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 vagas

Carga Horária: 48h

Duração e Turnos: 20 a 27/07 (Manhã e Tarde)

Público-Alvo: Estudantes de graduação das áreas de Ciências Biológicas e Ciências da Saúde, com interesse na aplicação dessas tecnologias em pesquisa científica.

Pré-Requisito: Estar matriculado(a), a partir do 2º período, em curso de graduação em Ciências Biológicas ou Ciências da Saúde e possuir conhecimentos básicos em Biologia Celular ou Molecular (estrutura e função das organelas e biomoléculas, ciclo celular).

Critério de Seleção: Carta de interesse, conforme exemplificado no item 3.4.2, deverá informar o curso de graduação, o período atualmente cursado e a previsão de término. Deve indicar a realização de disciplinas de Biologia Celular ou Molecular (ou equivalentes), participação em eventos ou cursos acadêmicos, aspectos da ementa de maior interesse e, se aplicável, experiência prévia em laboratório, sem identificação do local.

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.

Introdução e Conceitos Fundamentais: Teóricas 1 e 2: 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. Teóricas 3 e 4: Hospedeiros e vetores de clonagem e expressão. Características dos sistemas procarióticos e plasmídeos utilizados. Expressão constitutiva vs. induzida e escolha de cepas bacterianas. Sistema de indução por IPTG/X-Gal e vetores pET.

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): Teóricas 5 e 6: PCR, eletroforese, enzimas de restrição e extração de plasmídeo. Fundamentos, otimização de parâmetros e aplicações. Prática 2: PCR, extração de DNA plasmidial e digestão com enzimas de restrição. Amplificação dos genes-alvo e extração do vetor pET-28a a partir de culturas de E. coli.

Transformação Bacteriana: Prática 3: Preparo de placas seletivas e transformação por eletroporação. Uso de células eletrocompetentes, incubação e pulso elétrico. Seleção e verificação de clones transformados: PCR de colônia e eletroforese em gel de agarose. Confirmação da inserção do gene de interesse em colônias transformadas. 

Expressão e Análise de Proteínas: Teórica 7: SDS-PAGE e Western blot. Fundamentos das técnicas de separação e detecção de proteínas. Teórica 8: Purificação de proteínas recombinantes. Estratégias, tipos de cromatografia e aplicação de tags (His-tag). Prática 4: Indução da expressão proteica com IPTG. Preparo de inóculo, monitoramento de crescimento, coleta de amostras e preparo das mesmas. Prática 5: Eletroforese de Proteínas (SDS-PAGE). Preparo do gel, aplicação das amostras e análise dos perfis proteicos. Western  blot – Transferência e bloqueio. Transferência para membrana e incubação com anticorpos primário e secundário, detecção por quimioluminescência em equipamento de fotodocumentação.

Apresentação dos Resultados: Análise crítica dos dados obtidos ao longo das práticas. Apresentação e discussão dos resultados com os docentes e colegas.