Objetivos da Unidade Curricular

Os resultados expectáveis da aprendizagem dos alunos nesta cadeira, a este nível de formação, estão relacionadas com a aquisição de conhecimentos específicos e operacionais de Genética Evolutiva e Doença Humana, concretamente com a capacidade de autonomamente analisar, por vários métodos, e interpretar resultados recentes nesta área. Pretende-se ainda estimular a curiosidade dos alunos em relação à actividade científica e promover a sua capacidade de formulação de questões. 

Pretende-se que os alunos adquiram não só as competências específicas ao âmbito da disciplina, mas também fornecer bases teóricas e prática. Procura-se ainda dar competências abrangentes relacionadas com a capacidade de crítica, análise e discussão de ideias, cultivando o espírito científico com consequente desenvolvimento da capacidade de identificar problemas pertinentes. Por último pretende-se que os alunos desenvolvam competências no âmbito das técnicas de apresentação e divulgação da actividade científica. 

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Pré-requisitos

Sem pré-requisitos

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Conteúdos

Revisão dos princípios fundamentais de Genética evolutiva: genes e populações, diferenciação e estrutura populacional, linkage desiquilibrium. Tipos de marcadores moleculares, marcadores neutrais e sujeitos à acção da selecção natural. A distribuição e variabilidade da espécie Humana. Os processo evolutivos e demográficos que afectam a diversidade. Efeitos passados e presentes da selecção natural na espécie Humana. Análise de fenómenos de coevolução com a espécie humana e domesticação. A origem das principais doenças infecciosas. Implicações para a saúde das populações humanas da biogeografia evolutiva da nossa espécie e da história da civilização humana. A perspectiva da biologia evolutiva sobre a doença humana, implicações para o seu tratamento. A genética e as doenças humanas. Dos estudos de associação tradicionais aos estudos do genoma.

 

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Descrição detalhada dos conteúdos programáticos

Componente Teórica

O curso teorico é composto de 12 assuntos abordados ao longo das aulas. O primeiro tópico é uma introdução geral ao tema da cadeira e aos aspectos fundamentais da mesma. Enquadramento dos principais problemas de saúde humana e das suas causas à escala planetária. A importancia das doenças não-transmissiveis, mesmo em paises em vias de desenvolvimento.
O segundo tópico é uma revisão post-genómica da história evolutiva Humana. Quais as teorias clássicas sobre a origem e expansão da nossa espécie e como descobertas e estudos recentes vieram alterar essa perspectiva. A descoberta do Denisova como próximo do Neaderthal. Os potenciais cruzamentos entre estas espécies e a nossa e consequencias para o nosso genoma. A distribuição e variabilidade na espécie Humana.


Nos três tópicos seguinte são abordados conceitos fundamentais em Biologia Evolutiva,  necessários para a abordagem comprensiva as forças microevolutivas. São estudados os seguintes conceitos: O equilíbrio de HW  - Conceito, pressupostos e desvios; Deriva genética, modelo de Fisher-Wright;  Tamanho da população efectiva, o conceito de tamanho de população efectiva (Ne), a relação entre N e Ne, a variação genómica do Ne.

Em seguida são abordados os seguintes temas relacionados com as forças microevolutivas:
Variabilidade e o equilíbrio Mutação-Deriva. Os factores que fazem variar as frequências alélicas nas populações e respectivos efeitos: Mutação, deriva, migração e selecção. O equilíbrio mutação-deriva.
Gene Flow  Migração e fluxo génico O efeito da migração nas frequências alélicas A acção da migração e deriva nas populações Medidas directas e indirectas de estimar o fluxo génico.
Estruturação populacional. Níveis de subdivisão populacional. O modelo de ilhas de Wright. As estatísticas de Wright. A medição da estruturação.

No quarto tópico são desenvolvidas em ideias em torno da selecção natural e da sua aplicação à espécie Humana, nomeadamente:
Modelo neutralista e seleccionista. A selecção como factor de alteração das frequência alélicas nas populações.
Selecção e polimorfismo. A manutenção de polimorfismos nas populações naturais. O papel da selecção natural na manutenção de polimorfismo nas populações naturais. Modos de selecção.
Selecção e deriva. Alterações das frequências alélicas de acordo com os modelos de selecção. A acção conjunta da mutação e selecção, o caso da persistência de alelos deletérios.
Selecção  e gene flow. Acção conjunta da selecção e migração. A acção conjunta da selecção, deriva e gene flow. Introdução à ideia de fitness landscape de Wright.


No quinto tópico é abordado o conceito de  Linkage desiquilibrium e da sua utilização em estudos de associação.

O sexto assunto é uma breve revisão das tecnologicas que permitiram os grandes desenvolvimentos pós-genoma humano. Seguindo de uma abordagem comprensiva da genómica Humana e dos grandes projectos, HapMap, Encode, Microbiome etc.

O oitavo tópico é a apresentação dos Genome Wide Association Studies como o instrumento de eleição para o estudo das doenças complexas.

No nono assunto é a selecção ao nível molecular. O racional da detecção de selecção natural ao nível molecular. O rational de hitchiking, selective sweep, background selection, balancing selection.

No décimo é abordada a historia evoutiva das doenças infeciosas. A importancia do Neolitico e da domesticação de animais. A Malária como a principal doença infecciosa. Revisão das respostas genéticas à Malária.

Revisão das implicações evolutivas das doenças complexas. O modelo da susceptibilidade ancestral. Aplicação destes conceitos à: hipertensão, o T2D, Doença coronária, Alzheimer.

Como 12 assunto é desenvolvida a aplicação das ideias da Biologia evolutiva ao estudo da compreensão da origem e desenvolvietos dos tumores. Recentes desenvolvmentos genómicos nesta área.

 

Componente Teórica-Prática

Introdução ao programa da cadeira. Breve abordagem das técnicas de apresentação de seminários assim como da utilização de ferramentas de busca e gestão bibliográficas.
Introdução á análise de dados genéticos populacionais. Tipos de dados e ficheiros, Microsatélites e SNPs. Equilíbrio de HW: Frequências genótipicas e alélicas. Cálculo das frequências esperadas, testes e análise dos desvios. Exemplo numérico do conceito em acção. Generalização para n alelos.  Pressupostos. Desvios e suas causas. Situações particulares.  Exercicios em Excel.
Tamanho da população efectiva. Métodos demográficos e genéticos de medir Ne. Efeito da desigualdade do sex-ratio. Efeito da variação no tamanho das famílias. Efeito da flutuação do efectivo populacional. Efeito das gerações sobrepostas. Efeito de inbreeding. Breve resumo dos métodos genéticos.
Análise de conjuntos de dados humanos disponíveis para a realização de estudos de associação de acordo com os métodos e tópicos abordados nas aulas teóricas.

 

Componente Prática

não aplicavel

 

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Bibliografia

Recomendada

Freeman S, Herron JC (2007). Evolutionary analysis. Fourth Edition. Prentice Hall Upper Saddle River, NJ.
Futuyma DJ (1998). Evolutionary Biology. Third Edition. Sunderland, Mass.: Sinauer.
Jobling MA, Hurles ME, Tyler-Smith C (2004). Human evolutionary genetics: origins, peoples, and disease. Garland Science.

 

Outros elementos de estudo

Ficheiros pdf disponibilizados na página da cadeira, com síntese da matéria das aulas

 

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Métodos de Ensino

As aulas teóricas são essencialmente informativas, com recurso a datashow. Nas aulas teórico-praticas é administrado um ensino em salas dotadas de computadores, em que os alunos aprendem a resolver exercícios, analisar e interpretar dados de genetica populacional. Os seminários, consistem em apresentações individuais de um artigo científico. É ainda feita a discussão de artigos científicos por toda a turma teórico-prática.

 

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Métodos de Avaliação

Um exame avalia a capacidade de retenção e interpretação da informação ministradas nas aulas teóricas e constitui 30% da nota final do aluno. O exame prático avalia a componente teórico-prática da cadeira é realizado em computador e semelhante aos exercícios das aulas teórico-práticas, constituindo 20% da nota final. O seminário apresentado pelos alunos constitui 25% da nota final, a discussão de artigos científicos 15% e a participação geral na cadeira os restantes 10%.

 

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Língua de ensino

A lingua de ensino é o Portugues, contudo muitos dos slides apresentados nas aulas reproduzem artigos ou figuras cujas legendas estão em ingles