na difusão simples.
- Efeito do colesterol na permeabilidade passiva das bicamadas lipídicas.
5. Propriedades eléctricas e permeabilidade iónica das biomembranas
1 Determinação do potencial de membrana de sinaptossomas utilizando um eléctrodo de TPP+
- Preparação duma fracção celular rica em vesículas sinaptossomais (sinaptossomas).
- Determinação do potencial de membrana (Vm) basal dos sinaptossomas.
- Efeito da alteração dos gradientes iónicos (K+ e Ca2+).
- Efeito da activação de canais iónicos de Na+ por agentes químicos.
- Efeito da inibição da Na+ -K+-ATPase no Vm.
6. Transporte activo através das biomembranas
1 Estudo da acumulação de Ca2+ pelo retículo endoplasmático, devido à actividade da Ca2+-ATPase
- Preparação duma fracção celular rica em vesículas membranares de retículo endoplasmático.
- Efeito da concentração de ATP na acumulação de Ca2+ pelo retículo endoplasmático.
7. Actividade enzimática de membrana
1 Estudo da actividade enzimática da Na+-K+-ATPase em sinaptossomas.
- Determinação da actividade total das ATPases do extracto preparado.
- Efeito da concentração de substratos Na+, K+ e ATP.
- Efeito da inibição selectiva da Na+-K+-ATPase por ouabaína.
8. Transdução do sinal através das biomembranas e secreção hormonal
1 Regulação da contracção do músculo liso
-Isolamento e manutenção do duodeno em condições ex-vivo
-Contracção muscular induzida por acetilcolina: dose-resposta.
-Efeito do antagosnista atropina e da epinefrina na contracção induzida por acetilcolina.
Métodos de Ensino
Ao longo das aulas teóricas será efectuada a exposição dos conteúdos programáticos enquanto nas aulas práticas serão realizados trabalhos experimentais no âmbito dos temas abordados nas aulas teóricas e aplicação das técnicas utilizadas no estudo das Biomembranas.
Promover-se-á a obtenção de informação através da pesquisa bibliográfica e a reflexão crítica através da análise dos dados apresentados em artigos científicos actuais. Utilização dos meios informáticos disponíveis para análise e apresentação de dados.
Avaliação
Avaliação
O regime de frequência às aulas é de acordo com o regulamento escolar interno.
A admissão às provas de avaliação exige que os alunos tenham assistido a, pelo menos, 75% das aulas práticas. Os alunos trabalhadores-estudantes que não possam comparecer às aulas laboratoriais terão de se submeter a exame final.
A avaliação, nesta disciplina, terá uma componente teórica e uma componente prática, e terá duas modalidades optativas com vista à classificação: a frequência e exame final.
Modalidades de Avaliação
A avaliação da componente teórica será feita através de testes sumativos, cada um valendo 20 valores.
A avaliação da componente prática será feita mediante a realização testes escritos sumativos, cada um valendo 20 valores, e pela avaliação correspondente aos relatórios dos trabalhos práticos e à avaliação contínua, nas aulas práticas, que terá em conta a execução do trabalho e desempenho laboratorial.
Em qualquer das componentes a nota mínima para aprovação será 10 valores.
Avaliação por Frequência
Componente teórica
Resolução de 2 testes, um a meio do semestre e outro no fim do semestre.
A nota dos testes sumativos será calculada tendo em conta 50% da nota do 1º teste e 50% da nota do 2º teste.
Componente prática
Resolução de 2 testes teórico-práticos, um a meio do semestre e outro no fim do semestre. A nota dos testes sumativos será calculada tendo em conta a média aritmética dos dois testes.
A nota final da componente prática será calculada tendo em conta a nota correspondente à avaliação contínua (40%) e a nota obtida nos testes escritos correspondente à parte teórico-prática (60%).
Cálculo da nota final
A nota final dos alunos que obtiverem aprovação corresponderá à soma de 50% da componente teórica e 50% da componente prática.
Avaliação por Exame
Componente teórica
Resolução de 1 teste escrito somatório cujas questões incidirão sobre toda a matéria leccionada.
Componente Prática
Resolução de 1 teste escrito somatório cujas questões incidirão sobre toda a matéria leccionada.
A nota final da componente prática será calculada tendo em conta a nota correspondente à avaliação contínua (40%) e a nota correspondente à nota obtida no teste teórico-prático (60%).
Cálculo da nota final
A nota final dos alunos que obtiverem aprovação corresponderá à soma de 50% da componente teórica e 50% da componente prática.
Bibliografia
Loura, L. & Almeida, R. F.M. (2004)-Tópicos de biofísica de membranas. Edições Lidel, Lisboa, Portugal
Lodish, H., Berk, A., Matsudaira, P., Kaiser, C. H., Krieger, M., Scott, M. P., Zipursky, S.L. & Darnell,J. (2003)-Molecular Cell Biology, 5th Ed.,W. H. Freeman & Co., England.
Ashcroft, F. M. (2000)- Ion Channels and Disease. Academic Press, London, UK.
Equipa Docente
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