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PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO PLANO DE ENSINO 2º SEMESTRE DE 2021 I. IDENTIFICAÇÃO Unidade Acadêmica: Unidade Acadêmica Especial de Ciências Biológicas (UAECIBIO) Curso: Ciências Biológicas Disciplina: IBI0188 - Genética Molecular Carga horária semestral: 64 horas CH Teórica: 48 horas CH Prática: 16 horas Ano: 2021/2 Turma/turno: Turma A - 3M12 6T12 Docente: Profa. Dra. Elaine Cristina Castelhano Nº de vagas: 50 Modalidade: Presencial II. EMENTA Estrutura e função dos ácidos nucleicos. Experimentos que elucidam o DNA como material genético. Replicação do DNA. Transcrição do RNA. Síntese de proteínas e código genético. Controle da expressão gênica entre eucariotos e procariotos. Técnicas básicas de biologia molecular. III. OBJETIVOS Objetivo Geral Apresentar aos alunos a estrutura química e as propriedades físicas do material genético, sua organização nas células e os experimentos clássicos que contribuíram para o surgimento da Genética Molecular. Explicar, do ponto de vista molecular, a dinâmica dos mecanismos relacionados à transmissão da informação genética nos organismos. Explicar os processos envolvidos na perpetuação da informação genética por meio da síntese de RNA e de proteínas a partir de informações contidas do DNA. Apresentar os principais mecanismos celulares envolvidos no controle da expressão gênica em procariotos e eucariotos. Apresentar técnicas básicas utilizadas na área de Biologia Molecular e suas aplicações. Objetivo Específico Apresentar aos alunos a estrutura química e as propriedades físicas dos ácidos nucléicos, evidenciando as diferenças entre DNA e RNA. Mostrar historicamente os eventos que levaram à elucidação do DNA como sendo a molécula da hereditariedade, citando os principais experimentos realizados para comprovar esse fato. Apresentar em detalhes o dogma central da biologia molecular que envolve os eventos de replicação do DNA, transcrição e tradução, informando a importância de cada um deles e situando o aluno quanto à localização celular de cada evento, os demais componentes envolvidos, a função de cada um para a célula ou PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO organismo. Elucidar os mecanismos dos quais organismos eucariontes e procariontes dispõe para controlar a expressão de seus genes, evitando gastos desnecessários de energia e utilizando esse controle para uma melhor adaptação às condições impostas pelo ambiente. Apresentar exemplos de expressão diferencial de genes entre organismos expostos a diferentes condições ambientais, nutricionais ou ainda em casos de distúrbios fisiológicos. Demonstrar de uma maneira geral a essencialidade desses processos na sobrevivência e manutenção dos organismos. Apresentar as principais técnicas de estudo e manipulação gênica baseadas nos conceitos teóricos abordados. Contextualizar a aplicação dos conteúdos da disciplina por meio da disponibilização de textos, artigos e notícias relacionadas a esta área. IV. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO E CRONOGRAMA Aula Data Conteúdo 01-02 22/03/22 Apresentação do plano de ensino 03-04 25/03/22 Estrutura química e propriedades físicas dos ácidos nucléicos GARCIA, A.B.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular - Vol. 1. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2007. p. 31-69. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191445 05-06 29/03/22 Experimentos que elucidam o DNA como moléculas da hereditariedade GARCIA, A.B.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular - Vol. 1. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2007. p. 19-30. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191445 Teste seus conhecimentos sobre os experimentos clássicos sobre o DNA. https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna- discovery-and-structure/e/discovery-of-dna 07-08 01/04/22 Extração de DNA * Entrega de relatório de aula prática valendo 10 pontos. A nota do relatório será considerada no cálculo da nota N1 (conforme descrito no item VI “Pro- cessos e critérios de avaliação e cronograma”) ARIAS, M.C. et al. Apresentação de protocolo: Extração de DNA. E-aulas: Portal de videoaulas da Universidade de São Paulo (USP). http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=5253 Vídeo sobre extração caseira de DNA de morango https://drive.google.com/file/d/1C4TSZdnfC97a68lLyhkSFxmW- pI3nEVl/view?usp=sharing http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191445 http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191445 https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-discovery-and-structure/e/discovery-of-dna https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-discovery-and-structure/e/discovery-of-dna http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=5253 https://drive.google.com/file/d/1C4TSZdnfC97a68lLyhkSFxmW-pI3nEVl/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1C4TSZdnfC97a68lLyhkSFxmW-pI3nEVl/view?usp=sharing PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 09-10 05/04/22 Replicação do DNA: Importância biológica e conceitos gerais GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 7-34. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 KHAN ACADEMY: Mecanismo molecular da replicação do DNA. Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna- replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication 11-12 08/04/22 Replicação do DNA: O funcionamento da maquinaria de replicação e dife- renças entre a replicação de procariotos e eucariotos GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 37-70. Acesso: https://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 KHAN ACADEMY: Mecanismo molecular da replicação do DNA. Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna- replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication Rever conceitos e praticar exercícios de replicação do DNA em https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna- replication/e/dna-replication Leitura do artigo: NASCIMENTO-OLIVEIRA, J.I. Conectando telômeros e o envelhecimento: É possível viver para sempre?. Genética na Escola, v.15, n.2, p.108-117, 2020. Acesso: https://7ced070d-0e5f-43ae-9b1c- aef006b093c9.filesusr.com/ugd/b703be_1160d23fd79047c094f16bbd837494e3.p df 13-16 12 a 19/04/22 Mutações gênicas: tipos/bases moleculares/possíveis efeitos fenotípi- cos/agentes mutagênicos Discussão do artigo: NASCIMENTO-OLIVEIRA, J.I. Conectando telômeros e o envelhecimento: É possível viver para sempre?. Genética na Escola, v.15, n.2, p.108-117, 2020. 17-18 22/04/21 Mecanismos de reparo do DNA GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 98-109. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 KHAN ACADEMY: Verificação e reparo do DNA. Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna- replication/a/dna-proofreading-and-repair 19-20 26/04/22 Primeira avaliação teórica 21-22 29/04/22 Eletroforese de ácidos nucleicos * Entrega de relatório de aula prática valendo 10 pontos. A nota do relatório http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication https://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/e/dna-replicationhttps://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/e/dna-replication https://7ced070d-0e5f-43ae-9b1c-aef006b093c9.filesusr.com/ugd/b703be_1160d23fd79047c094f16bbd837494e3.pdf https://7ced070d-0e5f-43ae-9b1c-aef006b093c9.filesusr.com/ugd/b703be_1160d23fd79047c094f16bbd837494e3.pdf https://7ced070d-0e5f-43ae-9b1c-aef006b093c9.filesusr.com/ugd/b703be_1160d23fd79047c094f16bbd837494e3.pdf http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/dna-proofreading-and-repair https://pt.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/dna-proofreading-and-repair PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO será considerada no cálculo da nota N1 (conforme descrito no item VI “Pro- cessos e critérios de avaliação e cronograma”) KHAN ACADEMY. Eletroforese em gel. https://www.youtube.com/watch?v=B2KLuzD_suQ&feature=youtu.be 23-26 03 a 06/05/22 Transcrição gênica em procariotos e eucariotos GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 169-201. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 Leitura das referências: KHAN ACADEMY. Resumo da transcrição https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central- dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/overview-of-transcription KHAN ACADEMY. Etapas da transcrição. https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central- dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/stages-of-transcription 27-28 10/05/22 Processamento do RNA GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 203-221. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 Leitura das referências: KHAN ACADEMY. Processamento de Pré-mRNA eucariota https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central- dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/eukaryotic-pre-mrna-processing 29-30 13/05/22 O código genético e o processo de tradução SOUZA FILHO, G.A.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular – Vol 3. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2008. p.41-76. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 31-32 17/05/22 O processo de tradução: diferenças entre eucariotos e procariotos. KHAN ACADEMY. Etapas da tradução. Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central- dogma/translation-polypeptides/a/the-stages-of-translation SOUZA FILHO, G.A.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular – Vol 3. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2008. Fluxo da informação genética: Tradução III, p.80-98 e Processamento e endereçamento de proteínas, p.101-112. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 Teste seu conhecimento sobre tradução resolvendo exercícios em: KHAN ACADEMY. Tradução. https://www.youtube.com/watch?v=B2KLuzD_suQ&feature=youtu.be http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/overview-of-transcription https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/overview-of-transcription https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/stages-of-transcription https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/stages-of-transcription http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/eukaryotic-pre-mrna-processing https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/eukaryotic-pre-mrna-processing http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/a/the-stages-of-translation https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/a/the-stages-of-translation http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression- central-dogma/translation-polypeptides/e/translation 33-34 20/05/22 Quantificação de ácidos nucléicos * Entrega de relatório de aula prática valendo 10 pontos. A nota do relatório será considerada no cálculo da nota N1 (conforme descrito no item VI “Pro- cessos e critérios de avaliação e cronograma”) 35-38 24 e 27/05/22 Feira das profissões 39-40 03/06/22 Segunda avaliação 41-42 07/06/22 Elementos de transposição GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2009. p. 135-167. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 43-44 10/06/22 Endereçamento de proteínas e modificações pós-traducionais SOUZA FILHO, G.A.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular – Vol 3. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2008. Processamento e endereçamento de proteínas, p.101-112. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 Leitura do material: KHAN ACADEMY. Direcionamento de proteínas. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central- dogma/translation-polypeptides/a/protein-targeting-and-traffic 45-48 14 a 17/06/22 Amplificação de ácidos nucleicos por PCR (Reação em Cadeia da Polimera- se) * Entrega de relatório de aula prática valendo 10 pontos. A nota do relatório será considerada no cálculo da nota N1 (conforme descrito no item VI “Pro- cessos e critérios de avaliação e cronograma”) KHAN ACADEMY. Reação em cadeia da polimerase (PCR). Acesso: https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna- sequencing-pcr-electrophoresis/a/polymerase-chain-reaction-pcr 49-50 21/06/22 Princípios gerais do controle da expressão gênica 51-52 24/06/22 Controle da expressão gênica em procariotos Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2009. p. 224- 243. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/19160 Revisão do conteúdo no link da referência: KHAN ACADEMY. Regulação gênica em bactérias. https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in- bacteria/a/overview-gene-regulation-in-bacteria https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/e/translation https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/e/translation http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/19160 http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/a/protein-targeting-and-traffic https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/a/protein-targeting-and-traffic https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/polymerase-chain-reaction-pcr https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/polymerase-chain-reaction-pcr http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/19160 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/overview-gene-regulation-in-bacteria https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/a/overview-gene-regulation-in-bacteria PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO Teste seus conhecimentos sobre regulação gênica em procariotos em: KHAN ACADEMY. https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene- regulation/gene-regulation-in-bacteria/e/gene-regulation-in-bacteria 53-54 28/06/22 Controle da expressão gênica em eucariotos KHAN ACADEMY. Visão geral: Regulação gênica em eucariontes. Acesso em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in- eukaryotes/a/overview-of-eukaryotic-gene-regulationSOUZA FILHO, G.A.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular – Vol 3. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2008. p.7-14. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 Teste seus conhecimentos sobre regulação gênica em eucariotos em: KHAN CA- DEMY. Regulação gênica em eucariontes. https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in- eukaryotes/e/gene-regulation-in-eukaryotes 55-56 01/07/22 Sequenciamento de DNA – Método dos didesoxinucleotídeos (Método de Sanger) * Entrega de relatório de aula prática valendo 10 pontos. A nota do relatório será considerada no cálculo da nota N1 (conforme descrito no item VI “Pro- cessos e critérios de avaliação e cronograma”) KHAN ACADEMY – Sequenciamento de DNA https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna- sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing RAVE, C.F. Sequenciamento de DNA. E-aulas: Portal de videoaulas da Univer- sidade de São Paulo (USP). Acesso: http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=1966 57-58 04/07/22 Revisão do conteúdo 59-60 05/07/22 Terceira avaliação 61-62 08/07/22 Apresentação das PCCs 63-64 09/07/22 Entrega das notas e avaliação geral da disciplina V. METODOLOGIA Serão ministradas aulas expositivas dialogadas de forma presencial e também aulas práticas no Laboratório didático de Genética. Recursos como: animações, figuras e vídeos serão utilizados nas aulas expositivas sempre que necessário. Materiais complementares para o estímulo e integração das informações teóricas https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/e/gene-regulation-in-bacteria https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-bacteria/e/gene-regulation-in-bacteria https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/a/overview-of-eukaryotic-gene-regulation https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/a/overview-of-eukaryotic-gene-regulation http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/e/gene-regulation-in-eukaryotes https://pt.khanacademy.org/science/biology/gene-regulation/gene-regulation-in-eukaryotes/e/gene-regulation-in-eukaryotes https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=1966 PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO apresentadas em aula como notícias, textos de divulgação científica, vídeos e outros serão disponibilizados no Portal SIGAA. A aprendizagem dos alunos será verificada pela entrega e correção de algumas ativida- des/relatórios de aulas práticas também por meio de três avaliações escritas, conforme descrito no item “Processos e critérios de avaliação e cronograma” deste plano de ensino. Em cumprimento à Prática como Componente Curricular (PCC), os alunos da licenciatura, organizados em duplas, receberão um artigo científico e produzirão um texto de divulgação científica a partir desse arti- go, tendo como público-alvo alunos do ensino médio. A data limite para a entrega da PCC é 17/06/22. A entrega será feita pelo SIGAA. VI. PROCESSOS E CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO E CRONOGRAMA: Os discentes serão avaliados de forma contínua, pela entrega e correção dos relatórios/atividades e também pela entrega e correção de três avaliações escritas. Cada relatório/atividade pontuado(a) valerá 10 pontos. A média das notas dos relatórios resultará na nota N1, que terá peso 2,0 na nota final. Cada uma das três provas escritas valerá 10 pontos e a média das notas das três avaliações escritas comporão a nota N2, que terá peso 8,0 na nota final. As atividades não entregues até a data limite receberão nota zero. O cálculo da nota final será a média ponderada das notas N1 e N2, conforme a equação abaixo: Nota final = [(2 x N1) + (8 x N2)] / 10. Será aprovado o discente que obtiver nota final ≥ 6,0 e frequência mínima de 75%. Para os alunos da licenciatura, o cumprimento da PCC também é um dos critérios exigidos para a aprovação. As notas das atividades serão disponibilizadas periodicamente no portal SIGAA. VII. BIBLIOGRAFIAS Básica PIERCE, B.A. Genética: Um enfoque conceitual. 5ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016, 759 p. GRIFFITHS, A.J.F.; WESSLER, S.R.; CARROLL, S.B.; DOEBLEY, J. Introdução à Genética, 11ª. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016, 756 p. SNUSTAD, D.P. Fundamentos da Genética. 7ª. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017, 579p. Complementar BROWN, T.A. Genética: Um Enfoque Molecular. 3ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,1999. LEWIN, B. Genes. 9ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. WATSON, J.D., BAKER, T.A., BELL, S.P., GANN, A., LEVINE, M., LOSICK, R. Biologia Molecular do Gene. 5ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. Virtual (opcional) ESTEVES, F. et al. Grandes temas em Biologia, vol.1. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2010. 158p. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191514 GARCIA, A.B.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular - Vol. 1. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 2007. 149 p. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191445 GARCIA, A.B. Biologia Molecular – Vol. 2. Rio de Janeiro – Fundação CECIERJ. 2009. 262 p. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191606 SOUZA FILHO, G.A.; MACEDO, J.M.B. Biologia Molecular – Vol 3. Rio de Janeiro – Fundação CECI- ERJ. 2008. 158 p. Acesso: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/191697 Jataí, 21 de Março de 2022 Profa. Dra. Elaine Cristina Castelhano /Docente/Unidade Acadêmica Especial de Ciências Biológicas
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