exercícios de Genética

01. (UNESP) As figuras representam células de duas espécies animais, 1 e 2. Na célula da espécie 1, dois genes, que determinam duas diferentes características, estão presentes no mesmo cromossomo. Na célula da espécie 2, esses dois genes estão presentes em cromossomos diferentes.

Tendo por base a formação de gametas nessas espécies, e sem que se considere a permutação (crossing-over), constata-se a Primeira Lei de Mendel:

a) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1.

b) apenas na espécie 1, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2.

c) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1.

d) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata tanto na espécie 1 quanto na espécie 2.

e) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2.

02. (ACAFE) O termo genética foi aplicado pela primeira vez pelo biólogo inglês William Bateson (1861 – 1926) para definir o ramo das ciências biológicas que estuda e procura explicar os fenômenos relacionados à hereditariedade. Assim, a alternativa correta é:

a) A penetrância é a expressão percentual com que um gene se manifesta. Sabendo-se que a penetrância do gene para o nanismo acondroplásico é de 80%, pode-se dizer que a probabilidade de um homem heterozigoto, casado com uma mulher normal, ter um filho com este tipo de nanismo é de 80%.

b) Epistasia é um tipo de interação gênica em que um gene de determinado locus inibe a manifestação de genes de outro locus. Denomina-se hipostático o gene inibidor e epistático, o gene inibido.

c) A capacidade que tem um único par de alelos de produzir diversos efeitos fenotípicos, simultaneamente, no mesmo indivíduo, chama-se pleiotropia.

d) Na herança quantitativa, os indivíduos diferem de forma descontínua, apresentando como componentes da variação o genótipo e o ambiente. Dessa forma, toda a variação existente pode ser representada graficamente através de uma curva de Gauss.

03. (UNICAMP) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas nas definições a seguir.

(I) ____________ é o conjunto de toda a informação genética de um organismo.

(II) _____________ é um trecho do material genético que fornece instruções para a fabricação de um produto gênico.

(III) _____________ é a constituição de alelos que um indivíduo possui em um determinado loco gênico.

(IV) _____________ é a correspondência que existe entre códons e aminoácidos, relativa a uma sequência codificadora no DNA.

a) (I) Código genético; (II) Alelo; (III) Homozigoto; (IV) Gene.

b) (I) Genoma; (II) Gene; (III) Genótipo; (IV) Código genético.

c) (I) Código genético; (II) DNA; (III) Genótipo; (IV) tRNA.

d) (I) Genoma; (II) Código genético; (III) Homozigoto; (IV) tRNA.

04. (UniTau) Uma vida dedicada a experimentos cuidadosos e criteriosos do estadunidense Thomas Hunt Morgan, nascido no Kentucky, permitiu desvendar os princípios da genética e dos processos de hereditariedade. Com os estudos de Morgan, outros puderam, posteriormente, ampliar e aprofundar os conhecimentos sobre a importância do gene na transmissão de caracteres por gerações. Hoje, sabemos que podem ocorrer tipos diferentes de herança genética. Com base nas características de cada tipo de herança, assinale a alternativa correta.

a) Herança Autossômica Dominante: o indivíduo afetado deverá ter recebido uma cópia de um gene mutante de um dos pais, não afetado pela doença.

b) Herança Autossômica Recessiva: o indivíduo afetado deverá ter um dos pais afetado para a característica herdada, sendo o outro normal homozigoto para a característica.

c) Herança Ligada ao Sexo: se o indivíduo afetado for um homem, irá manifestar a característica, mesmo em se tratando de um gene recessivo.

d) Herança Influenciada pelo Sexo: o indivíduo afetado será sempre do sexo masculino, uma vez que o gene está relacionado ao Y na porção não homóloga ao cromossomo X.

e) Herança Restrita ao Sexo: o gene é afetado pelas características hormonais do sexo do indivíduo, podendo agir como dominante ou recessivo.

05. (FUVEST) A surdez é geneticamente heterogênea: pode ser causada por mutações em diferentes genes, localizados nos autossomos ou no cromossomo X ou, ainda, por mutações em genes mitocondriais.

A(s) família(s) em que o padrão de herança permite afastar a possibilidade de que a surdez tenha herança mitocondrial é(são) apenas:

a) 1.

b) 2 e 3.

c) 3.

d) 3 e 4.

e) 4.

06. (UEM) Considere dois gêmeos monozigóticos, mas com hábitos de vida diferentes. Pedro, com hábitos não saudáveis, tem intensa e descontrolada exposição ao sol, alimentação industrializada não balanceada, é fumante e sedentário. Paulo, com hábitos saudáveis, não fuma, tem exposição moderada e controlada ao sol, alimentação balanceada não industrializada e realiza atividade física regular e orientada. Com base no exposto, assinale o que for correto.

01. Com o passar do tempo, Pedro e Paulo terão fenótipos diferentes, apesar de terem nascido com o mesmo genótipo.

02. Os hábitos de vida diferentes influenciam Pedro e Paulo, igualmente, visto que possuem o mesmo genótipo.

04. Com o passar do tempo, Pedro e Paulo terão fenótipos distintos devido à expressão gênica diferente em cada um.

08. A produção de melanina em Pedro será maior que em Paulo, pois possuem alelos diferentes, fato explicado pela herança quantitativa.

16. Pedro tem maior probabilidade de desenvolver câncer do que Paulo.

Soma das alternativas corretas:

07. (PUC-CAMPINAS) André e Mariana pretendem ter dois filhos e procuraram um geneticista pois nas famílias de ambos há indivíduos afetados pela fibrose cística, uma doença de herança autossômica recessiva. Alguns testes mostraram que tanto André como Mariana são portadores de uma cópia do gene com a mutação para a fibrose cística. No caso de duas gestações independentes, a probabilidade de seus filhos apresentarem a doença é de:

a) 100%.

b) 25%.

c) 12,5%.

d) 6,25%.

e) 0%.

08. (IFSuldeMinas) No Felis catus (gato doméstico) os alelos A e a ligados ao cromossomo X auxiliam na determinação da cor de sua pelagem. O alelo dominante A determina a pelagem laranja e é epistático sobre os alelos autossômicos M e m. O alelo recessivo a não determina pelo laranja e possibilita a manifestação dos alelos autossômicos responsáveis pela cor preta (MM ou Mm) ou marrom (mm). Uma gata alaranjada e heterozigota para o par autossômico, filha de um macho (pai) alaranjado e de uma fêmea (mãe) alaranjada e homozigota para os alelos sexuais, foi cruzada com um gato preto e heterozigoto para o gene autossômico. Qual será a proporção fenotípica esperada para os descendentes?

a) 100% fêmeas laranjas.

b) 50% fêmeas laranjas e 50% machos pretos.

c) 50% machos laranjas e 50% fêmeas pretas.

d) 50% fêmeas laranjas e 50% machos laranjas.

09. (IFNMG) Em relação ao tipos de herança ilustrados na figura abaixo, pode-se a firmar que:

a) A herança representada em 2 é autossômica recessiva e o genótipo do indivíduo II:3 é homozigoto dominante.

b) A herança representada no heredograma 1 é autossômica dominante e o genótipo do indivíduo I:1 e I:2 é heterozigoto.

c) Os dois heredogramas apresentam o mesmo padrão de herança, sendo que todos os indivíduos afetados possuem o genótipo homozigoto recessivo.

d) O genótipo dos indivíduos II:1 nos dois heredogramas é heterozigoto.

10. (FACULDADE ALBERT EINSTEIN) Em humanos, a definição dos tipos sanguíneos do sistema ABO depende da ação conjunta do loco H e do loco ABO. O alelo dominante H é responsável pela síntese do chamado antígeno H, enquanto que essa produção não ocorre por ação do alelo recessivo h, muito raro na população. Os alelos I^A e I^B, por sua vez, são responsáveis pela conversão do antígeno H em aglutinógenos A e B, respectivamente, enquanto o alelo recessivo i não atua nessa conversão. Considerando que na tipagem sanguínea se identifica a presença apenas de aglutinógenos A e B, e não do antígeno H, é possível que uma pessoa de sangue tipo O tenha genótipos diferentes, tais como:

a) HhI^AI^B e HHI^A

b) Hhii, hhI^Ai e hhI^AI^B.

c) hhii, HhI^Ai e HHI^AI^B.

d) HHii e hhI^Ai e HhI^B

11. (FIT) Teresa casou-se duas vezes, teve quatro filhos e jamais realizou qualquer transfusão sanguínea. O heredograma informa dois fenótipos de dois filhos de Teresa, com relação ao sistema Rh de tipagem sanguínea.

Sabendo que apenas Paulo, o quarto filho de Teresa, apresentou eritroblastose fetal, é correto afirmar que:

a) Pedro é homozigoto recessivo para o sistema Rh.

b) a sensibilização de Teresa ocorreu no casamento com João.

c) Teresa é heterozigota para o sistema Rh.

d) a sensibilização de Teresa ocorreu na gestação de Fernanda.

e) Paulo é homozigoto dominante para o sistema Rh.

12. (FAMERP) O quadro ilustra um experimento que utilizou ervilhas de cheiro, em que as plantas parentais (P) eram de linhagens puras.

Os resultados obtidos em F₂ permitiram concluir que os genes que determinam a forma e os genes que determinam a cor das ervilhas:

a) estão no mesmo par de cromossomos homólogos.

b) se combinaram de tal modo que revelaram um desacordo com a 2a Lei de Mendel.

c) se combinaram de diferentes formas por causa da permutação.

d) distam 25 centimorgans por estarem no mesmo par de cromossomos homólogos.

e) estão em diferentes pares de cromossomos homólogos.

13. (FACULDADE DE MEDICINA DE PETRÓPOLIS) A doença renal policística autossômica recessiva, conhecida em inglês pela sigla ARPKD, é uma rara enfermidade hereditária. Para desenvolver a enfermidade, uma criança deve herdar as duas cópias defeituosas do gene que causa a ARPKD. Quem tem apenas uma cópia do gene com problema não desenvolve a doença, embora possa transmiti-la a seus filhos se seu parceiro também carregar uma mutação nesse mesmo gene. Considere o heredograma abaixo que mostra uma família na qual o indivíduo V nasceu com ARPKD:

A probabilidade de o indivíduo III ser portador do gene para a ARPKD é:

a) 1/4.

b) 1.

c) 1/2.

d) 1/3.

e) 2/3.

14. (Faculdade de Ciências Médicas de São José dos Campos) O xeroderma pigmentoso é uma doença autossômica, determinada por um par de alelos, que provoca uma hipersensibilidade à luz ultravioleta. Pessoas que nascem com essa doença têm altíssimas chances de desenvolver câncer de pele. Vitor e Taís são casados e não apresentam a doença. Contudo, a primeira filha do casal nasceu com xeroderma pigmentoso. Supondo que Taís engravide de gêmeos dizigóticos, a probabilidade de ambos nascerem com xeroderma pigmentoso, independentemente do sexo dos bebês, é:

a) 1/2.

b) 1/16.

c) 1/4.

d) 3/4.

e) 1/8.

15. (FCMSCSP) Analise o ciclo de vida de uma espécie de briófita que expressa os genes dominantes A e B somente nos gametófitos.

Se um esporófito duplo-heterozigoto gerar esporos, a proporção esperada de gametófitos que irá expressar ambos os alelos dominantes será:

a) 1/4.

b) 1/2.

c) 2/3.

d) 3/4.

e) 1/1.

16. (UEM) Sobre a herança dos grupos sanguíneos do sistema ABO, do sistema Rh e do sistema MN, assinale o que for correto.

01. Indivíduos do tipo sanguíneo O possuem aglutinogênios em seus eritrócitos, porém não possuem aglutininas.

02. Um casal com tipo sanguíneo A e com genes heterozigotos pode ter filhos com tipo sanguíneo A, B ou AB.

04. A eritroblastose fetal ocorre quando mulheres Rh^– já sensibilizadas (que produzem aglutininas anti Rh) têm filhos Rh⁺.

08. Indivíduos do grupo sanguíneo AB podem receber sangue de indivíduos de todos os outros grupos sanguíneos.

16. O sistema sanguíneo MN se manifesta por dominância completa e é dependente do sistema ABO.

Soma das alternativas corretas:

17. (URCA) Qual a probabilidade de um casal heterozigoto para uma herança condicionada por um par de genes autossômicos terem um descendente homozigoto?

a) 0%.

b) 25%.

c) 50%.

d) 75%.

e) 100%.

18. (UNICAMP) Para um determinado caráter, fenótipo é o conjunto de características que o organismo exibe como fruto de seu genótipo. No entanto, no molusco hermafrodita Lymnaea peregra, ocorre algo diferente. Neste animal, há dois tipos de fenótipo da concha (ver figura a seguir), que não são determinados pelo genótipo do próprio indivíduo. A prole formada pela fertilização de óvulos vindos de um parental com genótipos AA ou Aa tem conchas dextrógiras; já a prole formada pela fertilização de óvulos vindos de um parental aa tem conchas levógiras.

Se óvulos de um molusco Aa forem fertilizados por espermatozoides de um molusco aa, as probabilidades de ocorrência de indivíduos Aa dextrógiros, Aa levógiros, aa dextrógiros e aa levógiros na prole resultante são, respectivamente,

a) 1/4, 1/4, 1/4 e 1/4.

b) 1/2, 0, 0 e 1/2.

c) 1/2, 0, 1/2 e 0.

d) 1, 0, 0 e 0.

19. (PUC-CAMPINAS) Considere a observação abaixo, sobre um casal e seus filhos:

Um homem de tipo sanguíneo A tem dois filhos com uma mulher de tipo sanguíneo B. O primeiro filho do casal apresenta tipo sanguíneo AB e o segundo filho é do tipo A.

A partir dessa observação são feitas as seguintes afirmações:

I. A mãe é heterozigótica.

II. No caso de um acidente, os dois filhos podem doar sangue para o pai.

III. Os dois filhos são heterozigóticos.

Está correto o que se afirma em:

a) I, apenas.

b) I e III, apenas.

c) II e III, apenas.

d) I e II, apenas.

e) I, II e III.

20. (FUVEST) Nos cães labradores, a cor da pelagem preta, chocolate ou dourada depende da interação entre dois genes, um localizado no cromossomo 11 (alelos B e b) e o outro, no cromossomo 5 (alelos E e e). O alelo dominante B é responsável pela síntese do pigmento preto e o alelo recessivo b, pela produção do pigmento chocolate. O alelo dominante E determina a deposição do pigmento preto ou chocolate nos pelos; e o alelo e impede a deposição de pigmento no pelo. Dentre 36 cães resultantes de cruzamentos de cães heterozigóticos nos dois lócus com cães duplo homozigóticos recessivos, quantos com pelagem preta, chocolate e dourada, respectivamente, são esperados?

a) 0, 0 e 36.

b) 9, 9 e 18.

c) 18, 9 e 9.

d) 18, 0 e 18.

e) 18, 18 e 0.

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MAPA MENTAL - SEGUNDA LEI DE MENDEL

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MAPA MENTAL - PRIMEIRA LEI DE MENDEL

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DNA FINGERPRINT

Para entendermos o que é DNA fingerprint é necessário entender o que é herança genética.

Herança genética é processo pelo qual um organismo adquire características semelhantes à do organismo que o gerou, através de informações codificadas (código genético) que são transmitidas à descendência.

Organismos vivos são compostos de células, que possuem material genético. Esse material se encontra reunido em estruturas celulares chamadas cromossomos. Em organismos unicelulares como as bactérias, a célula-filha herda o seu genoma da célula-mãe. Em organismos diplóides, como os seres humanos, os cromossomos ocorrem aos pares. Cada par destes cromossomos é constituído tanto de informação genética de origem materna quanto de origem paterna, normalmente em partes iguais.

No processo de fecundação, quando o espermatozóide paterno se une ao óvulo materno, metade das informações genéticas de cada progenitor se unem para formar o genoma da célula embrionária resultante. Assim, esta contém informações genéticas maternas e paternas. A formação do embrião se dá por subdivisões celulares sucessivas a partir dessa primeira célula. Na divisão celular, as informações genéticas são replicadas. Assim, cada nova célula do indivíduo possui a mesma informação genética presente na primeira célula zigótica.

DNA fingerprint é um método de identificação que compara fragmentos de ácido desoxirribonucléico (DNA). Às vezes é chamado de tipagem de DNA. DNA é o material genético encontrado no núcleo das células de todos os seres vivos.  Com exceção de gêmeos idênticos, o DNA completo de cada indivíduo é único. 

A estrutura química do DNA de todos é o mesmo. A única diferença entre as pessoas (ou qualquer animal) é a ordem dos pares de bases. Há tantos milhões de pares de bases no DNA de cada pessoa que cada pessoa tem uma seqüência diferente.

Usando estas sequências, cada pessoa pode ser identificada unicamente pela sua sequência de pares de base. No entanto, porque há tantos milhões de pares de bases, a tarefa seria muito demorada. Em vez disso, os cientistas são capazes de usar um método mais rápido, por causa da repetição de padrões de DNA.

Esses padrões DNA são capazes de determinar se duas amostras de DNA são da mesma pessoa, pessoas relacionadas, ou não-relacionados com as pessoas. 

No DNA fingerprint as sequências de DNA  são reconhecidas e cortadas por determinadas enzimas de restrição. Estas enzimas dividem o DNA em fragmentos cujas dimensões e composição em nucleótidos variam de pessoa para pessoa e refletem as diferenças entre os alelos dos vários loci.

Diferentes fragmentos de DNA movimentam-se de modo diferente quando submetidos a electroforese (técnica em que determinadas moléculas são sujeitas à ação de um campo elétrico num meio poroso) e o resultado é um padrão de bandas que difere de indivíduo para indivíduo.

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Vírus - características gerais

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Mutações

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Como funciona um teste de paternidade?

O código genético de cada um dos seres humanos possui 99,9% de similaridade. O que nos torna únicos é justamente o 0,01% de DNA restante, no qual as sequências genéticas – denominadas marcadores genéticos – refletem nas características que nos diferenciam dos demais. A não ser que você possua um irmão gêmeo idêntico, nenhuma outra pessoa no mundo possuirá um padrão de marcadores genéticos exatamente igual ao seu. Porém, parentes próximos, especialmente seus pais e irmãos, possuem marcadores muito similares, e é exatamente por isso que estes marcadores são utilizados em testes genéticos, como o teste de paternidade.

O teste de paternidade é realizado para comparar os marcadores genéticos entres duas ou mais amostras biológicas. Como o nosso DNA é o mesmo em qualquer célula do nosso corpo, esta amostra pode ser coletada de diversas formas, como do sangue, da urina, da saliva ou mesmo de um único fio de cabelo. Para a realização do teste de paternidade, precisa-se recolher amostras da mãe, do filho e do suposto pai. Estas amostras terão seu DNA extraído e ampliado – através da técnica de PCR (reação em cadeia da polimerase), onde uma enzima polimerase copia por diversas vezes as moléculas do DNA.

Com diversas cópias dos DNAs a serem testados, os pesquisadores podem selecionar algumas partes específicas – os marcadores genéticos – para comparar entre as amostras. Como metade do nosso DNA é proveniente da mãe e metade é proveniente do pai, os marcadores genéticos que forem idênticos ao da mãe serão, consequentemente, diferentes dos marcadores do pai, pois foram recebidos por nós de nossas mães. Assim, os pesquisadores excluem diversos possíveis marcadores para analisar apenas aqueles provenientes do material genético paterno. Após comparar, então, os marcadores genéticos do filho com seu suposto pai, o teste de paternidade pode indicar quais as chances de estes serem realmente parentes.

Um exemplo de resultado de teste de paternidade. Como possui uma maior quantidade de marcadores genéticos idênticos ao filho, o suposto pai de número 2 tem maior probabilidade de ser o verdadeiro pai da criança.

Claro que um teste de paternidade não pode nos dar 100% de certeza em todos os casos. Porém, com a utilização de diversos marcadores genéticos – geralmente 13 regiões diferentes  –, os testes tornam-se bastante precisos, e podem ter uma confiabilidade de até 99,99%. Quanto maior for a quantidade de marcadores idênticos entre um filho e seu suposto pai, maior é a probabilidade de estes serem realmente pai e filho.

Os testes de paternidade utilizam-se de uma metodologia similar à utilizada em outros testes genéticos, como os testes forenses – para descobrir o culpado por um crime, por exemplo. De maneira similar ao teste de paternidade, o teste forense compara marcadores genéticos de uma evidência biológica, que pode ser um fio de cabelo ou uma gota de sangue encontrada no local, com a amostra do suspeito de ter cometido o crime. Estes testes têm sido cada vez mais aprimorados e apresentam confiabilidades cada vez maiores, auxiliando não apenas em casos simples, como em testes de paternidade ou forenses, mas também em complicados crimes aparentemente sem suspeitos, como aqueles que vemos em filmes!

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A situação 1 refere-se a um caso de investigação de paternidade: o suposto pai deseja saber se a criança é, de fato, seu filho biológico.As figuras representam os resultados de dois exames de DNA em que as amostras de DNA dos envolvidos são fragmentadas com enzimas específicas e submetidas à eletroforese, gerando um padrão de faixas ou “bandas”.

A situação 2 refere-se a uma investigação criminal: na cena do crime foram encontradas manchas de sangue e o delegado precisa saber se o sangue é da vítima, de um indivíduo apontado como suspeito de ser o criminoso ou de uma terceira pessoa não identificada até o momento.

 A partir da análise dos resultados, responda:

a) A criança é filho biológico do suposto pai? Justifique sua resposta.

b) A amostra de sangue recolhida no local do crime é da vítima, do suspeito ou de uma terceira pessoa não identificada? Justifique sua resposta.

  

Resposta: a) Sim. A criança é filho biológico do suposto pai, porque todas as bandas de DNA que ele não herdou de sua mãe coincidem com esse homem. b) A amostra de sangue recolhida no local do crime é de uma terceira pessoa não identificada, porque diversas bandas de DNA verificadas nessa amostra não coincidem com as amostras detectadas no DNA da vítima ou do suspeito.  

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Filme - GATTACA - Aprofundando Genética

Queridos alunos e que amam cinema e ficção científica, esse filme é bem interessante e com ele podemos aprofundar os conhecimentos em Genética.
 Bons estudos!!!

SINOPSE 

Num futuro no qual os seres humanos são criados geneticamente em laboratórios, as pessoas concebidas biologicamente são consideradas "inválidas". Vincent Freeman (Ethan Hawke), um "inválido", consegue um lugar de destaque em corporação, escondendo sua verdadeira origem. Mas um misterioso caso de assassinato pode expôr seu passado.

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Transgênicos: vilões ou mocinhos?

Há séculos o homem utiliza a prática de melhoramento genético para aperfeiçoar espécies animais e vegetais de interesse.

Tudo começou quando o homem passou a realizar cruzamentos, seguidos de seleção artificial, das variedades que mais lhe interessavam. Esse procedimento originou inúmeras raças de animais e variedades vegetais que, hoje, fazem parte de nosso dia-a-dia. Cavalos e jumentos são cruzados para produzir híbridos – mulas e burros – utilizados para serviços de tração; o gado leiteiro e o de corte são hoje muito mais produtivos que os de antigamente; plantas como milho, feijão e soja produzem atualmente grãos de excelente valor nutritivo.

Para preservar as qualidades das inúmeras variedades vegetais obtidas em cruzamentos, o homem aprendeu a fazer a propagação vegetativa, processo executado principalmente pelo plantio de pedaços de caule (estaquia) ou de enxertos (enxertia) das plantas de boa qualidade.

Esse tipo de reprodução assexuada forma clones das plantas com melhores características.

Bons exemplos desse processo são a estaquia, atualmente praticada pelo Instituto Florestal de São Paulo, de pedaços de galho de eucalipto na propagação de variedades produtoras de madeira de excelente qualidade para a construção de casas, e a enxertia de inúmeras variedades de laranja, entre elas a laranja-da-baía, também conhecida como laranja-de-umbigo.

Vimos que, desde os tempos antigos, o homem aprendeu, por meio da observação e da experimentação, a praticar o melhoramento de espécies animais e vegetais que apresentam algum interesse econômico, alimentar ou medicinal. Essas bases deram início a uma tecnologia conhecida como biotecnologia, que pode ser definida como um conjunto de técnicas que utilizam organismos vivos ou partes deles para a produção de produtos ou processos para usos específicos. Analisando a definição, podemos pensar que a biotecnologia já é praticada pelo homem a milhares de anos, quando ele aprendeu a utilizar, por exemplo, microorganismos fermentadores para a produção de pães, iogurtes e vinhos.

Depois do conhecimento da estrutura do DNA, na década de 1950, e do entendimento do seu processo de duplicação e da sua participação na produção de proteínas, surgiu uma vertente da biotecnologia conhecida como engenharia genética, que, por meio de técnicas de manipulação do DNA, permite a seleção e modificação de organismos vivos, com a finalidade de obter produtos úteis ao homem e ao meio ambiente.

A manipulação dos genes

Com a elucidação da estrutura da molécula de DNA por Watson e Crick, em 1953, e o reconhecimento de que ela era o principal constituinte dos genes, o grande desafio para os cientistas consistia em fazer uma análise detalhada da sua composição nos diversos seres vivos. Sabia-se, também, que as bases nitrogenadas adenina, timina, citosina e guanina, componentes dos nucleotídeos, guardavam relação com o processo do código genético que comandava a produção de proteínas. Mas, várias dúvidas ainda perturbavam os cientistas: onde começa e onde termina um gene? Qual a sua sequência de nucleotídeos? Quantos genes existem em cada espécie de ser vivo?

A procura por respostas a essas perguntas gerou um intenso trabalho de pesquisa e originou um dos ramos mais promissores e espetaculares da biologia atual: a engenharia genética.

A manipulação dos genes decorrente das pesquisas, conduziu à necessidade de compreender o significado de novos conceitos relacionados a essa área.

Entre esses conceitos estão os de enzima de restrição, sítios alvo, eletroforense em gel, tecnologia do DNA recombinante, técnica do PCR, biblioteca de DNA, sondas, fingerprint etc.

Uma pergunta que você poderia fazer é: porque devo conhecer todos esses conceitos e qual a utilidade deles para a minha vida? Porque para você ter uma opinião sobre transgênicos, pesquisa de paternidade, produção de medicamentos e vacinas e terapia gênica, deve saber sobre o que está falando. Todos nós esperamos que as pesquisas contribuam para a melhoria do bem estar da humanidade e por isso temos que conhecer a principais técnica utilizadas por ela para poder julgá-las justamente.

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CLONAGEM

 clonagem é um mecanismo comum de reprodução de espécies de plantas ou bactérias.

Um clone pode ser definido como uma população de moléculas, células ou organismos que se originaram de uma única célula e que são idênticas à célula original. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um óvulo fertilizado.

A grande revolução da Dolly, que abriu caminho para possibilidade de clonagem humana, foi a demonstração, pela primeira vez, de que era possível clonar um mamífero, isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de uma célula somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi surpreendente, precisamos recordar um pouco de embriologia.

O núcleo da célula contém os 23 pares de cromossomos

Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e um espermatozoide. Esta primeira célula já tem no seu núcleo o DNA com toda a informação genética para gerar um novo ser. O DNA nas células fica extremamente condensado e organizado em cromossomos. Com exceção das nossas células sexuais, o óvulo e o espermatozoide que têm 23 cromossomos, todas as outras células do nosso corpo têm 46 cromossomos. Em cada célula, temos 22 pares que são iguais nos dois sexos, chamados autossomos e um par de cromossomos sexuais:

XX no sexo feminino e XY no sexo masculino. Estas células, com 46 cromossomos, são chamadas células somáticas.

Voltemos agora à nossa primeira célula resultante da fusão do óvulo e do espermatozoide. Logo após a fecundação, ela começa a se dividir: uma célula em duas, duas em quatro, quatro em oito e assim por diante. Pelo menos até a fase de oito células, cada uma delas é capaz de se desenvolver em um ser humano completo. São chamadas de totipotentes. Na fase de oito a dezesseis células, as células do embrião se diferenciam em dois grupos: um grupo de células externas que vão originar a placenta e os anexos embrionários, e uma massa de células internas que vai originar o embrião propriamente dito. Após 72 horas, este embrião, agora com cerca de cem células, é chamado de blastocisto.

    

É nesta fase que ocorre a implantação do embrião na cavidade uterina. As células internas do blastocisto vão originar as centenas de tecidos que compõem o corpo humano. São chamadas de células tronco embrionárias pluripotentes. A partir de um determinado momento, estas células somáticas - que ainda são todas iguais - começam a diferenciar-se nos vários tecidos que vão compor o organismo: sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos etc. Os genes que controlam esta diferenciação e o processo pelo qual isto ocorre ainda são um mistério.

O que sabemos é que uma vez diferenciadas, as células somáticas perdem a capacidade de originar qualquer tecido. As células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as mesmas características daquela que as originou, isto é, células de fígado vão originar células de fígado, células musculares vão originar células musculares e assim por diante. Apesar de o número de genes e de o DNA ser igual em todas as células do nosso corpo, os genes nas células somáticas diferenciadas se expressam de maneiras diferentes em cada tecido, isto é, a expressão gênica é específica para cada tecido. Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular (housekeeping genes) que se mantêm ativos em todas as células do organismo, só irão funcionar em cada tecido ou órgão os genes importantes para a manutenção deste. Os outros se mantêm "silenciados" ou inativos.

Texto adaptado de Zatz, Mayana. "Clonagem e células-tronco". Cienc. Cult., jun. 2004, vol. 56, nº 3, pp. 23-27, ISSN 0009-6725.

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CÉLULAS TRONCO

s células tronco também são conhecidas como células fonte. Elas se tratam de um tipo muito específico de células que são capazes de dar origem a outras células, desempenhando um importantíssimo papel na reposição celular e na regeneração tecidual. Mais especificamente, para uma célula ser considerada célula tronco ela deve, obrigatoriamente, apresentar duas características: divisão contínua e capacidade de diferenciação.

As células-tronco podem se transformar em outros tipos de células necessárias ao organismo. Ilustração: Designua / Shutterstock.com

A capacidade de divisão contínua, ou auto-replicação, é a capacidade que essas células têm de se multiplicar, gerando células iguais a si. Já a outra característica, o potencial de diferenciação, significa, simplesmente, o potencial que essas células têm de, em condições específicas, poder dar origem ou se transformar em outro tipo de células, com suas formas e funções específicas.

Com relação aos tipos de células tronco, é possível dividi-las em dois grupos, as células tronco embrionárias e as células tronco não embrionárias. Ambos os grupos possuem sua importância e particularidades, sendo que compartilham as mesmas características basilares: potencial de multiplicação e de diferenciação.

Células tronco não embrionárias

As células tronco não embrionárias, também conhecidas como células tronco adultas, estão presentes em pequenas quantidades no organismo, dispersas nos diferentes tecidos. Esse grupo possui um potencial de diferenciação bastante diminuído em relação ao outro, em razão dessa maior restrição elas são categorizadas como células multipotentes. Isso quer dizer que, embora exista determinada restrição em qual tipo celular será originado, há a capacidade dessas células fonte adultas se multiplicarem originando outro grupo de células. Exemplos clássicos desse tipo celular são algumas células epiteliais, da medula óssea, entre outros. Assim, esse tipo de células tronco desempenha importante papel na regeneração tecidual.

Células tronco embrionárias

As células tronco embrionárias se tratam das células oriundas de etapas bastante iniciais do desenvolvimento fetal. Mais especificamente, após a fecundação ocorrem eventos de divisão celular visando aumentar o número de células. Esse grupo de células tronco são as que estão presentes na parte interna do blastocisto. Elas têm alta capacidade de diferenciação, podendo dar origem à quase todos os tipos celulares do organismo. Não obstante, essa capacidade não é plena. Isso ocorre porque existem estruturas específicas que elas não conseguem formar, como os anexos embrionários. Por essa razão são chamadas de células pluripotentes.

Uma outra forma em que as células tronco podem se apresentar são as células totipotentes. Essas, sim, podem gerar todo e qualquer tipo de tecido que compõe o organismo, inclusive a porção fetal da placenta. Nesse caso, as células que representam esse grupo são os blastômeros, ou seja, as células iniciais da clivagem do zigoto em etapas anteriores ao blastocisto. Dessa forma, as células tronco embrionárias apresentam grande importância no desenvolvimento e crescimento do organismo.

Justamente o fato de essas células tronco embrionárias terem o potencial para gerar todos os tipos celulares e seus respectivos tecidos de um organismo formado é que fez com que a medicina moderna despertasse interesse na área. Isso ocorre porque o avanço de pesquisas mostra que as células tronco podem ser uma saída para doenças degenerativas e, até mesmo, para perda de órgãos completos, ou de suas funções, decorrentes de acidentes ou de doenças deletérias.

Enfim, as células tronco se tratam de toda célula capaz de se multiplicar e diferenciar, sendo distinguidos dois tipos: as adultas e as embrionárias. Assim, esse é uma área com uma quantidade razoável de conhecimento acumulado e ainda está em plena expansão, justamente por se tratar de uma excelente alternativa para a cura ou melhora na qualidade de vida de indivíduos com diversas doenças, como Mal de Parkinson, alguns tipos de diabetes, remoção de órgão em razão de câncer, entre diversas outras.

Bibliografia:
Junqueira, L. C. & Carneiro, J. Biologia Celular e Molecular. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan. 338 páginas. 2012.

Zatz, M. “Células Tronco”. Disponível em: http://www.ghente.org/temas/celulas-tronco/
LaNCE (Laboratório Nacional de Células-tronco Embrionárias). “Células tronco, o que são?”. Disponível em: http://www.lance-ufrj.org/ceacutelulas-tronco.html

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Biotecnologia

A biotecnologia é uma área que visa desenvolver produtos e processos biológicos com a ajuda da ciência e da tecnologia. A Organização das Nações Unidas (ONU) classifica biotecnologia como “qualquer aplicação tecnológica que utiliza sistemas biológicos, organismos vivos, ou seres derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica”.

A biotecnologia abrange diferentes áreas do conhecimento que incluem a ciência básica (como biologia molecular, microbiologia, etc.), a ciência aplicada (como técnicas imunológicas, químicas e biológicas) com tecnologias diversas (como informática, robótica e controle de processos).

O profissional de biotecnologia é multidisciplinar, pois entende de todas – ou quase todas – as áreas citadas. Seu alvo é sempre melhoramento genético, criação e gerenciamento de novos produtos como medicamentos, ingredientes para alimentos ou até indivíduos como plantas.

A engenharia genética ocupa uma posição de destaque nessa área como tecnologia inovadora por permitir subsidiar métodos tradicionais de produção ou por permitir a obtenção de produtos inteiramente novos como os transgênicos. A biotecnologia age como uma ferramenta inovadora da vida cotidiana com impactos em vários setores produtivos e oferecendo desenvolvimento para várias nações.

ma aplicabilidade constante da biotecnologia é na indústria:

• Indústria farmacêutica: desenvolvimento de novas drogas, produção e melhoramento de antibióticos, vacinas, estabelecimentos de terapias gênicas e demais projetos para tratamentos de doenças em animais e plantas;
• Indústrias de análises: desenvolvimento de testes de diagnósticos clínicos. Alimentícios agrícolas e ambientais;
• Indústria da agricultura: desenvolvimento de uma gama de variedades de remédios para plantas, sementes mais resistentes a pragas e condições climáticas, pesticidas menos impactantes para a saúde humana e ambiental etc;
• Indústria alimentícia: produção, controle e melhoramento de alimentos e bebidas;
• Indústria química: produção de insumos químicos, enzimas e proteínas recombinantes;

Mercado de trabalho

A demanda por bacharéis e tecnólogos em biotecnologia só aumenta visto o desejo constante das nações em se desenvolver para enfrentar desafios como a maior produção de alimentos, as constantes epidemias, as mutações de vírus e bactérias que antes estavam controladas, a necessidade do mercado por produtos menos impactantes e mais fortes etc.

Além disso, outras áreas que utilizam a biotecnologia, como os cosméticos, estão crescendo muito principalmente no Brasil. Uma série de produtos para cabelo e pele, além de maquiagens, aparecem todos os anos com propostas cada vez mais interessantes de tratamento de beleza sem cirurgias. Para isso, as empresas privadas investem pesado em profissionais de biotecnologia.

Referências bibliográficas:

http://guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/meio-ambiente-ciencias-agrarias/biotecnologia-602879.shtml
http://www.ort.org.br/biotecnologia/o-que-e-biotecnologia/
http://www.sjc.unifesp.br/biotec_ict/?page_id=46

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