Publicação em Diário da República: Despacho nº 10765/2011 - 30/08/2011
6 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 16,0 PL + 14,0 TP , Cód. 300111.
Docente(s)
- Dina Maria Ribeiro Mateus (2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
Conhecimentos de bioquímica e microbiologia.
Objetivos
Desenvolvimento de competências para execução de técnicas de biologia molecular em biotecnologia industrial. Compreender e acompanhar técnicas analíticas e operações unitárias em processos industriais de biocatálise e fermentação. Aplicar regras de higiene e segurança em biotecnologia.
Programa
OBJETIVOS E COMPETÊNCIAS A DESENVOLVER
A unidade curricular tem como objetivos o estudo e o desenvolvimento de competências nas áreas da biologia molecular, enzimologia, processos de biocatálise e fermentativos bem como na aplicação de critérios de dimensionamento e scale-up de biorreactores, e ainda de regras de higiene e segurança em biotecnologia.
Depois de concluída a UC com sucessos os alunos deverão ser capazes de:
(a) Executar técnicas de biologia molecular, compreender as principais metodologias da clonagem e análise de genes e seus produtos, no âmbito da tecnologia de DNA recombinante com hospedeiros procariotas;
(b) Aplicar técnicas envolvendo enzimas e biocatalisadores imobilizados; compreender e acompanhar operações unitárias em processos industriais envolvendo enzimas/biocatalisadores.
(c) Acompanhar o desenvolvimento e aplicação de técnicas de dimensionamento e de operação de fermentadores em processos industriais, bem como operações de separação da biomassa celular e de produtos biológicos.
CONTEÚDOS PROGRAMÁTICOS
Aulas T
1 Fundamentos de Engenharia de Bioprocessos
1.1 A biotecnologia moderna e tradicional
1.2 Biotecnologia microbiana
1.3 Biocatálise aplicada
1.4 Segurança e regulamentação em biotecnologia
2 Engenharia Genética
2.1 Clonagem de genes
2.2 Enzimas relevantes em clonagem
2.3 Vetores de clonagem
2.4 Marcas de seleção
2.5 Exemplo típico de clonagem
2.6 Introdução de DNA recombinado na célula hospedeira
2.7 Instabilidade genética em células com rDNA
2.8 Bancos genómicos
2.9 Super-expressão, deteção e purificação de proteínas recombinadas
2.10 Aspetos sociais éticos e de segurança
2.11 Aplicações da Tecnologia do DNA recombinado
3 Biorreactores - Fermentadores
3.1 Modelação do crescimento microbiano
3.2 Operação de biorreactores
3.3 Tipos de reatores biológicos
3.4 Reatores de alta densidade celular
4 Biocatálise Aplicada
4.1 Imobilização e comportamento de biocatalisadores
4.2 Cinética das enzimas livres
4.3 Cinética das enzimas imobilizadas
4.4 Reatores para biocatalisadores imobilizados
5 Processos de Separação e Purificação de Produtos Biológicos
6 Exemplos de aplicação da Engenharia de Bioprocessos
6.1 Indústria alimentar
6.2 Produção de biocombustíveis
6.3 Indústria farmacêutica e vacinas
6.4 Produção de enzimas
6.5 Produção de fermentos
6.6 Biotecnologia ambiental
Aulas PL
Realização de exercícios de aplicação da matéria dada nas aulas teóricas.
Realização de trabalhos laboratoriais:
TP1 Purificação, concentração e quantificação de DNA cromossómico de uma estirpe de Escherichia coli
TP2 Restrição dos DNA cromossómico por endonucleases e sua visualização em gel de Agarose.
TP3 Condução de uma fermentação alcoólica para produção de bioetanol / Produção de biomassa algal para biocombustíveis.
Metodologia de avaliação
Prova escrita final (70%), apresentação e discussão de trabalhos de pesquisa bibliográfica e relatórios dos trabalhos laboratoriais (30%).
Classificação mínima de 10 valores em todas as componentes.
Bibliografia
- Videira, A. (2001). Engenharia Genética Princípios e Aplicações (Princípios básicos - Cap I a VIII),. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas
- Doran, P. (2012). Bioprocess Engineering Principles. London: Academic Press
- Kargi, F. e Shuler, M. (2001). Bioprocess Engineering Basic Concepts. London: Pearson Educatión
- N. Lima e M. Mota, .. (2003). Biotecnologia Fundamentos e Aplicações. Lisboa: Lidel-Edições Técnicas
Método de Ensino
Aulas teóricas e expositivas, onde se descreve e exemplifica a aplicação dos princípios fundamentais. Aulas laboratoriais em que são realizados trabalhos laboratoriais e aulas práticas em que é proposta a resolução de casos práticos e exercícios.
Software utilizado nas aulas
Não aplicável.
