Informações do Curso

Clonagem e expressão de proteínas recombinantes em sistemas procarióticos

O curso irá focar nas tecnologias usadas para expressar proteínas recombinantes de forma heteróloga em sistemas procarióticos, principalmente em Escherichia coli, por meio de aulas práticas e teóricas das principais técnicas usadas para tais fins.

Modalidade: Presencial

Vagas: 10

Carga Horária: 80h

Duração e Turnos: 26/01/2026 a 06/02/2026 (Manhã e Tarde)

Público-Alvo: Estudantes de graduação das áreas de Ciências Biológicas e da Saúde, interessados no uso de tecnologias de clonagem e expressão gênica para o desenvolvimento de pesquisas científicas.

Pré-Requisito: Estar regularmente matriculado a partir do 2º período em curso de graduação das áreas de Ciências Biológicas ou da Saúde. É desejável possuir conhecimento básico em Biologia Celular e Molecular, incluindo estrutura e função das organelas, biomoléculas e ciclo celular.

Critério de Seleção: A carta de interesse anônima, conforme exemplificado no item 3.4.2, deverá informar o curso de graduação, o período atualmente cursado e a previsão de término da graduação. Indicando a realização de disciplinas de Biologia Celular ou Molecular (ou equivalentes), eventual participação em eventos e cursos acadêmicos, aspectos da ementa que despertaram maior interesse e, se aplicável, experiências prévias em laboratório.

Justificativa: O uso crescente de proteínas recombinantes em diversas áreas acadêmicas, industriais e biotecnológicas evidencia a necessidade urgente de ampliar a difusão dos conhecimentos teóricos e práticos relacionados aos princípios fundamentais da biologia molecular. Em especial, o domínio dos sistemas procarióticos para clonagem e expressão heteróloga de proteínas recombinantes é essencial, pois esses sistemas são amplamente utilizados pela sua eficiência, baixo custo e rapidez no desenvolvimento de produtos biotecnológicos. Oferecer um curso focado nessas técnicas permite capacitar pesquisadores, estudantes e profissionais a aplicarem métodos atualizados de clonagem gênica, otimização da expressão proteica, purificação e análise funcional, promovendo avanços no desenvolvimento de vacinas, enzimas, biossensores e outras aplicações biotecnológicas inovadoras. Além disso, o curso contribui para fortalecer a formação técnica e científica, aumentando a competitividade nas áreas de pesquisa e desenvolvimento em biotecnologia.

Objetivo geral: Capacitar os participantes no domínio dos princípios teóricos e das técnicas práticas de clonagem e expressão de proteínas recombinantes em sistemas procarióticos, promovendo a aplicação desses conhecimentos em pesquisa, desenvolvimento e biotecnologia.

Objetivos educacionais/aprendizagem: Compreender os princípios fundamentais da clonagem gênica e expressão de proteínas em sistemas procarióticos; Identificar os principais elementos dos vetores de expressão e suas funções no processo de clonagem; Aplicar técnicas laboratoriais para manipulação de DNA, incluindo restrição, ligação e transformação bacteriana; Executar protocolos para indução e otimização da expressão de proteínas recombinantes em bactérias; Avaliar criticamente os desafios e limitações do uso de sistemas procarióticos para expressão proteica; Desenvolver capacidade para interpretar resultados experimentais e solucionar problemas práticos relacionados à clonagem e expressão heteróloga.

Metodologia: Aulas presenciais, expositivas e dialogadas com uso de slides; Aulas práticas com participação ativa dos alunos.

Avaliação: Seminário de apresentação de resultados gerados ao longo do curso.

Estrutura: O curso está estruturado de forma integrada entre aulas teóricas e práticas, com o objetivo de proporcionar aos alunos uma formação sólida e aplicada em clonagem e expressão de proteínas recombinantes em sistemas procarióticos. A turma será dividida em dois grupos, sendo que cada grupo trabalhará com um gene-alvo distinto (NAT2 humana ou CRP de Mycobacterium bovis BCG), permitindo uma abordagem comparativa e colaborativa ao longo do curso.

Introdução e Conceitos Fundamentais: Teórica 1: Introdução à tecnologia do DNA recombinante. A aula abordará os aspectos históricos, principais descobertas e os impactos no desenvolvimento científico e tecnológico. Serão revistos conceitos básicos de biologia molecular, dogma central e ênfase nos conceitos e princípios da clonagem e expressão recombinante. Teórica 2: Hospedeiros e vetores de clonagem e expressão. Características dos sistemas procarióticos e plasmídeos utilizados.

Planejamento Experimental e Análises In Silico: Prática 1: Análises bioinformáticas aplicadas à clonagem gênica e expressão heteróloga. Identificação de sítios de restrição, predição do tamanho da proteína com His-tag, análise de domínios, ponto isoelétrico (pI) e regiões desordenadas. Discussão dos desafios prévios à bancada e possíveis ajustes no planejamento.

Técnicas de Biologia Molecular (PCR, eletroforese, extração de DNA): Teórica 3: PCR, eletroforese, enzimas de restrição e extração de plasmídeo. Fundamentos, otimização de parâmetros e aplicações. Prática 2: PCR e extração plasmidial. Amplificação dos genes-alvo e extração do vetor pET-28a a partir de culturas de E. coli.

Transformação Bacteriana: Teórica 4: Expressão constitutiva vs. induzida e escolha de cepas bacterianas. Sistema de indução por IPTG/X-Gal e vetores pET. Prática 3: Preparo de placas seletivas e transformação por eletroporação. Uso de células eletrocompetentes, incubação e pulso elétrico.

Seleção e Verificação de Clones Transformados: Prática 4: PCR de colônia e eletroforese em gel de agarose. Confirmação da inserção do gene de interesse em colônias transformadas.

Introdução ao Sequenciamento: Teórica 5: Sequenciamento Sanger e visita técnica à plataforma de sequenciamento (RPT01A). Mecanismos, aplicações e comparação com métodos de nova geração.

Expressão e Análise de Proteínas: Teórica 6: SDS-PAGE e Western blot. Fundamentos das técnicas de separação e detecção de proteínas. Teórica 7: Purificação de proteínas recombinantes. Estratégias, tipos de cromatografia e aplicação de tags (His-tag). Prática 6: Indução da expressão proteica com IPTG. Preparo de inóculo, monitoramento de crescimento, coleta de amostras e preparo das mesmas. Prática 7: Eletroforese de Proteínas (SDS-PAGE). Preparo do gel, aplicação das amostras e análise dos perfis proteicos.

Detecção Específica da Proteína Recombinante: Prática 8: Western blot – Transferência e bloqueio. Transferência para membrana e incubação com anticorpo primário. Prática 9: Western blot – Detecção por quimioluminescência. Incubação com anticorpo secundário e revelação em equipamento de fotodocumentação.

Discussão e Apresentação dos Resultados: Preparação de seminários pelos grupos (NAT2 e CRP). Análise crítica dos dados obtidos ao longo das práticas. Apresentação e discussão dos resultados com os docentes e colegas.