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Modelação de Processos Biológicos

Código:

BINF029

Sigla:

MPB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Biotecnologia

Ocorrência: 2021/2022 - 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	23	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)
Bower, J.M., Bolouri, H.; Computational Modeling of Genetic and Biochemical Networks
Britton, N.F.; Essential Mathematical Biology
Peters, S.A.; Physiologically-Based Pharmacokinetic (PBPK) Modeling and Simulations: Principles, Methods, and Applications in the Pharmaceutical Industry Hardcover,

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas demonstrativas. Aula de exercícios práticos que terá como foco mostrar em um grande número de exemplos simples os vários modelos matemáticos que surgem nesta área.
É proposto aos estudantes a realização de dois trabalhos escritos que possibilitam treino em modelação e utilização de software. O Trabalho 1 é um mini-relatório com análise computacional de um modelo metabólico utilizando software de relevância em Engenharia Metabólica. O Trabalho 2 é a análise crítica de um artigo científico (replicação dos resultados in silico) com base num tema lecionado pelo docente.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	70,00
Trabalho escrito	22,50
Apresentação/discussão de um trabalho científico	7,50
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	1,00
Estudo autónomo	47,00
Frequência das aulas	52,50
Trabalho de investigação	15,00
Trabalho escrito	20,00
Total:	135,50

Obtenção de frequência

Não aplicável.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação Contínua
Classificação final = 35% Teste 1 + 35% Teste 2 + 15% Trabalho 1 + 15% Trabalho 2


Época de Exame e Época Especial
100% Exame ou
70% Exame + 15% Trabalho 1 + 15% Trabalho 2

- Os Trabalhos 1 e 2 são de entrega obrigatória na avaliação contínua.
- O Trabalho 2 é apresentado oralmente, em grupo, e poderá ser atribuida uma classificação nula ao aluno que não se apresente na discussão oral do mesmo, ainda que tenha assinado o trabalho; Poderá ser atribuida classificação distinta a alunos do mesmo grupo com base no empenho demonstrado, na qualidade da apresentação oral e do domínio do tema.