B iotecnologia é um termo que nos remete ao estado da arte da ciência da vida. Está associado ao genoma, ao DNA, a clones, enfim, a um extenso leque de descobertas dos tempos modernos. Mas a biotecnolgia é tão antiga quanto a própria civilização. O primeiro homem que, 12 mil anos atrás, numa remota Mesopotâmia, usou fermento para fazer o pão estava pondo em curso um processo biotecnológico. Hoje a biotecnologia continua a fazer o pão, com a diferença de que o ingrediente pode ser transgênico. Biotecnologia é um termo que também nos remete à polêmica. Ambientalistas e agricultores debatem o plantio de alimentos transgênicos, entre eles a soja. Correntes religiosas, em nome do direito da vida do embrião, se opõem a pesquisadores que defendem o uso de células-tronco em tratamentos de doenças. O debate envolve questões éticas e legais. Há mais perguntas que respostas. O importante é ter os argumentos afiados, tarefa que este fascículo o ajudará a levar a cabo. NESTA EDIÇÃO Em que pé está a Lei da Biossegurança PÁG. 3 Cinco dicas para você estudar melhor PÁG. 8 Biotecnologia, promessas e polêmicas Culturas transgênicas e uso de células-tronco estão no centro de um debate que envolve questões éticas, legais e religiosas Representação do DNA > Física > Biologia > Química ENTENDA O ASSUNTO Biotecnologia, entre o milagre e o pecado A ciência abre novas perspectivas para o tratamento de doenças, mas seu avanço provoca polêmicas e debates sobre a própria noção de vida POR FÁBIO L. OLIVEIRA CÉLULAS PLURIPOTENTES (Células de blastocisto de 5-14 dias) UM BIÓLOGO, DUAS SURPRESAS © (AP) James Watson 2 I r e v i s ta é p o c a I ÓVULO FERTILIZADO EMBRIÃO DE 8 DIAS BLASTOCISTO PLURIPOTENTES NEURÔNIO CÉLULAS DO SANGUE MÚSCULO H oje em dia podemos tomar vinhos de ótima qualidade, de várias partes do mundo e a preços acessíveis. Foi longo o caminho para chegar a esse estágio. Começou a ser percorrido há 5 mil anos no Egito, onde encontramos os registros mais antigos do processo de vinificação. Naquela época, o uso de fermentos já não era novidade – afinal, a produção do pão na Mesopotâmia remonta há 12 mil anos. Os antigos não tinham um nome para o processo, mas, ao produzir o pão e o vinho, estavam usando a biotecnologia. O termo se refere à utilização de seres vivos para a obtenção de serviços ou produtos. É o que a biotecnologia moderna ainda faz, agora com a ajuda da informação genética, que multiplicou sua utilidade. Atualmente, por exemplo, a biotecnologia está na base da realização de testes de paternidade ou do desenvolvimento de medicamentos. O passo mais importante, que abriu as portas para a biotecnologia moderna, foi dado em 7 de março de 1953 por Francis Crick e James Watson. Trabalhando no laboratório Cavendish, na Inglaterra, eles foram os primeiros a apresentar um modelo da molécula de DNA, com o formato de dupla hélice (parecida com uma escada em espiral). Essa descoberta causou uma revolução na biotecnologia, possibilitando pesquisas com transgênicos, clonagem, genomas e célulastronco. Tais avanços defrontaram o homem e a sociedade com dilemas e conflitos éticos, religiosos e legais, ainda passíveis de discussão e solução. Em 1970, a descoberta das enzimas de restrição (que cortam o DNA em pontos específicos) tornou possível transferir trechos de DNA de uma espécie para outra e, portanto, o desenvolvimento de organismos transgênicos. O pri- 1 1 d e j u n h o d e 22 0 |0 7R E V I S T A É P O C A | F A S C Í C U L O X I ilustração: AKE ASTBURY > O biólogo James Watson surpreendeu o mundo duas vezes. A primeira foi em 1953, quando, com Francis Crick, físico britânico, anunciou o modelo de dupla hélice para o DNA, propondo como se daria sua replicação. A segunda foi em outubro passado, ao declarar seu “pessimismo em relação ao futuro da África pelo fato de os negros terem menos inteligência que os ocidentais”. Watson se desculpou publicamente, mas foi suspenso do Laboratório Cold Spring Harbor, onde trabalhou por 40 anos. Acabou por se aposentar. A declaração mancha a biografia do cientista, mas não tira o valor de sua descoberta, que lhe valeu o Prêmio Nobel de Medicina em 1962. meiro deles, uma bactéria produtora de insulina humana, foi apresentado em 1982, pela pioneira Genentech, da Em 1953, foi Califórnia, Estados Unidos. Atualmente existe uma série de organismos geneticamente modificados, desde animais apresentado de laboratório (com genes implantados ou suprimidos), o modelo da usados em pesquisas, até vegetais resistentes a pragas, molécula de inseticidas, secas ou enriquecidos nutricionalmente. DNA com Culturas transgênicas podem trazer inúmeros beneformato de fícios, como é o caso do arroz “dourado”, desenvolvido dupla hélice para combater, em populações subnutridas de países pobres, a deficiência de vitamina A, responsável por 500 mil casos anuais de cegueira infantil. Culturas resistentes a secas ou altas salinidades estão sendo desenvolvidas em países como a África do Sul, podendo aumentar a produção de alimentos nos países africanos. O plantio de culturas resistentes a inseticidas ou pragas permite menor uso de inseticidas, o que reduz o impacto ambiental e o preço dos alimentos e pode contribuir para a diminuição da fome no mundo. Pequenos agricultores, contudo, devem ter acesso a essas sementes, caso se queira que o panorama da fome seja realmente modificado. Não há só aspectos positivos. Algumas dessas culturas contêm genes que as fazem gerar sementes infecundas, o que obriga os agricultores a comprar as sementes a cada safra. Uma vez plantados, os vegetais transgênicos podem selecionar pragas mais resistentes ou os transgenes podem se dispersar por meio do pólen e ser incorporados por outras plantas, com conseqüências imprevisíveis. Atualmente vários países estão desenvolvendo e cultivando safras transgênicas, inclusive o Brasil. Até agora não foi detectado nenhum problema ambiental, mas isso não é conclusivo. A segurança ambiental e alimentar de cada transgênico precisa de confirmação anterior a sua liberação para o mercado. O desenvolvimento de técnicas que possibilitaram a identificação da seqüência de nucleotídeos dos DNAs e a revelação dos genomas das espécies também têm importantes aplicações. Conhecer o conjunto de genes de espécies patogênicas de plantas ou animais torna possível identificar os genes responsáveis pela doença e direcionar as pesquisas na busca de cura ou tratamento. Um exemplo bem-sucedido foi o projeto do genoma da bactéria Xilella fastidiosa, causadora do amarelinho, praga que gera enormes prejuízos à citricultura. Financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), o projeto foi concluído em 1999. Na área de saúde, o Instituto Ludwig de Pesquisas sobre o Câncer em São Paulo coordena o projeto Genoma Humano do Câncer, que visa identificar genes ativos nessa doença, ampliando a possibilidade de tratamento. BIOSSEGURANÇA, LEI AINDA NO PAPEL Por Venerando S. Oliveira Sancionada em 24 de março de 2005, a Lei de Biossegurança cria o Conselho Nacional de Biossegurança (CNBS) e reestrutura a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio), ligada ao Ministério de Ciência e Tecnologia. A aprovação da lei foi acelerada pela necessidade de regulamentar dois assuntos polêmicos e em estágios já bastante adiantados: as células-tronco e os organismos geneticamente modificados (OGMs). Pesquisas com células-tronco mostram resultados promissores no tratamento de câncer e doenças degenerativas, como o mal de Alzheimer. Por utilizar embriões de onde são retiradas as células, essas pesquisas sofrem a oposição de setores religiosos e de grupos antiaborto. Quanto aos alimentos transgênicos, a soja, plantada principalmente no sul do país, está no centro da polêmica dos OGMs. Introduzida no Brasil nos anos 90, ela é resistente a pragas e pesticidas, o que aumenta a produtividade e reduz os custos. Os ambientalistas são seus mais ferrenhos críticos. A polêmica está longe de acabar, e a desinformação da sociedade alimenta e prolonga esse processo. Embora sancionada há mais de dois anos, a Lei de Biossegurança continua no papel. DIVULGAÇÃO © (AP) Venerando S. Oliveira, físico formado pela Unicamp, é educador, autor de material didático, professor e coordenador do ensino médio e de cursos pré-vestibulares Xilella fastidiosa 3 | R EV ISTA É PO C A | FA SCÍC U L O X I >> O QUE VER E O QUE LER O SEXTO DIA O tema desse filme é a clonagem de seres humanos. Espécie de ficção científica em que o protagonista é substituído por seu clone e foge para não ser assassinado enquanto tenta decobrir a trama por detrás desse mistério. GATTACA, A EXPERIÊNCIA GENÉTICA Enfoca a eugenia. Numa época futura, seres humanos são criados em laboratório e melhorados geneticamente. Aqueles concebidos biologicamente são colocados à margem dessa nova sociedade geneticamente selecionada. Um ser humano concebido biologicamente vai reverter o status. PARQUE DOS DINOSSAUROS O homem domina as técnicas de engenharia genética em estado de arte a ponto de recriar os dinossauros, confinando-os em um parque temático. As coisas escapam do controle quando os animais revividos não se comportam dentro dos padrões esperados. Os seguintes sites também são recomendados: http://www.ctnbio.gov.br – Comissão Técnica Nacional de Biossegurança http://www.comciencia. br/reportagens/clonagem/ clone02.htm – Clonagem ainda é técnica em desenvolvimento DIVULGAÇÃO Três filmes, embora de ficção, abordam questões genéticas de forma que podem ajudar no aprendizado. São eles: Outra faceta da biotecnologia é a geração de indivíduos geneticamente iguais – os clones. O principal marco nesse campo foi o nascimento da ovelha Dolly, anunciado por Ian Wilmut em 1997. Como isso foi possível? Uma célula mamária de uma ovelha foi fundida com um óvulo de outra ovelha (cujo núcleo foi previamente removido) e o embrião resultante implantado no útero de uma terceira, gerando uma ovelha geneticaIan Wilmut, mente idêntica à doadora do óvulo. O que anunciou sucesso dessa técnica permite imaginar o primeiro a clonagem reprodutiva de animais de clone animal estimação mortos, espécies em extinção ou extintas e até do homem. A clonagem de seres humanos, além das questões éticas, é bastante combatida pela ciência devido ao risco de haver problemas no clone, como aconteceu com a própria Dolly, vítima de envelhecimento precoce. A clonagem terapêutica pode dar origem às chamadas células-tronco embrionárias. Tais células, por meio de divisões sucessivas, podem gerar qualquer um dos mais de 200 tipos celulares de nosso corpo, representando esperança para o tratamento ou cura para muitas enfermidades. Células-tronco adultas, como as da medula óssea, podem gerar muitos tecidos, mas não todos. Isso justifica tamanho interesse pelas célulastronco embrionárias. Para obter tais células, é preciso retirá-las de um embrião com cerca de 5 dias de idade, interrompendo seu desenvolvimento. Isso gera muita resistência, sobretudo de correntes religiosas, que alegam que O principal essa interrupção provoca a morte do embrião. Para a marco da ciência, no entanto, ainda não existe vida no embrião. clonagem foi Biologicamente, considera-se o início da vida quando o nascimento surge o sistema nervoso, o que acontece somente no da ovelha final do primeiro mês de gestação. Dolly, anunciado Há então um grande impasse, pois clínicas de reprodução humana eliminam os embriões não-utilizados. em 1997 A mesma sociedade que aceita tal eliminação não permite que esses embriões sejam utilizados para fornecer as células-tronco para as pesquisas. Em tais pesquisas, a clonagem terapêutica gera células-tronco do paciente que são injetadas no órgão doente, esperando-se que se transformem nesse tecido. Tal técnica não apresenta rejeição, além de ser menos traumática que transplantar um órgão inteiro. A partir disso, abrese caminho para o tratamento de doenças cardíacas, degenerativas, paralisia de membros por danos na medula espinhal, entre outros casos. Todo esse repertório de novos conhecimentos traz promessas de melhoria da qualidade de vida, mas levanta também conflitos éticos e religiosos. A legislação está sendo criada, e tanto legisladores quanto sociedade devem conhecer tais assuntos, pois serão chamados a decidir sobre o futuro da biotecnologia e suas implicações para todos nós. DIVULGAÇÃO Dinossauro recriado pela ficção 4 I r e v i s ta é p o c a I 1 1 d e j u n h o d e4 2|0 0R7 E V I S T A É P O C A | F A S C Í C U L O X I FÁBIO L. OLIVEIRA, biólogo formado pela Unicamp, é autor de materiais didáticos, professor do ensino médio e de cursos pré-vestibulares Seqüenciamento do DNA Com esta questão, que aborda projetos genomas, você pode avaliar seus conhecimentos sobre síntese protéica Ilustração: AKE ASTBURY Projetos genomas visam identificar os genes de um organismo. Para isso, é necessário descobrir a seqüência de nucleotídeos do DNA desse organismo para identificar os genes e as proteínas codificados por eles. Geram-se, a partir de uma única molécula de DNA, vários segmentos com tamanhos diferentes. Estes são colocados em cima de um bloco de gel e o atravessam. Os menores pedaços o fazem mais rapidamente e os maiores, mais lentamente. A figura aqui reproduzida repre- RNA mensageiro Proteína UACAAGGUGCCAU ATGTTCGAGCCTA UGUUCCACGGUA AUGUUCCACGGUA AUCUUGGAGCCUA Y W Beta Z Alfa senta um gel no qual foram colocados teína codificada por ele é a: mensageiro vários RNA segmentos com tamanhos Proteína A) Alfa B) Z C) Y D) Beta E) W. diferentes de uma mesma molécula de DNA. A técnica usada permite saber COMENTÁRIO que o último nucleotídeo de cada Essa questão aborda de maneira sucinsegmento da coluna A é a Adenina, da ta como se realiza um projeto genoma. coluna T, é a Timina, e assim por diante. A leitura do enunciado é essencial para Após a migração e separação desses quem não sabe como se faz a leitura segmentos, é estabelecida a seqüência dos trechos de DNA no gel para se achar da molécula original, colocando-se os a ordem dos nucleotídeos do trecho nucleotídeos conhecidos de cada colude DNA seqüenciado. Após o estabena, separados no gel, na ordem, do mais lecimento da ordem dos nucleotídeos leve para o mais pesado. A partir disso, do DNA, é necessário que se lembre a é possível estabelecer a seqüência de ordem de pareamento do DNA com o aminoácidos da proteína codificada por RNA mensageiro em formação (A com U, esse segmento. Seqüenciando tal T com A, C com G e G com C) para analisegmento e analisando a tabela sar a tabela e verificar a proteína codificaacima, é possível dizer que a proda pelo trecho de DNA seqüenciado. GABARITO: (B) RESPOSTA DA QUESTÃO INÉDITA DO FASCÍCULO X Na América do Sul, a esquerda convive com a economia de mercado UACAAGGUGCCAU Y ATGTTCGAGCCTA W UGUUCCACGGUA Beta AUGUUCCACGGUA Z A questão da semana passada era sobre rompimento com a economia de mercado AUCUUGGAGCCUA o cenário geopolítico da América do Sul. A Alfa e dogmas liberais. Ao que tudo indica, essa chegada de muitos partidos de esquerda nova tendência está mais vinculada a uma ao poder na região mudou o panorama, refreada ao neoliberalismo, interpretado mas não implicou a adoção do socialismo como uma espécie de radicalismo de RNA mensageiro Proteína como modelo político e econômico, nem o mercado, do que a uma confrontação ideológica com o capitalismo. Gabarito: alternativa D (Apesar de muitos partidos de esquerda terem chegado ao poder na América do Sul, o sistema de economia de mercado foi mantido em todos eles). 5 | R EV ISTA É PO C A | FA SCÍC U L O X I QUESTÕES RESPONDIDAS Projeto Genoma, transgênicos, DNA Teste seus conhecimentos com questões que já caíram em vestibulares recentes e confira os comentários dos professores 1ª questão Em abril de 2003, a finalização do Projeto Genoma Humano foi noticiada por vários meios de comunicação como sendo a “decifração do código genético humano”. A informação, da maneira como foi veiculada, está: A) correta, porque agora se sabe toda a seqüência de nucleotídeos dos cromossomos humanos. B) correta, porque agora se sabe toda a seqüência de genes dos cromossomos humanos. ERNESTO DE SOUZA 2ª questão 6 I r e v i s ta é p o c a I C) errada, porque o código genético diz respeito à correspondência entre os códons do DNA e os aminoácidos nas proteínas. D) errada, porque o projeto decifrou os genes dos cromossomos humanos, não as proteínas que eles codificam. E) errada, porque não é possível decifrar todo o código genético, existem regiões cromossômicas com alta taxa de mutação. Unifesp, 2004 COMENTÁRIO Esse é o típico enunciado “pega- Organismos são ditos transgênicos quando, por técnica de engenharia genética, recebem e incorporam genes de outra espécie, os quais podem ser transmitidos aos seus descendentes. Exemplos desses organismos são as plantas transgênicas, receptoras de um gene de outro organismo (doador) que lhes confere resistência a certos herbicidas. Para que ocorra a síntese da proteína codificada pelo gene inserido no genoma da espécie receptora, diversas condições devem ser observadas. Entretanto, fundamentalmente, essa técnica é possível porque: A) cada organismo apresenta seu próprio código genético. B) o código genético é comum a todos os seres vivos. C) o código genético é degenerado. distraído”, pois reafirma uma confusão já comum nos meios de comunicação, que não diferencia corretamente os conceitos de genoma e código genético. Portanto, cuidado. O vestibulando que não faz uma análise crítica das informações veiculadas na mídia pode apreender conceitos errados. Vale lembrar que o genoma é o conjunto de genes de uma espécie e o código genético é a relação entre a trinca de bases do DNA (ou RNA mensageiro) e o aminoácido colocado pelo ribossomo na proteína. D) a técnica permite trocar o código genético do organismo doador do gene. E) a técnica permite trocar o código genético do organismo receptor do gene. PUC-SP, 2004 COMENTÁRIO O enunciado facilita a compreensão ao fornecer informações introdutórias sobre o assunto que ajudam o candidato a se lembrar dos principais conceitos. Mas também exige atenção redobrada devido à relação entre genoma e código genético. Com relação ao código genético, é bom lembrar que, salvo algumas diferenças em algumas trincas de bases do DNA em algumas poucas espécies, o código genético é universal, ou seja, é o mesmo em todas as espécies, sendo, portanto, usado como uma das evidências do processo evolutivo. 1 1 d e j u n h o d e6 2|0 0R7 E V I S T A É P O C A | F A S C Í C U L O X I A tira de quadrinhos ao lado faz referência à manipulação de genes em laboratório. Se esse tipo de experimento realmente fosse concretizado, seria possível afirmar que: A) o elefante e o vaga-lume são organismos transgênicos. B) apenas o vaga-lume é um organismo transgênico. C) uma seqüência de RNA do vagalume foi transferida para células do elefante. D) o gene do vaga-lume controlou a produção de RNA e de proteína no interior das células do elefante. E) uma seqüência de DNA do elefante sofreu mutação devido à introdução do gene do vaga-lume em células 4ª questão Neste ano de 2003, são comemorados os 50 anos da “descoberta” da estrutura tridimensional do DNA. Com relação às características dessa molécula, ao papel que ela desempenha nos seres vivos e aos processos em que se encontra envolvida, é CORRETO afirmar que: 01) é formada por duas fileiras de nucleotídeos torcidas juntas em forma de hélice. 02) em sua composição é possível encontrar quatro bases nitrogenadas diferentes: a adenina, a citosina, o aminoácido e a proteína. 04) ela tem a capacidade de se autoduplicar. 08) nela está contida a informação genética necessária para a formação de um organismo. 16) a mensagem nela contida pode ser transcrita para uma outra molécula denominada RNA. O ESTADO DE S. PAULO, 27 DE MAIO DE 2004 3ª questão daquele mamífero. desenho remete à luz excessiva e instantânea. De qualquer maneira, a análise do quadrinho é essencial na resolução. A partir dela verifica-se que o elefante brilhou como vaga-lume, o que permite responder que um gene do vaga-lume foi transferido ao elefante, que pode produzir bioluminescência como o vaga-lume. PUC-SP, julho 2005 COMENTÁRIO É uma daquelas questões consideradas fáceis. Uma rápida análise da tirinha já encaminha para a resposta correta. Mesmo que o candidato não perceba a palavra “flash”, o próprio 32) nos organismos procariontes, ela fica estocada dentro do núcleo das células. 64) em alguns organismos primitivos, ela apresenta apenas uma fileira de nucleotídeos. UFSC, 2003 (questão 1 da prova branca) COMENTÁRIO Neste caso, a tirinha não agrega informação que facilite a escolha das alternativas corretas. Outra dificuldade é o excesso de assertivas a serem avaliadas e a solicitação final do somatório dos valores. Com relação à afirmativa 64, vale lembrar que existem alguns vírus cujo material genético é DNA de fita simples e outros com RNA de fita dupla. Então, o conceito de que moléculas de DNA têm fita dupla e de RNA têm fita simples não se aplica a todos os organismos. GABARITO: 1 (C), 2 (B), 3 (D), 4 (soma das alternativas corretas: 93) 7 | R E V I S T A É P O C A | F A S C Í C U L O 1 1XdI e j u n h o d e 2 0 0 7 I r e v i s ta é p o c a I 7 Dicas para o candidato Cinco sugestões para você se preparar melhor Seguindo essas orientações, o vestibulando terá maiores chances de se sair bem nos exames os dez primeiros fascículos, demos dicas sobre como fazer melhor a prova. Agora, neste último fascículo, ficam sugestões de como estudar melhor, algo fundamental nesta reta final até a realização dos exames. N 3 1 SEU CANTO Tenha sempre um local para seus estudos. Seja em casa, no cursinho, ou em sua escola, esse seu “canto” deve ser bem iluminado e sem ruídos que possam atrapalhar sua concentração. 4 2 5 SEU LIMITE Jamais estude por horas a fio. Especialistas recomendam que a moderação (cerca de três a quatro horas por dia) é mais salutar, além de preservar na memória os conteúdos já apreendidos. SEU RITMO Nunca se apresse em seus estudos. Cada assunto não deve ser apenas lido, mas sim compreendido e enfocado em seus pontos principais. Para render mais, faça sempre anotações. SUA ATITUDE Não permaneça com dúvidas, tente solucioná-las com amigos e/ou professores. Buscando ajuda, além de solucionar a dúvida, sempre se pode acrescentar algo ao que já se sabe. SEU BOM SENSO Não realize seus estudos se suas condições físicas e/ou emocionais não estiverem normais. Esse tipo de situação é negativa para o rendimento estudantil. Nesses casos, procure alguém de sua confiança e peça orientação. DIRETOR GERAL Juan Ocerin DIRETOR EDITORIAL Paulo Nogueira DIRETOR DE MERCADO ANUNCIANTE Gilberto Corazza DIRETOR DE FINANÇAS Frederic Zoghaib Kachar DIRETOR DE ASSINATURAS Stavros Frangoulidis Neto DIRETORA DE MARKETING Yara Grottera DIRETOR DE REDAÇÃO Helio Gurovitz [email protected] REDATOR-CHEFE David Cohen DIRETOR DE CRIAÇÃO Saulo Ribas EDITORES-EXECUTIVOS André Fontenelle, David Friedlander DIRETOR DE ARTE Marcos Marques Ilustração: AKE ASTBURY O Guia ÉPOCA Vestibular 2008 - Atualidades é um projeto editorial de 11 fascículos desenvolvido pelo UNO Sistema de Ensino da Editora Moderna para a Editora Globo. © 2007 Editora Moderna e Editora Globo. Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta coleção pode ser reproduzida sem autorização prévia da Editora Moderna e da Editora Globo. 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