Transmissão das características
genéticas
O papel do DNA
Proteínas ou DNA, quais as moléculas responsáveis pelas
características hereditárias?
As proteínas são macromoléculas com grande especificidade
e apresentam grande diversidade química.
O DNA parece ser uma molécula muito simples para poder
ser responsável pela transmissão das características
hereditárias.
Experiências-chave que permitiram determinar o papel do
DNA na transmissão das características hereditárias:
- Experiência de Griffith
- Trabalhos de Avery e colaboradores
- Experiências de Hershey e Chase
Observações de Griffith (1928)
Griffith trabalhou com bactérias causadoras de pneumonia –
Streptococcus pneumoniae.
Observando-as ao microscópio, verificou que existiam duas
estirpes:bactérias tipo S e bactérias tipo R.
As suas investigações tinham como principal objectivo,
desenvolver uma vacina contra a pneumonia.
Discussão:
1- Como interpretas os resultados obtidos nos lotes A, B e C?
No lote A, o rato, ao ser injectado com as bactérias vivas do tipo S,
contrai a pneumonia e morre visto estas bactérias resistiram à
fagocitose por parte dos glóbulos brancos.
No lote B, o rato ao ser injectado com as bactérias do tipo R, não
contrai a doença pois estas bactérias não são patogénicas (são
inofensivas).
No lote C, o rato ao ser injectado com bactérias tipo S mortas, não
contrai a doença porque estando as bactérias mortas, tornam-se
inofensivas ou seja não patogénicas.
2- Procura explicar o surgimento de bactérias vivas do
tipo S, no sangue dos ratos do lote D.
Uma possível explicação para este resultado é que alguma
informação passou das bactérias lisas mortas pelo calor para as
bactérias rugosas vivas. Essa informação permitiu às bactérias
rugosas produzir polissacarídeos da cápsula e deste modo
tornarem-se patogénicas.
3- Por vezes, as pesquisas efectuadas não respondem à
questão original, dirigindo a pesquisa para outros campos
de interesse.
Comenta esta afirmação, tendo como base os trabalhos de
Griffith.
As pesquisas de Griffith visavam descobrir uma vacina para combater a
pneumonia e não, fazer um estudo sobre a transmissão das
características hereditárias. No entanto, os resultados obtidos
encaminharam as pesquisas seguintes no sentido de saber como se
efectuava essa transmissão.
Facto: Bactérias tipo R não patogénicas transformam-se em bactérias
tipo S patogénicas.
-Griffith não soube qual a razão desta transformação.
Hipótese: As células tipo S possuem uma substância química que ao
libertar-se pelo aquecimento, penetra nas células tipo R,
transformando-as.
- O facto deste “princípio transformante” ser transmitido às gerações
seguintes, levou a admitir que estaria associado ao material
hereditário.
Qual o “princípio transformante”?
Experiências de Avery, MacLeod e MacCarthy (1944)
Discussão:
1- Qual era o objectivo de Avery e seus colaboradores ao isolarem os
constituintes das bactérias de tipo S?
Determinar qual a substância química (princípio transformante) responsável
pela transformação de bactérias R inofensivas em bactérias de tipo S
patogénicas.
2- Em qual dos lotes o “princípio transformante” se mantêm activo?
No lote IV
3- A adição, ao tubo que contém DNA, de uma enzima que
hidrolise este ácido nucleico (DNAase) permite a
sobrevivência do rato.
Em que medida este resultado mostra que é o DNA o suporte
da informação genética?
Apenas no lote IV, onde foi adicionado DNA, ocorreu a morte do rato. No
entanto, se for adicionada uma enzima responsável pela destruição da
molécula de DNA (hidrólise de DNA), o rato sobrevive pois, o DNA não se
encontra funcional. Então, podemos considerar que é esta molécula a
responsável pela transformação ocorrida nas bactérias.
4- Procura interpretar os resultados das experiências de
Griffith, com base nas observações de Avery.
Ao juntar bactérias do tipo S mortas a bactérias do tipo R vivas,
fragmentos de DNA das bactérias do tipo S penetram nas bactérias de
tipo R e integram-se no seu DNA passando assim, a informação para a
elaboração de cápsula, passando as bactérias a serem patogénicas,
causando a morte dos ratos.
“ O trabalho de Avery e colaboradores (…) foi um marco no estabelecimento de
que o DNA é o material genético das células. Entretanto, teve um impacto
muito pequeno na época por duas razões. Primeira, a maioria dos cientistas
não acreditava que o DNA fosse quimicamente complexo o suficiente para ser
o material genético, especialmente quando comparado com a grande
complexidade química das proteínas. Segunda, e talvez a mais importante,
ainda não era óbvio que as bactérias possuíam genes; a genética bacteriana
ainda estava para ser elucidada.”
In Vida- A Ciência da Biologia, Purves e outros
Discussão:
1- Considerando o texto anterior, faz um breve comentário sobre a
construção do conhecimento científico.
Muitas vezes determinadas descobertas, esbarram com ideias
preconcebidas sobre o assunto, neste caso acreditava-se que a transmissão
das características hereditárias tinha que ser feita através de moléculas
altamente complexas como as proteínas. A aceitação de determinadas
hipóteses pode ainda ser posta em causa devido à falta de conhecimento
científico sobre o assunto o que também se verificou neste caso pois ainda
não havia conhecimento suficiente sobre genética. Esta falta de
conhecimento pode estar aliada à falta de tecnologia necessária para
efectuar as investigações.
Experiências de Hershey e Chase (1952)
Hershey e Chase trabalharam com vírus que infectam bactérias –
bacteriófagos.
Nas suas experiências, Hershey e Chase, isolaram dois lotes de bacteriófagos
marcados radioactivamente.
Discussão:
1- Qual o objectivo de Hershey e Chase ao marcarem radioactivamente as
proteínas da cápsula do bacteriófago do lote 1 e o DNA do bacteriófago do
lote 2?
Para poderem identificar essas moléculas e seguirem o seu percurso
dentro ou fora da célula.
2- Como explicas que novos vírus não apresentem proteínas marcadas
radioactivamente nas suas cápsulas?
As proteínas marcadas radioactivamente não entraram na célula
bacteriana. As proteínas constituintes das cápsulas dos novos vírus foram
sintetizadas no interior da célula bacteriana, utilizando os aminoácidos da
bactéria e, esses não estavam marcados radioactivamente.
3- Em que medida permitem os dados desta experiência
deduzir que é o DNA viral que controla os processos
celulares da bactéria?
Os resultados da experiência de Herschey e Chase mostraram que,
embora dentro da bactéria só tenha penetrado o DNA do vírus e não as
proteínas, esse DNA contém toda a informação necessária para a
síntese do DNA e proteínas dos novos vírus, o que reforça a hipótese
de que é o DNA, e não as proteínas, o material genético e como tal é
ele que controla os processo celulares da bactéria.
Bibliografia:
-Matias, O. e Martins, P. (2004) – Biologia 11º ano, 1ª ed., Areal Editores, Porto
-Pedrosa, C. e outros, (2000) – Ciências da Terra e da Vida – da Célula ao Universo 11º
ano, 1ª ed., Texto Editora, Lisboa
-Purves, W. K., e outros, (2006) – Vida – A Ciência da Biologia Vol. I, 2ª ed., Artmed, S.
Paulo
-Silva, A. D. e outros, (2000) – Ciências da Terra e da Vida – Terra Universo de Vida – 1ª
parte Biologia 11º ano, 1ª ed., Porto Editora, Porto
Manuela Gomes
Ano Lectivo 2008/2009