Cell and Membrane Biophysics

Objectivos

O objetivo desta Unidade Curricular é proporcionar aos alunos conhecimento sobre física: a) das interações moleculares dos constituintes celulares tendo em conta que a combinação dessas interações determina o reconhecimento específico de uma molécula num determinado ambiente ou a funcionalidade dessa molécula; e b)das principais funções dos constituintes celulares.Esta UC irá proporcionar uma profunda compreensão das causas e efeitos dos processos dentro da membrana celular, permitindo que os alunos se familiarizem com as questões científicas primordiais associadas à célula e trazerem esse conhecimento, e metodologias associadas, para as outras áreas científicas do programa doutoral, abrindo novas portas para abordagens de alto nível para o combate a doenças relacionadas à membrana e à célula. Finalmente, esta UC será útil para os estudantes que queiram entender os processos biológicos através da aplicação de observações simples e análise científica fundamental.

Caracterização geral

Código

11259

Créditos

3.0

Professor responsável

Maria de Fátima Guerreiro da Silva Campos Raposo

Horas

Semanais - A disponibilizar brevemente

Totais - 28

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Sem requisitos.

Bibliografia

Artigos científicos relacionados com as áreas da disciplina. Para uma leitura geral, são aconselhados os seguintes livros: 1) Intermolecular and Surface Forces: Revised Third Edition, Jacob N. Israelachvili, Academic Press; 3 edition, 2011; 2) Cell Physiology Source Book: Essentials of Membrane Biophysics, Nicholas Sperelakis, Academic Press; 4th edition edition, 2012; e 3) Membrane Biophysics, Series: Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering, Mohammad Ashrafuzzaman, Jack A. Tuszynski, Springer, 2012.

Método de ensino

Aulas teórico-Praticas:

Presenciais, com a duração de 2 horas, apoiadas por apresentações em vídeo-projetor, simulações e demonstrações. Os conteúdos pedagógicos das aulas, organizados em Unidades de Aprendizagem (UA), estão agrupados em documentos, disponibilizados na plataforma Moodle. Cada uma das UA tem associada uma lição online que contém questões de autoavaliação dos conhecimentos. Algumas aulas serão reservadas à apresentação de temas de conteúdos programáticos por parte dos alunos.

Método de avaliação

Uma lista de temas será apresentada aos alunos no início da UC e cada aluno irá apresentar um desses assuntos oralmente e por escrito, que serão avaliados. Os alunos também serão submetidos a um sistema de avaliação contínua com base no seu desempenho e atitude durante as apresentações do(s) professor (s) e dos colegas e a compreensão sobre o assunto específico que trabalhou.

Conteúdo

Forças intermoleculares. Características das forças intermoleculares, interpartículas  e entre superfícies. Forças de van der Waals entre as superfícies. Forças eletrostáticas entre superfícies em líquidos. Solvatação, forças estruturais e de hidratação. Forças estéricas e de flutuação. Adesão. Estruturas semelhantes a fluídos e  auto-montagem. Micelas, bicamadas e membranas biológicas. Princípios termodinâmicos de auto-montagem. A agregação de moléculas anfifílicas em micelas, bicamadas, vesículas e membranas biológicas. Interações entre bicamadas lipídicas e membranas biológicas. Acoplamento proteína-bicamada lipídica da membrana; Folding de proteínas e sua dinâmica, aspetos moleculares da montagem da membrana e de transporte, excitabilidade da membrana e canais iónicos, fisiologia do transporte, bombas e permutadores; processos avançados de ruído, foto-biofísica, transmissão sináptica e transdução sensorial e muscular, e outros sistemas contráteis.