BIOLOGIA CELULAR

E

MOLECULAR

Uma pequena introdução...

1º Semestre 2º Semestre 3º Semestre 4º Semestre 5º Semestre 6º Semestre 7º Semestre 8º Semestre 9º Semestre

Cálculo I (5) Cálculo II (4) Cálculo III (4) Cálculo IV (3)Fenômenos de

transporte (4)Inteligência Artificial (4)

Instrumentação Básica

(4)

Controle em Processos

Agropecuários (4)

Trabalho de conclusão

de curso II (1)

Álgebra Linear e

Aplicações em

Geometria Analítica (4)

Física Geral e

Experimental I (4)

Física Geral e

Experimental II (4)

Física Geral e

Experimental III (4)

Física Geral e

Experimental IV (4)

Sistemas

Digitais (4)

Automação em

Agropecuária (4)

Laboratório de

Controle (3)

Controle de Qualidade,

Classificação e

Normalização de

Produtos (3)

Desenho Assistido por

Computador (4)Estatística básica (4)

Solos: Propriedades e

processos (3)Mecânica Geral (4) Eletrônica I (4) Eletrônica II (4)

Laboratório de

Automação (3)Mecatrônica (4)

Captação, Análise e

Diagnóstico de

Imagens para Fins

Agropecuários (3)

Ecologia Aplicada à

Engenharia de

Biossistemas (3)

Algoritmos e

Programação de

Computadores (4)

Termodinâmica (4) Cálculo numérico (3)Hidráulica, Irrigação e

Drenagem (4)

Laboratório de

Eletrônica II (2)

Processamento de

Sinais em

Biossistemas (3)

Análise de Imagens em

Biossistemas (3)

Agricultura de Precisão

(4)

Biologia Celular e

Molecular (2)Botânica (4)

Biologia Comparativa

dos Animais

Domésticos (4)

Produção de Não-

Ruminantes (4)

Produção de

Ruminantes (4)

Princípios de

Biometeorologia (3)

Máquinas para

Produção

Agropecuária I (4)

Construções rurais (3)Zootecnia de Precisão

(4)

Química Geral (6)

Bioquímica aplicada à

engenharia de

biossistemas (6)

Biocombustíveis (3)Geração de

Eletricidade e Calor (3)

Instalações Elétricas e

Eficiência Energética

(4)

Elementos de

Máquinas (4)

Ciência e tecnologia

dos materiais (4)

Gestão da Qualidade

em produtos

agroindustriais (4)

Tecnologia de

secagem e

armazenagem de grãos

(3)

Introdução à

Engenharia de

Biossistemas (2)

Normas Técnicas e

Redação (2)Sociologia (2) Circuitos elétricos (3)

Resistência dos

Materiais (4) Administração (4) Grandes Cultivos (4) Cultivos Protegidos (4)

Economia (4)Laboratório de

eletrônica I (2)

Fundamentos de

Estrutura Eletrônica da

Matéria (3)

Gestão, Inovação e

Empreendedorismo (2)

Trabalho de conclusão

de curso I (1)

Grade curricular do curso de Engenharia de Biossistemas

26 28 24 28 30 28 28 26 18

2

Ao final da disciplina os estudantes serão capazes de:

1) descrever as diferentes estruturas celulares e associá-las às suas funções, incluindo

composição, estrutura e funções das membranas celulares e suas especializações;

2) relatar os mecanismos de transporte de substâncias entre a célula e seu ambiente;

3) descrever as diferentes formas de interação e comunicação entre as células e o meio

extracelular;

4) descrever a organização tecidual básica dos organismos animais;

5) relacionar a estrutura e função das diferentes organelas e do citoplasma para a

sobrevivência celular;

6) relatar os princípios básicos da expressão gênica, incluindo a síntese de DNA e RNA;

7) descrever e comparar diferentes processos de proliferação e morte celular.

Créditos Aula: 2

Créditos Trabalho: 0

Carga Horária Total: 30 h

Tipo: Semestral

Ativação: 01/01/2016

Disciplina: ZMV1002 - Biologia Celular e Molecular

Cellular and Molecular Biology

3

Biologia Celular Histologia

4

5

Níveis de organizaçãoátomos

moléculas

células

tecidos

órgãos

sistemas

organismos

macromoléculas

http://www.huffingtonpost.co.uk/2013/09/13/gears-in-nature-insect_n_3918597.html

First Working 'Gears' Found In Nature (PICTURES)Huffington Post UK / PA | Posted: 13/09/2013 09:10 BST

A gear system similar to those used on bicycles has been found in insects - showing that nature developed cogs

long before humans.

The juvenile Issus - a plant-hopping insect found in gardens across Europe - has hind leg joints with curved cog-

like strips of opposing "teeth" that inter-mesh, rotating like mechanical gears to synchronise the animal's legs

when it launches into a jump, University of Cambridge researchers said.

The find demonstrates that gear mechanisms previously thought to be man-made have an evolutionary

precedent.

Above: The gears in the Issus leg work in a similar way to those found on bicycles and inside car gear-boxes.

Engenhocas biológicas... 6

Mitochondria generate energy within cells, and could now be

tapped in new bio battery devices

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2010/August/27081001.asp

Bio battery based on cellular power plant27 August 2010

Leigh Krietsch Boerner/Boston, US

Mitochondria, often called the powerhouse of the cell, have been harnessed in a new battery-like device that could one day power small

portable devices like mobile phones or laptops.

Mitochondria convert fatty acids and pyruvate, formed from the digestion of sugars and fats, to adenosine triphosphate (ATP), the cell's energy

supply. Along the way a tiny electrical current is generated, and Shelley Minteer and coworkers from Saint Louis University in Missouri, US, have

now harnessed those flowing electrons to put them to work in a new biological battery device.

Speaking at the American Chemical Society national meeting in Boston, US, Minteer described how her team has built a biological battery that

incorporates whole mitochondria capable of producing a current anywhere from microamps to milliamps per square centimetre,

depending on the surface area of the mitochondria and the load density.

Minteer notes that commercially available batteries contain metals, and need to be recycled. However, battery recycling facilities aren't

widespread in many areas. 'My research is about transitioning from these metal-based batteries to a biological battery,' she said. 'The

living cell does energy conversion very efficiently.'

Similar to a traditional battery, the bio version contains two electrodes. The cathode houses the conversion of oxygen to water, while the anode

holds the immobilised mitochondria. 'Once the substrate comes in it can be completely oxidised to carbon dioxide, and when that happens,

electrons go through the wire and do work.'

The bio battery is completely renewable and biodegradable, and is stable at room temperature and a neutral pH for up to 60 days. Minteer

says the new batteries would be best suited to small devices that have intermittent use.

Right now, the test cell is in an open glass container in the lab, but for future commercial use, it would be in a hard plastic container. The fuel,

any high energy dense liquid, would be added through a sealed, disposable cartridge that would be replaced as needed.

In the future, Minteer wants to increase the surface area within the device so they can increase the loading density of the mitochondria because

at the moment they're limited by the amount can put on the electrode. They're also looking at ways to improve the energy density output, and

reengineer the size of the device to be as compact as possible.

Evgeny Katz, an expert in biochemistry at Clarkson University in New York, US, describes this as 'an extremely interesting approach,' because

the mitochondria can 'consume the whole biochemical, producing much more energy and power from the oxidation process'. He was also

impressed with the very high stability of the mitochondrial battery. 'In most biofuel cells, the critical issue is not only how much power you

produce but how long you can get it,' Katz explains.

Engenhocas biológicas... 7

http://www.bbc.co.uk/portuguese/videos_e_fotos/2014/02/140218_peixe_robo_video_fn.shtml

Peixe elétrico da Amazônia inspira criação de robôs

subaquáticosJonathan Amos, Enviado especial da BBC News a Chicago, 18 de fevereiro, 2014 - 12:13 (Brasília) 15:13 GMT

Cientistas de uma universidade americana criaram um robô subaquático a partir da análise de características de um peixe

elétrico da Bacia Amazônica.

O ituí-cavalo (Apteronotus albifrons) é um peixe de hábitos noturnos que vive na região amazônica. Ele é cego, mas consegue emitir uma leve corrente

elétrica na água para determinar como é o ambiente onde está.

Estes peixes possuem receptores distribuídos pelo corpo, que permitem "sentir" o ambiente a partir da corrente elétrica emitida.

Os pesquisadores da Universidade Northwestern acreditam que essas características podem ajudar no desenvolvimento de uma nova geração de robôs

autônomos que operam debaixo d’água.

A partir do ituí-cavalo, os pesquisadores criaram robôs que conseguiram se mover em meio a destroços e na escuridão total. Eles seriam úteis em casos

de navios naufragados ou em vazamentos de petróleo, por exemplo.

"Hoje não temos robôs subaquáticos que funcionem bem em meio a obstruções ou em condições onde a visão não é muito útil", disse Malcolm MacIver, um

dos líderes da pesquisa.

"Pense em um navio de cruzeiro afundado. É muito perigoso mandar mergulhadores para estas situações, onde a água pode ser muito turva."

MacIver mostrou o resultado de sua pesquisa na reunião anual da Associação Americana para o Progresso da Ciência (AAAS, na sigla em inglês), em

Chicago.

Campo elétricoMalcolm MacIver estuda o ituí-cavalo há anos, decifrando seus sistemas sensorial e de movimento. Para o pesquisador, é possível aprender com estes peixes.

"Eles não usam a visão para caçar durante a noite nos rios da bacia do Amazonas, e seus movimentos em meio a raízes amontoadas e florestas inundadas

tem que ter uma precisão incrível", disse.

Estes peixes geram um campo elétrico a partir de neurônios modificados em sua medula espinhal. Quando a caça, como insetos aquáticos, entram

neste campo, o peixe consegue medir a minúscula mudança na voltagem graças aos receptores na superfície de sua pele.

Engenhocas biológicas... 8

http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2015/02/150218_dente_molusco_pai

Dente de molusco é material biológico ‘mais resistente’ que

existeJonathan Webb Repórter de ciência da BBC News

Dentes de moluscos parecem ser o material biológico mais forte já testado, e suas estruturas podem ser copiadas para

fazer carros, navios e aviões do futuro, segundo uma pesquisa de engenheiros britânicos.

Moluscos têm uma língua de cerdas com pequenos dentes para coletar comida de rochas e levá-la à boca, muitas vezes engolindo

partículas rochosas no processo.

Seus dentes são feitos de um composto mineral-proteico, cujos pequenos fragmentos foram testados em laboratório.

Os pesquisadores descobriram que esses dentes são mais fortes do que a seda produzida por aranhas e de resistência quase

semelhante aos mais fortes materiais produzidos pelo homem.

"Até agora, pensávamos que a seda de aranha era o material biológico mais forte, por causa de sua

superforça e de seu potencial para ser aplicado em tudo, de coletes à prova de balas a materiais

eletrônicos, mas descobrimos que o dente de molusco tem uma força potencialmente maior", disse em

comunicado o professor Asa Barber, da Escola de Engenharia da Universidade de Portsmouth (Grã-

Bretanha), que liderou o estudo.

"A biologia é uma grande fonte de inspiração para um engenheiro", prossegue Barber. "Os dentes (de moluscos) são feitos de fibras muito pequenas,

aglomeradas de uma forma muito particular - e devíamos estar pensando em formas de fazer nossas próprias estruturas seguirem os mesmos

princípios de design."

Essas fibras, formadas por um mineral de óxido de ferro chamado goethita, criam uma base proteica de forma semelhante à que fibras de carbono

podem ser usadas para fortalecer materiais plásticos.

Os dentes de molusco têm menos de 1 mm de largura, mas Barber e seus colegas colocaram dez deles em uma forma minúscula para medir sua força tênsil

- a quantidade de força que o material consegue suportar antes de quebrar.

E vale lembrar que a parte do meio dessas amostras é mais de cem vezes mais fina do que um fio de cabelo humano.

Os dentes foram analisados por um microscópio de força atômica de forma a dividi-lo até o nível do átomo e para testar sua resistência.

Os cientistas calculam que a força dos dentes era de, em média, cerca de 5 gigapascais (GPa), cinco vezes mais do que a maioria das sedas produzidas por

aranhas e força semelhante à pressão usada para transformar carbono em diamante sob a crosta terrestre.

Segundo Barber, isso é um novo recorde de força na biologia. Ele diz que é como se um único fio de espaguete conseguisse segurar 3 mil pacotes de

meio quilo de açúcar..... http://rsif.royalsocietypublishing.org/content/12/105/20141326

Engenhocas biológicas... 9

http://inhabitat.com/spiffy-backpack-traps-bovine-gas/

http://www.newscientist.com/blogs/shortsharpscience/2013/03/cow-flatulence.html

http://www.eetimes.com/electronics-news/4406178/MEMS-MooMonitor-tracks-herd -

sensores MEM

10

http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/magazine/8329612.stm

11

http://nwfarmsandfood.com/index.php/unlikely-renewable-energy-hero

12

13

http://www.thebioenergysite.com/articles/491/using-pigs-to-grow-tomatoes-with-biogas

14

15

http://www.poultrycast.com/good-poultry-transport-air-quality

http://prosaamya.com/website/poultry.html

16

https://youtu.be/tCV_lPRRwT0

http://www.usp.br/portalbiossistemas/?p=8148

ESTRUTURA / FORMA X FUNÇÃO

- Organismos

- Órgãos e

sistemas

-Tecidos

- Células e

material

extracelular

- OrganelasFORMA X FUNÇÃO do todo

Ʃ forma e função de suas partes

ESTRUTURA / FORMA X FUNÇÃO

Hierarquia

Classificações

critérios

ESTRUTURA

/ FORMA X

FUNÇÃO

geral ao específico

semelhanças

diferenças

20

CLASSIFICAÇÕES X CRITÉRIOS

FORMAS X FUNÇÕES

Qual a diferença entre INFORMAÇÃO e CONHECIMENTO?

Termos e conceitospalavras novas – o que

significam??

Você está

aprendendo

outra “língua”

Estabeleça

RELAÇÕES

entre os

conceitos NOVOS

entre si E com

o que vc já sabe

Hierarquia

Semelhanças

Diferenças

Citar

Descrever

Explicar

Comparar

Relacionar

Classificações

Critérios

Aprender a

aprender

Monitorar o que

aprendeu

O que é?

Como funciona?

Quando

acontece?

Onde se

encontra?

Porque é assim?

O que acontece

se mudar...?

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Estratégias para aprender...

Atividades no Moodle!

• Seguir os objetivos da aula – isso é o que se quer que saibam!

• Ler o conteúdo focando nos objetivos – não é preciso ler tudo no

capítulo do livro!! é preciso buscar as informações necessárias para

atingir o objetivo...

• Avaliar a leitura – entendi tudo? que dificuldades tive? será que um

colega pode ajudar a entender? posso ajudar um colega a entender?

• Teste-se – é uma forma de avaliar o que ficou claro ou não

• Aula – aproveite para esclarecer as dúvidas!! pergunte ao professor e

tente responder à perguntas feitas! não tenha medo de errar, errando é

que se aprende! Não deixe virar uma bola de neve!

• Reler, reavaliar, discutir...Fórum...

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Tarefas:

AGORA!!! até 10 h

Responder ao Teste Geral no MOODLE

Até 06/03 6ª feira 14 h

Responder às Enquetes 1 e 2 no MOODLE (até 06/03 6ª feira 14 h)

SEMANA QUE VEM

Para aula de 10/03:

Leitura ANTES da aula com base nos objetivos de aula (estão no Moodle):

Capítulo 5 Membrana plasmática pgs 83-86, 88-89, 90, 95, 97-103 (Junqueira e

Carneiro Biologia Celular e Molecular)

No Fundamentos da Biologia Celular (Alberts) Capítulo 11

APÓS a leitura, realizar o teste online ANTES da aula (até 09/03 2ª feira 16 h)

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