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Aula 1- Introdução BIOENGENHARIA E BIOTECNOLOGIA EMENTA Investigação da aplicação dos conhecimentos básicos de bioengenharia e da engenharia genética em processos relacionados ao desenvolvimento de técnicas e produtos voltados às necessidades biológicas, com foco na área terapêutica e na manutenção da saúde humana. Além disso, pretende demonstrar a necessidade da utilização da bioinformática para organização e análise de resultados obtidos, bem como a importância da aplicação da tecnologia em escala nanométrica para a área humana. OBJETIVOS GERAIS ✓ Aprendizado de conceitos que envolvem a bioengenharia. ✓ Principais tecnologias aplicadas à saúde com a finalidade de melhoria da qualidade de vida. ✓ Aplicação de técnicas inovadoras no desenvolvimento de novos produtos, substâncias e materiais para aplicação humana. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ✓ Principais técnicas relacionadas a engenharia genética e biotecnologia. ✓ Estratégias de obtenção e tratamento de células-tronco. ✓ Tecnologia de soros e vacinas (obtenção de vacinas em larga escala). ✓ Nanotecnologia, organismos geneticamente modificados (OGMs) e transgênicos. ✓ Conceitos básicos de bioinformática. ✓ Manutenção de equipamentos e instrumentos laboratoriais. COMPETÊNCIAS Compreender a seleção, o desenvolvimento e o controle de qualidade de metodologias, reativos, reagentes e equipamentos e de produtos obtidos por biotecnologia, bem como análises químicas e biológicas, produção de soros, vacinas, kits de reagentes para análises. Compreender o desenvolvimento e pesquisa de métodos e produtos em biologia celular e molecular, bioinformática, genética, diagnósticos moleculares, meio ambiente, saúde e agropecuária. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1. FUNDAMENTOS DE BIOENGENHARIA 1.1. Principais conceitos em biotecnologia e sua aplicabilidade com ênfase terapêutica. 1.2. Estudo de engenharia biomédica, principais conceitos e aplicabilidade. 2. ENGENHARIA GENÉTICA 2.1. Conceitos fundamentais em engenharia genética. 2.2. Aplicações da engenharia genética na indústria, saúde e agropecuária. 2.3. Biotecnologia aplicada ao melhoramento animal e vegetal e o uso de microrganismos para melhoramento biológico e genético. 2.4. Engenharia genética como ferramenta para processos aplicados à biotecnologia: principais tecnologias utilizadas. 2.5. Princípios básicos de cultura de células e tecidos. 2.6. Biotecnologia no Brasil: situação atual e perspectivas. 3. PRODUÇÃO DE PROTEÍNAS RECOMBINANTES 3.1. Utilização de microorganismos (Bactérias e Leveduras) na produção de proteínas de interesse terapêutico, como hormônios e enzimas. 3.2. Mecanismos moleculares que controlam a expressão de proteínas em bactérias. 3.3. Métodos de purificação de proteínas recombinantes. 3.4. Método GenCrispr de editação genômica. 4. TRANSGÊNICOS E ORGANISMOS GENETICAMENTE MODIFICADOS (OGMS) 4.1. Técnicas de obtenção utilizadas em animais: microinjeção prónuclear e transformação de células-tronco embrionárias. 4.2. Técnicas de obtenção utilizadas em plantas: Transformação com Agrobacterium tumefaciens e Biobalística. 5. CÉLULAS-TRONCO 5.1. Principais características: Classificação como totipotentes, pluripotentes e multipotentes. Divisão entre embrionárias e adultas. 5.2. Aplicabilidade e estratégias de obtenção para o tratamento de patologias. 5.3. Clonagem animal, clonagem terapêutica e terapia gênica. 6. BIOSSEGURANÇA APLICADA À BIOENGENHARIA 7. TECNOLOGIA DE SOROS E VACINAS 7.1. Vacinas inativadas e atenuadas: Estratégias usadas no desenvolvimento, mecanismos de produção em larga escala, controle biológico, purificação, armazenamento e conservação. 7.2. Utilização de tecnologia de DNA recombinante na produção de novas vacinas: Vacinas de DNA e vacinas recombinantes. 8. SEQUENCIAMENTO DE DNA 8.1. Princípio da técnica de Sanger. 8.2. Sequenciamento automático do DNA. Fingerprint. 8.3. Marcadores moleculares para detecção de câncer. 8.4. Farmacogenômica. 8.5. Nutrigenômica. 9. BIOINFORMÁTICA 9.1. Utilização de banco de dados na análise de genomas e no estudo de proteínas. 9.2. Estudo dos principais aplicativos de administração laboratorial e interpretação de dados clínicos. 10. NANOTECNOLOGIA 10.1. Nanopartículas e lipossomos: Definição, estrutura e aplicabilidade na área alimentícia, cosmética, farmacêutica entre outras. 10.2. Criação e desenvolvimento de novos materiais, produtos e processos utilizando-se da manipulação de átomos e moléculas: Principais perspectivas. 11. BIOMATERIAIS 11.1. Principais biomaterias usados na fabricação de próteses e suas aplicações: metais, polímeros e cerâmica. 12. INSTRUMENTAÇÃO BIOMÉDICA 12.1. Funcionamento de equipamentos biomédicos de uso rotineiro. 12.2. Áreas de influência da bioengenharia em laboratórios e centros clínicos. 12.3. Equipamentos para manutenção da vida e aplicados ao diagnostico BIBLIOGRAFIA- Básica ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J. Biologia Molecular da Célula. São Paulo:ArtMed. 6ª edição. 2017. DURAN, N.; MATTOSO, L.H.C.; MORAIS, P.C. Nanotecnologia: introdução, preparação e caracterização de nanomateriais e exemplos de aplicação. São Paulo:Artiber Editora. 2006. KREUZER, H.; MASSEY, H. Engenharia Genética e Biotecnologia. Porto Alegre:ArtMed. 2002. BIBLIOGRAFIA- Complementar BINSFELD, P.C. Biossegurança em Biotecnologia. São Paulo: Interciência. 2004. BRANCO, S.M. Transgênicos. São Paulo: Moderna Editora. 2004. ECA, L.P. Biologia Molecular: guia prático e didático. São Paulo: Revinter, 2004. MARTINS, P.R. Nanotecnologia, Sociedade e Meio Ambiente. São Paulo: Humanitas FFLCH/USP. 2005. VIDEIRA, A. Engenharia Genética – Princípios e Aplicações. São Paulo: Lidel. 2001. BRUNO, A.N. Biotecnologia I: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2014. BRUNO, A.N. Biotecnologia II: princípios e métodos. Porto Alegre: Artmed, 2014. FREITAS, E. O.; GONÇALVES, T.O.F. Imunologia, parasitologia e hematologia aplicadas à biotecnologia. São Paulo: Erica, 2015. GOMEZ, M.V.; GUATIMOSIM, S.; SOCCOL, C.R. Biotecnologia Aplicada à Saúde: Fundamentos e Aplicações. Organizador: Rodrigo Ribeiro Resende. São Paulo. ed: Blucher; 2015. LIPAY, M. V. N.; BIANCO, B.; SILVA, A. M. Biologia Molecular – Métodos e Interpretação - Col. Análises Clínicas e Toxicológicas. 1 ed. Rio de Janeiro: Roca, 2015. ( RESENDE, R. R. Biotecnologia Aplicada à Agro & Indústria - Vol. 4. 1 ed. São Paulo: Blucher; 2017. TOMA, H. E.; SILVA, D. G.; CONDOMITTI, U. Nanotecnologia Experimental. 1 ed, São Paulo: Blucher, 2016. WATSON, J. D.; BAKER, T. A.; BELL, S. P. et al. Biologia molecular do gene. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.
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