Prof. LUCIEL MACEDO · 2020. 11. 7. · BIOLOGIA Prof. LUCIEL MACEDO 16. Em 2006, um pesquisador...

Prof. LUCIEL MACEDOLicenciado e bacharel em Biologia (UFPA)

Mestre em Motricidade Humana(UCB)

Doutorando em Educação em Ciências(UFPA)

BIOLOGIA Prof. LUCIEL MACEDO

Habilidade-02

solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro

ASSOCIAR

com o correspondentedesenvolvimento científico etecnológico.

Imunoterapia, terapia celular, terapia genética, clonagem terapêutica, tecnologias ambientais, tecnologias de DNA, biotecnologia em geral...

CONHECIMENTOS QUE DEVERÃO SER MOBILIZADOS

Habilidade-11

benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia considerando

RECONHECER

estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos

biotecnológicos

Propriedades das moléculas de

DNA

Mecanismos de expressão gênica (transcrição, tradução), características

do código genético.

Imunoterapia, terapia celular, clonagem, engenharia genética,

PGH, Tecnologia forense..

CONHECIMENTOS QUE DEVERÃO SER MOBILIZADOS



16. Em 2006, um pesquisador japonês (Shinya Yamanaka) desenvolveu uma técnica revolucionária para aprodução de células pluripotentes, através da reprogramação genética de células adultas decamundongos e, em 2007, de células humanas. [...]

A reprogramação pode ser feita com diferentes tipos celulares, mas, em geral, são usadas células dapele. As células derivadas por esse método, chamadas de células-tronco de pluripotência induzida (iPS)são muito similares às células-tronco embrionárias, apresentando as mesmas características deautorrenovação e potencial de diferenciação.Disponível em: <http://www.lance-ufrj.org/ceacutelulas-tronco.html>. Acesso em: 12 dez. 2016.A técnica desenvolvida por Yamanaka, laureado em 2012 com o prêmio Nobel de Medicina, trouxe a

possibilidade para países como o Brasil de avançar no desenvolvimento de tecnologias que envolvampesquisas com células-tronco humanas. Isso se deve ao fato de a técnica permitir a produção de células-troncoa) que não podem ser obtidas de nenhuma outra forma, uma vez que células-tronco são extremamenteraras nos seres vivos.b) embrionárias com o potencial de diferenciação semelhante ao das células da pele, por meio dareprogramação genética.c) a partir da multiplicação de células adultas diferenciadas retiradas dos tecidos do próprio paciente, semrisco de rejeição.d) a partir de células diferenciadas, sem a necessidade de destruir embriões e não infringindo, portanto,as leis de alguns países.e) adultas que serão utilizadas em terapias regenerativas já realizadas no Brasil, mas que atualmentecontam com células-tronco importadas de outros países.

Células indiferenciadas com alto potencial mitótico e uma importantepropriedade de uso na medicina regenerativa:

CÉLULA TRONCO

Capacidade de se auto-replicar, formandooutras células tronco

Capacidade de sediferenciar em diversostipos celulares

A TERAPIA CELULAR (TC) COMO INTERVENÇÃO CIENTÍFICO TECNOLÓGICA: O USO DE CÉLULAS TRONCO NA MEDICINA REGENERATIVA


No embrião (CTE): totipotentes e pluripotentes

No indivíduo adulto: multipotentes, oligopotentes

Maior potencial de diferenciação: origina todosos tecidos do corpo humano.

Menor potencial de diferenciação: originaalguns tecidos que compõe o corpohumano.


CÉLULAS TRONCO: EMBRIONÁRIAS E ADULTAS

Considerando que as células tronco com maior potencial dediferenciação e, portanto, maior capacidade de regenerar tecidoslesados, se encontra no blastocisto, como obter tais células para finsterapêuticos?

Origina o embrião

Origina a placenta

Embriões provenientes de fertilização in vitro, após três anos decongelamento e com o consentimento dos pais, podem ser utilizadoscomo fonte de células tronco para fins de pesquisa e fins terapêuticos.


Embora possuam alto potencial de indiferenciação, as Células TroncoEmbrionária (CTE), quando utilizadas para fins terapêuticos, podem induzir osistema imunológico do paciente a rejeição celular, comprometendo assim otratamento. Considerando este fator um aspecto limitante desta técnica, quesolução científica poderia ser pensada para minimizar ou até mesmo resolvereste problema?

CLONAGEM TERAPÊUTICA PELA TÉCNICA DE

TRANSFERÊNCIA NUCLEAR



17. O remédio troca o gene defeituoso por um saudável, corrigindo oproblema. É o princípio da terapia gênica. [...] a substituição do genedefeituoso pelo correto envolve um processo complexo. Primeiro, é precisoachar o que os cientistas chamam de “veículo”, o meio pelo qual o genesaudável será levado até o interior das células para tomar o lugar do quefunciona erradamente. Há algum tempo conclui-se que a melhor forma defazer isso é usar um vírus. [...]

Disponível em: <https://istoe.com.br>. Acesso em: 2 abr. 2018.

Os vírus são bastante usados atualmente nas terapias gênicas, poisa) não apresentam material genético.b) são desprovidos de constituição celular.c) podem incorporar seu DNA ao da célula.d) são parasitas intracelulares obrigatórios.e) destroem a célula por meio do ciclo lítico.

Célula humana com um genemutante não funcional.

Célula humana “recuperada” como gene terapêutico.

Consiste na inserção de um gene funcional, por meio de um vetor viralmodificado, dentro da célula humana a fim de conferir uma nova função oumelhorar os efeitos de um gene anormal.

Gene funcionalGene funcional + DNA viral= DNA recombinante


A TERAPIA GENÉTICA (TG) COMO INTERVENÇÃO CIENTÍFICO TECNOLÓGICA

“encaixam-se” especificamente, emreceptores presentes nas membranascelulares

Proteção do material genético e“reconhecimento” da célula que seráparasitada

Informações genéticas para a síntese das proteínas virais


ADAPTAÇÕES DOS VÍRUS AO MODO DE VIDA PARASITÁRIO


18. Estudantes do Ensino Médio decidiram desenvolver um projeto de ciências paraavaliar se o uso de fertilizantes afetava o desenvolvimento dos vegetais. Aoapresentarem o projeto para o professor, informaram-lhe que pretendiam cultivardois lotes de plantas. Em um lote seriam utilizados fertilizantes e no outro, não. Oprofessor os questionou sobre a forma como conseguiriam os lotes de plantas.Para garantir a eficácia do experimento, os estudantes deveriam obter as plantas apartir de

a) sementes produzidas por autofecundação de uma planta matriz, alcançando,assim, o mesmo patrimônio genético.b) mudas provindas de estacas extraídas do caule de uma planta matriz, alcançando,assim, o mesmo patrimônio genético.c) mudas provindas de estacas extraídas do caule de uma planta matriz, alcançando,assim, grande diversidade genética.d) sementes produzidas por fecundação cruzada entre duas plantas matriz,alcançando, assim, grande diversidade genética.e) sementes produzidas por autofecundação de uma planta matriz, selecionando,assim, apenas genes que interessam à pesquisa.

O plantio por estacas é feito ao se plantar partes de um vegetal já adulto, comocaule, raiz ou folhas, gerando novos indivíduos. Este processo pode ser consideradoum tipo de clonagem, já que os novos indivíduos formados possuem o mesmomaterial genético do vegetal que teve suas estacas retiradas.


19. Cientistas dos Estados Unidos encontraram uma forma de desenvolver um milhogeneticamente modificado para produzir um aminoácido contido na carne,aumentando o valor nutricional de um dos cultivos mais importantes do mundo.

O novo método envolveu a inserção de um gene bacteriano de E. coli nogenoma da planta de milho. A enzima E. coli causou a produção de metionina nasfolhas da planta, e a metionina em grãos de milho aumentou 57%, segundo oestudo.Disponível em: <https://exame.abril.com.br>. Acesso em: 7 mar. 2018.A produção da metionina no milho transgênico resulta da

a) alteração do código genético do milho por meio da manipulação genética.b) produção de novos tipos de nucleotídeos antes inexistentes no DNA do milho.c) ativação de genes do milho que estavam com a expressão inibida no genoma.d) síntese de uma proteína bacteriana a partir do DNA recombinante gerado.e) ampliação do número de códons disponíveis para a transcrição e a tradução.


ALTERAÇÕES MOLECULARES EM ORGANISMOS

GENETICAMENTE MODIFICADOS

DNA

RNAm

PROTEÍNA

Transcrição

Tradução

Código genético é a relação entre a sequência

de bases no DNA e a sequência correspondentede aminoácidos, na proteína.


https://pt.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido

https://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

20. Um estudo, publicado na quinta-feira (15) na revista médica britânica “BMJ”,analisou se houve aumento no número de testes que procuram mutações nosgenes BRCA1 e BRCA2 após o dia 14 de maio de 2013. A data tem umaparticularidade: foi o dia em que a atriz Angelina Jolie declarou, em editorial dojornal “The New York Times”, ter retirado as mamas depois de descobrir alteraçõesno BRCA1. A cirurgia foi feita para reduzir seu risco de desenvolver câncer. Amutação no gene BRCA1 está associada a um risco de 60% de ter câncer de mama ede 39% de câncer de ovário.Disponível em: <www1.folha.uol.com.br>. Acesso em: 6 mar. 2017.Os dados da reportagem permitem inferir

a) o caráter puramente genético desencadeador do câncer de mama.b) a importância dos testes genéticos no diagnóstico de predisposições ao câncer demama.c) a mudança de estratégia no combate ao câncer de mama, evidenciada pelo usode células-tronco.d) a eficácia da terapia gênica no tratamento dos diversos tipos de câncer, entreeles, o câncer de mama.e) o crescente aumento na incidência do câncer de mama, desencadeado pormutações derivadas de fatores ambientais.BIOLOGIA Prof. LUCIEL MACEDO

21. O esquema representado ilustra os métodos de produção de camundongos com materialgenético ou celular de um organismo diferente, para estudos dos efeitos de umadeterminada mutação gênica sobre o desenvolvimento inicial.

Tais camundongos (A e B) são denominados, respectivamente, de:a) Transgênicos e Clonesb) Quiméricos e Mosaicosc) Transgênicos e Mutantesd) Mosaicos e Transgênicose) Transgênicos e Quiméricos


A FORMAÇÃO DE ORGANISMOS QUIMÉRICOS


A inativação ao acaso do cromossomoX em células de mamíferos fêmeas,leva a formação de MOSAICOS,quando a fêmea é heterozigota parauma característica alossômica ousexual.

A FORMAÇÃO DE MOSAICO NA ESPÉCIE HUMANA

A mulher é um mosaico de clonescom o X ativo de origem materna oupaterna

22. Responsável pela identidade de cada ser vivo, o DNA é como uma sopa deletrinhas: suas bases são formadas pelas moléculas A, T, G e C, que se combinamem pares, nas sequências AT-CG-AT e TA-GC-TA, para que a receita dê certo. Àsvezes, porém, uma troca acidental dos ingredientes compromete o processo, e oresultado são perigosas mutações que estão por trás de todas as doenças genéticasde que se tem notícia. [...]

Há tempos, cientistas buscam ferramentas para desfazer essa troca, e a maisbem-sucedida delas é a técnica de edição do genoma Crisp-cas9. Essa tecnologia,porém, tem algumas limitações, incluindo o fato de que, como uma tesoura afiada,ela corta a estrutura de dupla hélice do DNA. [...]Disponível em: <http://www.correiobraziliense.com.br>. Acesso em: 19 dez. 2017.A técnica descrita na notícia, ao ser comparada a uma tesoura afiada, faz referência:a) ao DNA doador.b) à DNA ligasec) aos sítios de clivagem.d) às enzimas de restrição.e) aos plasmídeos recombinantes.


Uma enzima de restrição ou endonuclease particular, reconhece somente

uma seqüência única de bases. DNAs de origens diferentes sob a ação da

mesma enzima de restrição produzem fragmentos com o mesmo conjunto

de extremidades (palíndromos).

ECO-RI

ECO-RI

DNA recombinante = Gene alvo + Plasmideo (DNA)


ENZIMAS DE RESTRIÇÃO OU ENDONUCLEASES

COMPONENTES BIOLÓGICOS UTILIZADOS NA

ENGENHARIA GENÉTICA

VETOR ou veículo de clonagem:

Plasmídeo, bacteriófago

INCERTO. Gene(DNA) de interesse a ser

clonado

DNA RECOMBINANTE. Gene de

interesse mais DNA do vetor

OGM-T

Introdução na célula: transformação e seleção

A célula modificada

geneticamente passa a

produzir uma proteína (enzima)

cuja informação não constava

no seu genótipo.


23. Pesquisadores brasileiros no Ceará, em parceria com cientistas da Universidade daCalifórnia em Davis, nos Estados Unidos, estão desenvolvendo cabras geneticamentemodificadas com genes humanos, capazes de produzir um leite mais rico em proteínasque combatem a diarreia infantil – um grave problema de saúde pública na região.

As duas primeiras cabras transgênicas foram produzidas pela técnica demicroinjeção, em que cópias do gene são injetadas em embriões in vitro, que depois sãotransferidos para cabras reprodutoras selecionadas. Nesse caso, não há garantia de queos filhotes nascerão transgênicos, pois o transgene nem sempre se incorpora ao genomado animal. [...]Disponível em: <http://noticias.r7.com/saude>. Acesso em: 3 fev. 2017.A reportagem ilustra um procedimento biotecnológico repleto de discussões bioéticasenvolvidas. Nesse contexto, a pesquisa revelaa) a produção de clones, tendo em vista a introdução de genes de outras espécies nascabras.b) os riscos da utilização desse procedimento, enfatizando os prejuízos à saúde pública.c) a expansão de uma tecnologia segura isenta de questionamentos bioéticos.d) o aperfeiçoamento da técnica de microinjeção que assegura que todos os embriõesincorporem o transgene em seu genoma.e) o nascimento de organismos geneticamente modificados, cujo DNA possui um geneque normalmente não é encontrado em cabras.


24. O Vasalgel é um gel polimérico que introduzido nos canaisdeferentes do aparelho impede a passagem dos gametas. Suavantagem em relação ao outro método contraceptivo disponívelde mesmo princípio de ação é sua reversibilidade.O local de aplicação e o mecanismo de ação do Vasalgel sãosemelhantes à(ao)

a) utilização do diafragmab) utilização da camisinha.c) realização da vasectomia.d) colocação do implante hormonal.e) introdução do dispositivo intrauterino.


25. O Instituto Butantan está na fase final dos testes da vacina contra adengue, a qual imunizará as pessoas, com uma só aplicação, para os quatrosorotipos virais existentes.Com base no aspecto imunológico, é correto afirmar que a vacina produzidapelo Instituto Butantan contém

a) quatro tipos de antígenos que estimulam a produção de quatro tipos deanticorpos, na resposta imunitária primária.b) um tipo de antígeno que estimula a produção de quatro tipos deanticorpos, na resposta imunitária primária.c) quatro tipos de anticorpos que estimulam a produção de quatro tipos deantígenos, na resposta imunitária secundária.d) um tipo de anticorpo que estimula a produção de quatro tipos deantígenos, na resposta imunitária secundária.e) quatro tipos de antígenos que estimulam a formação de células dememória, na resposta imunitária secundária.


Resposta primária Resposta secundária

(Vacina ou doença)


FORMAÇÃO DE CÉLULAS DE MEMÓRIA

26. A produção de vinho é um dos exemplos mais antigos debiotecnologia. Embora vários fatores devam ser levados em conta naprodução de um bom vinho – como a cor, o aroma, o sabor – oprocesso depende essencialmente da degradação do suco das uvaspor leveduras, presentes na casca do fruto.

As leveduras são indispensáveis na produção do vinho, pois

a) reproduzem-se de forma assexuada.b) transformam o açúcar da uva em álcool.c) são microorganismos anaeróbicos facultativos.d) produzem ATP durante a fermentação alcoólica.e) impedem a contaminação da uva por outros microorganismos.


27. Uma nova técnica de fertilização auxiliou no nascimento de um bebê, geradopor três pessoas, segundo a revista científica New Scientist. O menino, hoje comcinco meses, tem o DNA do pai e o da mãe, somados à pequena parte do códigogenético de uma terceira pessoa. Médicos americanos deram um passo, semprecedentes, para evitar que o bebê tivesse a doença genética, denominadasíndrome de Leigh, determinada por genes mitocondriais, e que teriaconsequências fatais ao atacar seu sistema nervoso central. Especialistas dizem quea técnica pode inaugurar uma nova era da Medicina ao possibilitar que famíliasevitem que seus descendentes sofram de determinadas doenças genéticas.Disponível em: www.bbc.com. Acesso 01 Out 2016.A técnica desse procedimento utilizoua) DNA ligase.b) DNA recombinantec) ovócito anucleado.d) enzimas de restrição.e) plasmídeo como vetor.


síndrome de Leigh (doença causada por genes mitocondriais, com transmissão exclusivamente

matrilínea)

DNA

DNA NUCLEAR DO PAI E DA MÃE E DNA

MITOCONDRIAL DA DOADORA DO OVÓCITO ANUCLEADO

DNAn

28. Descobriu-se recentemente que o triclosan, um ingrediente comum naspastas de dente, pode ser desenvolvido para combater cepas da maláriaresistentes a medicamentos. O triclosan indicou ter potencial parainterromper infecções da malária em dois estágios críticos, no fígado e nosangue, pela inibição da enzima do parasita chamada DHFR, envolvida nasíntese dos ácidos nucléicos.(https://oglobo.globo.com. Adaptado.)Como medicamento, o triclosan teria o potencial de interromper aa) transmissão direta da malária.b) liberação de toxinas maláricas pelas células hepáticas.c) invasão das células do fígado por esporos do parasita.d) reprodução assexuada do parasita no interior das hemácias.e) produção de gametas do parasita, no interior das hemácias.



O plasmodium se reproduz de forma assexuada (esquizogonias) no interior dos hepatócitos edos eritrócitos, resultando na formação de esquizontes sanguíneos que juntamente com astoxinas liberadas durante o ciclo eritrocítico, provocam o quadro febril típico da malária

29. Insetos adoram comer plantas, e foi por isso que o homem precisou desenvolver osinseticidas. Agora surgiu uma nova tecnologia para combater insetos: plantastransgênicas capazes de terceirizar o combate aos inimigos. Quando atacadas pelosinsetos, elas secretam aromas que atraem insetos carnívoros, que adoram devorarinsetos vegetarianos. A nova arma é resultado de uma combinação de biotecnologiacom prática de controle natural de pragas.Pode-se dizer que, quando comparada ao uso de inseticidas, a nova tecnologia citada notexto éa) igualmente limitada, pois ambas são tóxicas ao meio ambiente e oferecem um alto

risco de poluição.b) mais benéfica, pois a planta transgênica gera sementes e garante a durabilidadeindefinida do controle.c) mais benéfica, pois os insetos atraídos são espécies predadoras nativas e mantêm oequilíbrio ecológico.d) menos benéfica, pois favorece o aumento da resistência das pragas e pode deixar deter efeito com o tempo.e) menos benéfica, pois introduz no ambiente genes que podem contribuir para odesequilíbrio ecológico.


30. Uma determinada empresa disponibiliza quatro possíveis vacinas para a dengue (V1, V2,V3 e V4), que possuem diferentes combinações dos três genes estruturais do vírus dadengue, o gene C, que codifica para uma proteína do nucleocapsídeo viral; o gene M e ogene E, que codificam para proteínas da superfície do vírus, esses estão representados porbandas na composição de cada vacina na Figura 1.

Juntamente com as potenciais vacinas de DNA, essa empresa realizou um estudo in vivo com10 camundongos nos quais foram injetadas vacinas com DNA controle e com os genes C, M eE a fim de avaliar a resposta imunológica quanto à produção de anticorpos (Figura 2) e decélulas T citotóxicas (Figura 3).

d)V4.BIOLOGIA Prof. LUCIEL MACEDO

Juntamente com as potenciais vacinas de DNA, essa empresa realizou um estudo in vivo com10 camundongos nos quais foram injetadas vacinas com DNA controle e com os genes C, M eE a fim de avaliar a resposta imunológica quanto à produção de anticorpos (Figura 2) e decélulas T citotóxicas (Figura 3).

A partir das informações apresentadas, qual vacina teria uma melhor resposta imunológicacontra a dengue?a)V2.b)V1.c)V3.d)V4.


Resposta humoral Resposta

humoral

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