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Modelação de Processos Biológicos

Código:

BINF029

Sigla:

MPB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia

Ocorrência: 2019/2020 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Biotecnologia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioinformática

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
BINF	18	Plano Estudos 2016	3	-	5	60	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objectivo desta UC é dar aos estudantes as capacidades matemáticas necessárias para modelar e simular sistemas biológicos/bioquímicos de um ponto de vista cinético e metabólico. Esta formulação matemática advém da teoria dos sistemas bioquímicos, em que os sistemas podem ser modelados por equações diferenciais que englobam não só a cinética e os fluxos do sistema mas também os aspectos de regulação e compartimentalização. Esta UC inclui também modelos de aplicação farmacocinética, que foram inicialmente introduzidos na UC “Metabolismo e Regulação” e serão explorados também na UC “Laboratório de Bioinformática”.

Resultados de aprendizagem e competências

.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Modelação de reacções enzimáticas: cinética enzimática, activação e inibição; modelação de sistemas uni-enzimáticos – leis de acção de massa e de potências, lei de Henri-Michaelis-Menten.
2. Modelação de redes metabólicas I: descrição de sistemas metabólicos de 1 compartimento; análise do controlo metabólico de sistemas.
3. Modelação de redes metabólicas II: vias paralelas alternativas e transição entre vias
4. Modelação de redes metabólicas III: genes; modelos de gene único, probabilístico para genes procarióticos, e de regulação cis de genes eucarióticos
5. Modelação de redes metabólicas IV: metabolismo de fármacos.
6. Modelação de compartimentos I: fluxo e transportadores
7. Modelação de compartimentos II: a célula multicompartimentada; sinalização entre compartimentos e sinalização extracelular
8. Modelação de compartimentos III: farmacocinética.

Bibliografia Obrigatória

Fell, D.; Understanding the Control of Metabolism (Frontiers in Metabolism), Portland Press. ISBN: 978-1- 855-78047-7
Bower, J.M., Bolouri, H. (eds.); Computational Modeling of Genetic and Biochemical Networks, Bradford Book. ISBN: 978-0-262-52423-0
Britton, N.F.; Essential Mathematical Biology, Springer. ISBN: 978-1-852-33536-6
Peters, S.A.; Physiologically-Based Pharmacokinetic (PBPK) Modeling and Simulations: Principles, Methods, and Applications in the Pharmaceutical Industry Hardcover, Wiley. ISBN: 978-0-470-48406-7

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas têm uma componente expositiva-demonstrativa com resolução de exercícios e casos aplicados, utilizando software específico, de processos biológicos interpretados através de modelos matemáticos.

Software

Optflux (www.optflux.org/)
Copasi (http://copasi.org/)
CellDesigner (http://www.celldesigner.org/)
JWS online (http://jjj.biochem.sun.ac.za/)
COBRA (https://opencobra.github.io/)

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Trabalho escrito	30,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	0,50
Estudo autónomo	40,00
Frequência das aulas	60,00
Trabalho escrito	34,50
Total:	135,00

Obtenção de frequência

Não Aplicável

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação contínua:

CF = 35,5% Teste 1 + 35,5% Teste 2 + 15% Trabalho 1 + 15% Trabalho 2

A média dos dois testes tem de ser igual ou superior a 9,5 valores para aprovação em avaliação contínua.

Exame (todas as épocas):

CF = 70% Exame + 15% Trabalho 1 + 15% Trabalho 2

Ou

CF = 100% Exame

A nota obtida em Exame tem de ser superior a 9,5 valores.