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Edição Genética e o Futuro da Biologia 2 Se você está ligado (a) nas notícias da atualidade, sabe que já existe uma técnica capaz de eliminar doenças que possuem a cura desconhecida, e que causam tanto sofrimento. Aliás... essa técnica vem dando muito o que falar nos últimos anos. A polêmica do método é principalmente por conta dos seus possíveis usos indevidos e tendenciosos. Estamos falando da edição de DNA, que traz com ela a discussão e a esperança para novos e revolucionários tratamentos para doenças fatais ou sem cura! 3www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia COMO FUNCIONA A CRISPR/CAS9? Você já ouviu falar na CRISPR-Cas9? Ela é a técnica molecular que vem sendo utilizada nos últimos anos, nos mais variados ramos da ciência, desde experimentos a nível celular até a tentativa de cura de doenças em ratos de laboratório. A CRISPR/Cas9 também é conhecida como a “tesoura genética”. Isto porque a técnica A técnica foi descoberta a partir de um processo natural que as bactérias utilizam para se proteger de vírus invasores. O mecanismo utilizado pelas bactérias torna o vírus inativo, ”cortando” o material genético do vírus, destruindo e impedindo infecções. Observando a eficácia na proteção do sistema bacteriano, os pesquisadores desenvolveram a CRISPR-Cas9, capaz de consertar e modificar genomas dos mais variados organismos. Desenvolvida em 2012, seu primeiro uso em embriões humanos foi na China, em 2015. Na consiste no corte, a nível molecular, de genes de interesse, retirando-os das células ou adicionando-os em outro organismo. Outras técnicas já vinham realizando esta função há anos, porém nenhuma com tamanha rapidez e eficiência como a CRISPR/Cas9. ocasião, os pesquisadores modificaram o gene responsável pela β-talassemia, uma doença do sangue que é potencialmente fatal. Ainda que o experimento não tenha apresentado um resultado satisfatório, neste mesmo ano, a CRISPR foi considerada a maior inovação científica pela revista Science. No ano seguinte, em 2016, o Reino Unido liberou sua utilização em pesquisas com embriões humanos, e em agosto de 2017, foi o ano dos Estados Unidos e da Coreia do Sul realizarem seus primeiros experimentos. 4 1. O sistema CRISPR/Cas9 é introduzido no núcleo das células vivas 2. A Cas9 identifica a sequência de DNA correspondente no genoma da célula hospedeira, e corta a fita de DNA para que o gRNA possa se ligar a ela 3. As células que tentam reparar a quebra, silenciam o gene alvo. 4. Um gene defeituoso pode ser “corrigido” com um segmento de substituição de DNA, ou com a introdução de um gene novo (o gene reparador). QUAL O PRÓXIMO PASSO? MODIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS Pesquisas já criaram plantas com genomas editados. Espera-se que essa tecnologia possa ajudar a aumentar a produtividade e melhorar a segurança dos alimentos. INCAPACIDADE TRANSMISSÃO DE DOENÇAS Alguns genes são mais propensos a serem transmitidos do que os outros. Por exemplo: se uma “edição” fizer com que determinados genes sejam espalhados em uma população selvagem de mosquitos, vetores de diversas doenças, os mosquitos podem se tornar incapazes de transmiti-las. TERAPIA GÊNICA Doenças genéticas hereditárias sem cura, poderiam ser tratadas através da edição genética. Pesquisadores nos EUA já estão buscando a cura do HIV através da CRISPR/Cas9. LINHAGEM GERMINATIVA A modificação de embriões, espermatozoides ou óvulos humanos, introduziria mudanças no genoma das gerações futuras, buscando a prevenção de doenças hereditárias. DESIGNER DE ORGANISMOS E MAIS… No futuro, bebês poderiam ser “projetados” com um genoma de nossa escolha? Os pesquisadores seriam capazes de fazer sua própria edição genética, ou editar os genes dos seus filhos? 5www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia Nos Estados Unidos, os pesquisadores foram capazes de remover – definitivamente – uma doença cardíaca hereditária. A Cardiomiopatia Hipertrófica (HCM) afeta 1 em cada 500 adultos, e seu aparecimento está associado a mutações em um gene. Quem possui esse gene, tem 50% de chance de transmitir a doença aos seus descendentes. Mas se os embriões tiverem a doença “removida” do seu DNA, seus descendentes estariam livres dos problemas cardíacos genéticos, e a doença seria eliminada da família. O experimento teve sucesso, mas por conta das implicações éticas, os embriões utilizados foram descartados. E os avanços não param por aí... Apesar de não noticiar nada em seu site oficial, a edição de DNA parece ter chegado também na Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos, a DARPA. A Agência possui um orçamento de quase US $ 2 bilhões por ano, e de acordo com alguns jornais estrangeiros, estaria investindo no exército do futuro. Os soldados seriam capazes de correr a velocidades olímpicas, sobreviver vários dias sem comida ou sem dormir, transportariam grandes pesos, e até mesmo teriam membros mutilados por bombas, regenerados. Louco e ousado, não acha?! Se é verdade ou não, só saberemos no futuro. EM 2017 EM 2018 Em outubro de 2017, cientistas da Universidade de Harvard desenvolveram a técnica do “lápis genético” – um novo tipo de CRISPR que atua de modo mais preciso, em doenças causadas por mutações pontuais no DNA. Além de ser reversível, a técnica pode diminuir respostas inflamatórias, auxiliando uma recuperação pós-cirúrgica ou prevenindo doenças como o Alzheimer. Ela pode ser um caminho mais curto para que se desenvolvam tratamentos de doenças causadas por mutações pontuais, podendo trazer desde o alívio dos sintomas, até quem sabe, a cura completa. No final do ano passado, o cientista chinês He Jiankui afirmou ter criado os primeiros bebês com genes editados do mundo. Apesar da pesquisa não ter sido publicada em nenhuma revista científica, o pesquisador afirma ter feito uma edição bem-sucedida, com o objetivo de tornar bebês gêmeos imunes ao HIV. 6 ANOTAÇÕES A decisão dividiu a comunidade científica! Enquanto alguns cientistas opinaram que se os resultados da pesquisa fossem confirmados, seria um grande salto para a ciência, outros pesquisadores acharam a atitude inconcebível e imoral. Depois da grande polêmica, o Governo da China emitiu uma nota oficial, informando que todas as atividades relacionadas à edição de genes humanos estavam suspensas em seu território. E EM 2019? Os pesquisadores que utilizam a técnica, explicam que a intenção não é editar ou modificar genomas a níveis estéticos, mas continuar corrigindo problemas que afetam o bom funcionamento do organismo. Aperfeiçoada, a edição de DNA poderia representar a solução para muitas das doenças que não possuem tratamento eficaz, ou mesmo cura. Uma coisa é certa: antes que algo, além de pesquisas e experimentos, seja permitido, uma ampla discussão deve ser gerada, e as implicações éticas devem ser bem discutidas. No Reino Unido, um relatório divulgado por um grupo de bioética em julho de 2018 afirmou que, sob certas circunstâncias, editar o DNA de embriões humanos pode ser aceitável. Para eles, a partir da CRISPR, em breve será possível reescrever o DNA das crianças antes delas nascerem. Mesmo com as polêmicas, eles afirmam que isso só poderá ser feito de uma forma que não aumente as desigualdades sociais. Diante de tudo o que eu contei pra você, qual a sua opinião? Pesquisador chinês He Jiankui 7www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia EXERCÍCIOS 1. (UPE 2018) A acondroplasia é a causa mais comum de nanismo em humanos. É um distúrbio causado por mutações específicas no gene do receptor 3 do fator de crescimento do fibroblasto(gene FGFR3). A ativação constitutiva desse gene inibe inadequadamente a proliferação de condrócitos na placa de crescimento, acarretando o encurtamento dos ossos longos, assim como a diferenciação anormal de outros ossos. Indivíduos acondroplásicos são heterozigóticos Dd, e pessoas normais são dd. O alelo D em homozigose leva à morte ainda no período embrionário. No mundo, a frequência do alelo D é baixa em relação ao alelo d. Pais normais podem gerar uma criança acondroplásica por mutação nova. Fontes: http://www.minhavida.com.br/saude/temas/ acondroplasia (Adaptado) https://saude.umcomo.com.br/ artigo/o-nanismo-ehereditario-21253.html Sobre isso, é CORRETO afirmar que a) a frequência do alelo d é maior que a do alelo D na população mundial, pois a ação da seleção natural sobre o alelo FGFR3 mutado não é suficiente para suplantar o surgimento de mutações recorrentes no mesmo sítio, nas populações humanas. b) para que o indivíduo apresente o fenótipo normal, faz-se necessária a presença de dois alelos FGFR3 mutados, pois a inativação do gene inibe a proliferação dos condrócitos na placa de crescimento. c) em relacionamentos nos quais um dos genitores é afetado por acondroplasia, o risco de recorrência em cada criança é de 25%, pois a acondroplasia é um distúrbio autossômico dominante, visto haver mais homens acondroplásicos que mulheres. d) em relacionamentos nos quais ambos os genitores apresentam estatura normal, a probabilidade de nascer uma criança de estatura normal é de 50%, pois a acondroplasia é um distúrbio autossômico recessivo. e) em relacionamentos, em que ambos os genitores são afetados por acondroplasia, a probabilidade de ocorrer um abortamento é de 25% por causa da letalidade, na qual os dois alelos FGFR3 mutados, DD, são necessários para causar a morte. 2. (PUCCAMP 2018) 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%. 3. (UEL 2018) Leia o texto a seguir. Pesquisadores discutem ganhos e riscos da alteração do DNA humano CRISPR (sigla em inglês para repetições palindrômicas curtas interespaçadas regularmente e agrupadas): ocorre quando uma bactéria é atacada por um vírus e sobrevive, ela guarda pequenos trechos do código genético 8 dele para identificá-lo. Caso haja um novo ataque do vírus, a bactéria libera uma proteína chamada “Cas”, que corta o DNA do invasor como uma tesoura. Essa combinação (CRISPR para identificação e Cas para ataque) pode ser usada para cortar qualquer molécula de DNA, não só as de vírus. Pesquisadores do MIT e de Harvard perceberam isso, e tiveram a ideia de usar o método para editar DNA humano – cortando fora mutações indesejáveis e trocando por substitutos saudáveis. A técnica é qualificada como “poderosíssima” por Oswaldo Keith Okamoto, docente do Departamento de Genética e Biologia Evolutiva do Instituto de Biociências (IB) da USP. “Você pode modificar o genoma de uma célula, como um embrião, e colocá-la no útero de um animal, para gerar outro animal geneticamente modificado com aquela mutação ou com a correção da mutação. Isso já foi feito, por exemplo, em um roedor, gerando uma descendência com o gene corrigido”, explica. No teste, foi corrigido um gene responsável pela cegueira em ratos, mas, com a correção, vieram mais de 1,5 mil mutações acidentais em nucleotídeos únicos e 100 exclusões ou inserções de maior porte, envolvendo trechos com mais de uma letra, já que existe a possibilidade de que a técnica CRISPR/Cas acabe atacando sem querer outros trechos de DNA. (Adaptado de: HEBMÜLLER, P. Jornal da USP. Publicado em Ciências, USP Online. Destaque por Redação em: 24 abr. 2015. Disponível em: <http://www5.usp.br/90912/pesquisadores- discutem-ganhos-e-riscos-da-alteracao-do-dna-humano/>. Bruno Vaiano, Revista Superinteressante. 1 jun. 2017.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, responda aos itens a seguir. a) Qual o aspecto positivo e o negativo do uso dessa técnica na terapia gênica? b) Suponha que o gene envolvido na cegueira em ratos seja constituído de 1000 pares de base (pb). Destes 1000 pb, 200 correspondem à Adenina. Qual a quantidade de cada uma das bases nitrogenadas nesse gene? Justifique sua resposta apresentando os cálculos realizados na resolução deste item. 4. (ACAFE 2018) Edição genética corrige gene humano causador de doença Um grupo de cientistas dos Estados Unidos, da Coreia do Sul e da China conseguiu eliminar de embriões humanos cópias mutantes do gene MYBPC3, responsável pela miocardiopatia hipertrófica, doença cardíaca que provoca morte súbita e afeta uma a cada 500 pessoas. Os cientistas utilizaram a técnica CRISPR para substituir a sequência de DNA com mutação pela saudável. Dos 58 embriões, 42 se desenvolveram sem o gene que causa a enfermidade, uma taxa de sucesso de 72%. Fonte: Nature, 24/08/201 Disponível em: http://www.nature.com Acerca das informações contidas no texto e dos conhecimentos relacionados ao tema, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa que contém todas as corretas. I. O ácido desoxirribonucleico, conhecido simplesmente como DNA ou ADN, é responsável pela hereditariedade. Nele encontram-se quatro tipos de nucleotídeos que diferem quanto às bases nitrogenadas. As bases púricas do DNA são Timina e Citosina, enquanto que as bases pirimídicas são Adenina e Guanina. II. O íntron é inicialmente transcrito no núcleo celular em uma molécula de pré-RNAm (transcrito primário), mas depois é eliminado durante o processamento ou splicing. Esse processo ocorre no citoplasma antes de ocorrer a tradução. III. Enzimas de restrição, ou também denominadas de endonucleases de restrição, são as ferramentas básicas da engenharia genética, desempenhando função de clivagem da molécula de DNA em pontos específicos, em reconhecimento a determinadas sequências de nucleotídeos. IV. Através da terapia genética é possível tratamento de doenças, como as neoplásicas, as hereditárias e as degenerativas. O tratamento consiste na inserção da versão funcional do gene para o organismo portador da doença, com o uso de técnicas específicas. V. As diferenças na sequência de DNA entre indivíduos são chamadas de polimorfismos. No genoma humano, o polimorfismo pode ser observado tanto no DNA de sequência única quanto no DNA de sequência repetida em tandem. 9www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia a) III - IV - V b) I - II - III c) III - IV d) IV - V 5. (MACKENZIE 2018) As mutações podem ser gênicas, quando atingem apenas um ou poucos genes, ou cromossômicas, quando alteram os cromossomos, seja na sua estrutura, seja no seu número. Neste caso, fala-se em aberrações cromossômicas que podem ser por aneuploidias (não envolvem conjunto n inteiros de cromossomos) e euploidias (envolvem conjunto n inteiros de cromossomos). A respeito dessas mutações, são feitas as seguintes afirmações: I. As síndromes de Down, de Turner e de Klinefelter constituem tipos de aneuploidias. II. O albinismo constitui um tipo de euploidia. III. O daltonismo constitui um tipo de aneuploidia. IV. A hemofilia constitui um tipo de mutação gênica. Estão corretas, apenas, a) I e II. b) I eIII. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV. 6. (UNIFESP 2017) O Sistema CRISPR-Cas9 foi desenvolvido em laboratório e é constituído de um RNA-guia (CRISPR) associado a uma enzima de restrição (Cas9). O RNA-guia é uma sequência curta de RNA sintético complementar à sequência de um determinado trecho de DNA. Quando introduzido em células vivas, o CRISPR- Cas9 detecta a sequência de DNA complementar e a enzima corta o DNA em um ponto específico. Em seguida, o sistema de reparo do DNA é ativado, unindo novamente os segmentos que foram separados. Nesse processo, podem ocorrer alterações na sequência original, causando a inativação de um gene. Sistemas semelhantes ao CRISPR-Cas9 são encontrados naturalmente em bactérias e ativados quando estas são infectadas por vírus. a) Cite uma vantagem que sistemas semelhantes ao CRISPR-Cas9 conferem a bactérias atacadas por um vírus cujo material genético seja o DNA. Supondo que no DNA viral exista a sequência de bases nitrogenadas CCCTATAGGG, qual será a sequência de bases no RNA- guia associado à Cas9 bacteriana? b) Por que a alteração na sequência de DNA provocada pelo CRISPR-Cas9 pode inativar um gene? 7. (UECE 2017) A tecnologia de edição CRISPR-Cas9 aumentou a expectativa pelo desenvolvimento de terapias gênicas mais eficazes para eliminar ou reparar genes defeituosos. Porém, um estudo publicado na Nature Methods descobriu que a tecnologia para edição gênica pode induzir mutações não intencionais no genoma. Fonte: http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/tecnologia_ de_edicao_genica_crispr_pode_causar_centenas_de_ mutacoes_nao_intencionais.html No que diz respeito às mutações cromossômicas que causam síndromes humanas, é INCORRETO afirmar que a síndrome a) de Klinefelter é uma trissomia que ocorre nos cromossomos sexuais, e o cariótipo mais comum é representado por 47, XXY. 10 b) de Turner é uma trissomia que ocorre nos cromossomos sexuais, frequentemente representada pelo cariótipo 45, X. c) de Down é uma trissomia que ocorre no cromossomo 21, e pode ser causada por não disjunção do cromossomo em uma das divisões meióticas. d) do Triplo-X é uma trissomia que ocorre nos cromossomos sexuais de mulheres, cujas células têm três cromossomos X. 8. (ACAFE 2016) Mosquito transgênico pode ajudar a combater a malária Cientistas americanos criaram, em laboratório, centenas de mosquitos, geneticamente modificados, incapazes de transmitir malária. Usando uma técnica revolucionaria, chamada CRISPR/Cas9, os pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, inseriram nas células reprodutivas dos insetos Anopheles stephensi (um dos vetores da malária), genes que bloqueiam a ação da doença. Assim, cruzando com outros membros da espécie, esses mosquitos geram descendentes que não transmitem a malária e que poderiam combater a doença que atingiu 214 milhões de pessoas em 2015, causando 438.000 mortes. Fonte: Veja, 24/11/2015 Disponível em: http://veja.abril.com.br Acerca das informações contidas no texto e dos conhecimentos relacionados ao tema, é correto afirmar, exceto: a) Hospedeiro intermediário é aquele que apresenta o parasito em sua fase larvária ou de reprodução assexuada, sendo na malária, mosquitos do gênero Anopheles. O hospedeiro definitivo é aquele que apresenta o parasito em sua fase de reprodução sexuada, sendo na malária, o ser humano. b) Um organismo geneticamente modificado é aquele que foi submetido a técnicas laboratoriais que, de alguma forma, modificaram seu genoma. c) O ácido desoxirribonucleico, conhecido simplesmente como DNA ou ADN, é responsável pela hereditariedade. Nele encontram-se quatro tipos de nucleotídeos que diferem quanto às bases nitrogenadas. As bases púricas do DNA são Adenina e Guanina, enquanto que as bases pirimídicas são Timina e Citosina. d) A doença falciforme é uma alteração genética caracterizada por um tipo de hemoglobina mutante designada como hemoglobina S (HbS). Ela decorre da substituição de uma adenina por uma timina, provocando a troca do ácido glutâmico pela valina na cadeia polipeptídica. Indivíduos portadores de hemoglobina normal (HbA) e de HbS, portanto heterozigotos, apresentam relativa imunidade à malária, mesmo quando expostos ao vetor da doença contaminado. 9. (UFSC 2018) Uma nova ferramenta de edição genética capaz de mudar completamente o mundo que conhecemos está deixando de ser uma possibilidade e tornando-se realidade. Ela reúne características que surpreendem até mesmo os biólogos mais experientes. Simplificadamente, é possível eliminar partes indesejadas do genoma e, se necessário, inserir novas sequências no local. Nessa técnica, uma nuclease corta as duas fitas da dupla hélice do DNA, abrindo espaço para a inserção, se for o caso, de um novo trecho de DNA, sendo possível também a edição de uma única “letra” no genoma. Sobre os assuntos relacionados ao texto, é correto afirmar que: 01) a “letra” mencionada no texto é uma referência ao tipo de açúcar (ribose ou desoxirribose) presente no DNA. 02) as duas fitas do DNA mencionadas no texto são formadas por três sequências paralelas de nucleotídeos. 04) os vírus podem atuar de maneira semelhante a uma etapa da técnica, pois a informação presente nos trechos de seu material genético pode ser inserida no DNA da célula hospedeira. 08) para a síntese de proteínas, participam do processo apenas o DNA, o RNA mensageiro e o RNA transportador. 11www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia 16) alterações de apenas uma “letra” no gene não podem levar à inativação da proteína formada. 32) os alelos são variações na sequência dos nucleotídeos de um gene. 10. (FCMMG 2018) Salmão transgênico: animais geneticamente modificados para servir de alimento. O Salmão é o primeiro animal geneticamente modificado, a receber aprovação para servir de alimento no mundo: o salmão transgênico é uma realidade. A criatura é uma produção da empresa AquaBounty. Ela colocou no salmão atlântico o DNA do salmão real, uma espécie gigante oriunda do Pacífico. A grande vantagem da espécie modificada é que ela cresce mais rapidamente que as outras: em um ano e meio atinge o tamanho típico dos três anos, que é o exigido pelo mercado. A nova espécie foi batizada como AquAdvantage. De acordo com o site da empresa, “somos uma pequena empresa com uma visão ousada. Queremos aumentar o número do melhor salmão do Atlântico. Um peixe que é nutritivo, delicioso, fresco e acessível”. De acordo com os dados obtidos no texto, com o gráfico acima e com conhecimentos do assunto, NÃO podemos afirmar: a) Os salmões geneticamente modificados (GM) têm crescimento acelerado pela produção contínua de hormônios do crescimento. b) Apesar da resistência de grupos ambientalistas aos produtos transgênicos, o salmão GM é tão seguro e nutritivo como o tradicional. c) A criação desses animais ocorre em tanques especializados com proteção própria, que impede o seu escape para a natureza. d) Aos 18 meses, os salmões transgênicos possuem 4 vezes a mais massa dos salmões normais. 11. (UFPR 2018) A microinjeção pronuclear de óvulos fertilizados é o método mais amplamente utilizado para a produção de camundongos transgênicos. Esse método consiste na injeção de uma solução de DNA contendo o transgene de interesse no pronúcleo de um óvulo recém- fertilizado. Os óvulos são então transferidos para os ovidutos de uma fêmea, onde se desenvolvem. Considerando a técnica de microinjeção pronuclear de óvulos fertilizados, identifique como verdadeiras (V)ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) O transgene será expresso nas células so- máticas e germinativas dos indivíduos transgênicos. ( ) A expressão do transgene ocorrerá pela tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir do transgene. ( ) O transgene será transmitido para a des- cendência do camundongo transgênico de forma mendeliana. ( ) O camundongo transgênico produzirá des- cendentes com o código genético modifi- cado. Assinale a alternativa que apresenta a sequên- cia correta, de cima para baixo. a) F – V – F – F. b) V – V – F – V. c) V – F – V – V. d) V – V – V – F. e) F – F – V – V. 12. (UEFS 2018) O Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) desenvolveu uma cana-de-açúcar resistente à broca-da-cana, que é a fase larval da mariposa Diatraea saccharalis, a principal praga dos canaviais. Esta nova variedade de cana foi obtida pela técnica ilustrada abaixo. 12 1) O gene Cry1Ab da bactéria Bacillus thuringiensis é clonado em laboratório. 2) Micropartículas de ouro são recobertas com cópias do gene Cry1Ab. 3) Com um canhão biobalístico, as micropartículas são bombardeadas sobre células meristemáticas da cana. 4) As células bombardeadas são cultivadas em laboratório até a formação de embriões. 5) A cana passa a produzir uma proteína tóxica para a broca-da--cana. (http://revistapesquisa.fapesp.br. Adaptado.) Essa nova variedade de cana-de-açúcar é considerada a) um organismo transgênico, porque produz uma proteína que é tóxica para outra espécie. b) um organismo geneticamente modificado, porque o seu genoma transcreve uma proteína sintética. c) um organismo clonado, porque o gene bacteriano foi clonado em laboratório e introduzido no genoma da cana. d) um organismo clonado, porque as células meristemáticas cultivadas em laboratório são idênticas às do embrião de cana. e) um organismo transgênico, porque o genoma da cana contém fragmentos de DNA de outra espécie. 13. (ACAFE 2018) Novo mosquito transgênico pode ser mais eficiente contra dengue Uma nova linhagem do mosquito Aedes aegypti geneticamente modificado (GM) deve ser testada em breve na cidade de Indaiatuba (SP). O inseto é uma versão aprimorada do mosquito já aprovado pela Comissão Técnica de Biossegurança (CTNBio) no Brasil e por outras agências que avaliam biossegurança em outros países do mundo, a exemplo do Panamá e das Ilhas Cayman. A primeira geração de mosquitos da dengue GM produz descendentes que herdam um gene autolimitante, tornando-os incapazes de chegar à fase adulta. A nova variedade, porém, tem filhotes machos que conseguem sobreviver e, ao cruzar com fêmeas selvagens, passam a modificação genética para seus descendentes. Fonte: CIB, 13/09/2017. Disponível em: http://cib.org.br Considere as informações do texto e os conhecimentos relacionados ao tema, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa que contém todas as corretas. I. Transgênicos são organismos vivos que receberam material genético de uma espécie diferente, através de técnicas desenvolvidas pela engenharia genética. II. A dengue, a febre chikungunya, a febre Zika, a febre amarela e a malária são exemplos de doenças virais transmitidas pelo mosquito Aedes aegypti. III. A dengue é uma doença cujo período de maior transmissão em muitas regiões coincide com o verão devido aos fatores climáticos favoráveis à proliferação de seu vetor, o Aedes aegypti. IV. Biossegurança é o conjunto de ações e procedimentos voltados para a prevenção, proteção, minimização de riscos inerentes à exposição, manipulação e uso de organismos vivos e seus derivados, com o objetivo de evitar danos e efeitos adversos aos seres humanos, aos animais e ao meio ambiente. V. Os insetos podem ser vetores de doenças causadas por vírus, por bactérias e por protozoários. A doença de chagas é um exemplo de doença causada por protozoário e transmitida por mosquito, o Triatoma infestans, popularmente conhecido como barbeiro ou bicudo. 13www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia a) II - III - V b) I - III - IV c) IV - V d) III - IV 14. (FCMMG 2017) O esquema representado abaixo ilustra os métodos de produção de camundongos com material genético ou celular de um organismo diferente, para estudos dos efeitos de uma determinada mutação gênica sobre o desenvolvimento inicial. Tais camundongos (A e B) são denominados, respectivamente, de: a) Quiméricos e Mosaicos b) Transgênicos e Mutantes c) Mosaicos e Transgênicos d) Transgênicos e Quiméricos 15. (UFPR 2017) Atualmente é possível comprar e criar os chamados GloFish, peixes transgênicos que se tornam fluorescentes quando expostos à luz ultravioleta. Para conferir a fluorescência, pesquisadores criaram peixes que produzem em suas células a proteína GFP (proteína verde fluorescente, na sigla em inglês), presente naturalmente em medusas e que pode ser detectada sob luz ultravioleta. Considerando a tecnologia para obtenção de transgênicos, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Os peixes GloFish são chamados transgênicos porque possuem em seu genoma um segmento de DNA de medusa. ( ) O gene que codifica a GFP foi inserido nas células somáticas, mas não nas gaméticas dos peixes GloFish. ( ) As células fluorescentes dos GloFish produzem RNA mensageiro, que, por meio da tradução, origina a proteína GFP. ( ) Os peixes GloFish foram produzidos pela introdução de um núcleo extraído de uma célula de medusa em uma célula de peixe cujo núcleo tinha sido anteriormente removido. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – F – F – V. b) F – V – F – V. c) F – F – V – V. d) V – F – V – F. e) F – V – F – F. ANOTAÇÕES 14 GABARITO 1: [E] Alelos: d (normalidade) e D (acondroplasia) Pais: Dd Dd× 1P(feto DD) ou 25%. 4 = 2: [D] Alelos: f (fibrose cística) e F (normalidade) Pais: André (Ff ) e Mariana (Ff ) P (2 filhos 1 1 1f f ) 6,25% 4 4 16 = × = = 3: a) Aspecto positivo: cura de doenças com causa genética. Aspecto negativo: produção de outras alterações no genoma que produzam características indesejadas, ou mesmo, outras doenças. b) No DNA, a Adenina pareia-se com a Timina (ou a Uracila caso uma das fitas seja de RNA) e a Citosina pareia-se com a Guanina. Assim, o número de Adenina será sempre igual a de Timina (Uracila) e o número de Citosina é igual a de Guanina. A demonstração do cálculo é apresentada a seguir. 1000 pb 2000 bases= 200 bases de Adeninas + 200 bases de Timinas (ou Uracila) = 400 bases 2000 400 1600 bases− = 1600 2 800= bases de Citosina e 800 bases de Guanina. 4: [A] [I] Incorreta. O ácido desoxirribonucleico (DNA) é constituído por dois filamentos enrolados, formados por muitos nucleotídeos; os nucleotídeos são formados por uma pentose, um ácido fosfórico e bases nitrogenadas, que podem ser púricas (adenina e guanina) ou pirimídicas (citosina e timina). [II] Incorreta. Os íntrons são regiões de um gene que não serão traduzidas, localizadas entre os éxons, regiões que serão traduzidas; a polimerase do RNA, ao percorrer uma unidade de transcrição, transcreve as duas regiões, íntron e éxon, produzindo o pré-RNAm, dentro do núcleo, que passa por uma série de transformações antes de ir para o citoplasma, removendo os íntrons, ou seja, removendo as porções que não codificarão aminoácidos. 5: [C] [I] Correta. As três síndromes constituem tipos de aneuploidias, ocorrendo o aumento ou diminuição de um ou mais cromossomos.[II] Incorreta. O albinismo é determinado por gene (alelo) autossômico recessivo. [III] Incorreta. O daltonismo é uma doença ligada ao sexo, em um gene localizado no cromossomo X. [IV] Correta. A hemofilia é uma doença causada por uma mutação em um gene no cromossomo X. 6: a) O sistema CRISPR-Cas9 protege as bactérias contra o ataque de vírus que contém DNA como material genético. O mecanismo enzimático detecta o DNA exógeno e o corta em pontos específicos. O sistema de reparo acrescenta nucleotídeos ao DNA estranho causando a inativação dos genes invasores, O RNA-guia associado ao Cas9 bacteriano apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: GGGAUAUCCC. b) A alteração na sequência de DNA provocada pelo CRISPR-Cas9 pode inativar um gene modificando, por exemplo, o seu promotor ou o códon de início da tradução, entre outras. 7: [B] A síndrome de Turner é uma aneuploidia do tipo monossomia do cromossomo X, cuja fórmula é 45, X (ou 45, XO) e somente afeta mulheres. 8: [A] No ciclo vital do protoctista Plasmodium sp., causador da malária, o homem é o hospedeiro intermediário, enquanto as fêmeas do mosquito Anopheles são o hospedeiro definitivo. 15www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia 9: 04 + 32 = 36. [01] Incorreta. A “letra” mencionada no texto é uma referência ao tipo de base nitrogenada presente nos nucleotídeos do DNA. [02] Incorreta. O DNA dos seres vivos é formado por duas cadeias polinucleotídicas complementares e antiparalelas. [08] Incorreta. Para a síntese das proteínas participam o DNA, RNA mensageiro, RNA transportador e o RNA ribossômico. [16] Incorreta. A alteração de apenas um nucleotídeo no gene pode levar à inativação da proteína. 10: [D] Aos 18 meses, em torno de 540 dias, o salmão normal possui, em média, 800 g de massa, enquanto que o salmão transgênico possui, em média, 2.800 g de massa, o equivalente a, aproximadamente, 3,5 vezes mais. 11: [D] O código genético é universal e não é modificado pelas técnicas de transgenia. 12: [E] Essa nova variedade de cana-de-açúcar é um organismo transgênico, porque houve transferência de genes de outro ser vivo, da bactéria Bacillus thuringiensis para o DNA da cana, tornando-a resistente à larva da mariposa Diatraea saccharalis. 13: [B] [II] Incorreta. O mosquito Aedes aegypti transmite os vírus causadores da dengue, chicungunha, zica e febre amarela, enquanto que a malária é causada por um protozoário, transmitido pelo mosquito Anopheles. [V] Incorreta. Os insetos podem ser vetores de doenças causadas por vírus, bactérias, protozoários e vermes. 14: [D] O camundongo que recebeu e expressou genes exógenos é transgênico. O outro animal, cujo embrião incorporou células de outro camundongo é quimérico. 15: [D] O gene da medusa que codifica a proteína GFP foi inserido nas células gaméticas ou no zigoto dos peixes transgênicos. Os peixes GloFish não foram modificados por manipulação nuclear. ANOTAÇÕES 16 QUERO AGORA 17www.biologiatotal.com.br Edição Genética e o Futuro da Biologia contato@biologiatotal.com.br /biologiajubilut Biologia Total com Prof. Jubilut @paulojubilut @Prof_jubilut biologiajubilut