2014 –REVISÃO EMESCAM
AULA 2 – ENGENHARIA GENÉTICA
1. Com técnicas de biologia molecular é possível verificar a presença ou não de certas regiões de
interesse na fita de DNA. Cada uma dessas regiões recebe o nome de marcador, uma vez que pode
ser associada com algum fenótipo em particular. A presença do marcador no genoma de um indivíduo
pode ser visualizada como uma banda. Dessa forma, podemos descobrir se um embrião poderá
apresentar uma determinada característica ou doença genética pela análise de seus marcadores. O
esquema abaixo representa a análise de marcadores de DNA de quatro embriões humanos (I, II, III e
IV). Apenas a presença de duas bandas (A e B) é indicativo positivo para o indivíduo apresentar
uma certa disfunção muscular quando adulto. Detectou-se ainda que esses marcadores ocupam o
MESMO loco. Observe o padrão de bandas do DNA de cada embrião e responda:
a) Dentre os embriões analisados, quais NÃO deverão apresentar a disfunção muscular quando adultos?
SOMENTE CITE.
b) Qual é a probabilidade de um certo casal, formado por indivíduos tipo I e III, ter um descendente com
essa disfunção muscular? Explique.
2. Considere estes dados como hipotéticos.
 Um casal apresenta, em seus cromossomos de número 21, pontos de quebra por enzimas especiais,
indicados no esquema por setas. Essas resultam em fragmentos de tamanhos diferentes que podem
ser utilizados como marcadores genéticos.
 No esquema a seguir, os fragmentos são indicados por Kb (1Kb=1000 pares de bases nitrogenadas).
 Esse casal tem uma criança com Síndrome de Down devida à trissomia do cromossomo 21. Os
resultados obtidos com o estudo dos marcadores para o cromossomo 21 do pai, da mãe e da criança
estão indicados na figura 2, onde cada traço indica a posição e o tamanho dos fragmentos num campo
de eletroforese.
Com base nas informações apresentadas e em conhecimento sobre o assunto responda ao que se pede.
a) Identifique o genitor que transmitiu dois cromossomos 21 à criança. Justifique sua resposta.
b) Determine o estágio da meiose, I ou II, em que ocorreu o fenômeno de não separação ou não disjunção
dos cromossomos. Justifique sua resposta.
c) Que conclusões podemos tirar apenas a partir dos resultados obtidos com a figura 3?
3. Algumas regiões do DNA são curtas sequências de bases que se repetem no genoma, e o número de
repetições dessas regiões varia entre as pessoas. Existem procedimentos que permitem visualizar essa
variabilidade, revelando padrões de fragmentos de DNA que são “uma impressão digital molecular”. Não
existem duas pessoas com o mesmo padrão de fragmentos com exceção dos gêmeos monozigóticos.
Metade dos fragmentos de DNA de uma pessoa é herdada da sua mãe e a outra metade do seu pai.
Testes de paternidade comparando o DNA presente em amostras biológicas são cada vez mais comuns
e são considerados praticamente infalíveis, já que apresentam 99,99% de acerto. Nesses testes podem
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ser comparados fragmentos do DNA do pai e da mãe com o do filho. Um teste de DNA foi solicitado por
uma mulher que queria confirmar a paternidade dos filhos. Ela levou ao laboratório amostras de cabelos
dela, do marido, dos dois filhos e de um outro homem que poderia ser o pai. Os resultados obtidos estão
mostrados na figura a seguir.
a) Que resultado a análise mostrou em relação à paternidade do Filho 1? E do Filho 2? Justifique.
b) Num teste de paternidade, poderia ser utilizado apenas o DNA mitocondrial? Por quê?
4. Considere duas situações hipotéticas: Ana manteve relações sexuais com dois irmãos, gêmeos
dizigóticos, nascendo destas relações Alfredo. Em outra situação, também hipotética, Paula engravidouse ao manter relações sexuais com dois irmãos, gêmeos monozigóticos, nascendo Renato.
Abandonadas, ambas reclamaram na Justiça o reconhecimento de paternidade, determinando o Juiz a
realização dos testes de DNA. Após receber os resultados, a Justiça pronunciou-se sobre a paternidade
de uma das crianças e ficou impossibilitada de pronunciar-se sobre a paternidade da outra criança.
Responda:
a) sobre a paternidade de qual criança o juiz pronunciou-se?
b) por que não pôde o juiz se pronunciar sobre a paternidade da outra criança?
5. São constantes em revistas e em jornais os noticiários sobre o uso de tecnologia transgênica com fim de
obter proteínas de ação farmacológica ou mesmo proteínas terapêuticas humanas através da
engenharia genética. Em relação a este assunto, responda: Por sua capacidade de cortar o DNA em
pontos específicos, são utilizadas enzimas de restrição na engenharia genética, originando fragmentos
dessa molécula. Cite algumas utilidades dessa enzima bacteriana para a biotecnologia.
6. (Unirio - Modificada) Na engenharia genética, o esquema a seguir apresenta algumas etapas dessa de
uma técnica que vem sendo muito utilizada na pesquisa e no desenvolvimento, por exemplo, de vacinas
e medicamentos.
.
a) Como é denominada esta tecnologia?
b) Analise as etapas I, II e III. Em quais delas se desenvolvem, respectivamente:
b1) o pareamento das bases?
b2) a ação das enzimas de restrição?
b3) a ação da DNA ligase?
c) Muitos agricultores já estão plantando as sementes de milho, algodão e soja transgênicos. Conceitue os
organismos transgênicos.
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7. Uma planta de fumo foi produzida a partir de uma célula de fumo que havia recebido o gene responsável
pela bioluminescência dos vaga-lumes. Analise o esquema e a sequência correspondente e responda:
1- Produção de DNA recombinante (plasmídeo de uma bactéria/ gene do vaga-lume)
2- Introdução do DNA em célula de tabaco
3- Multiplicação da célula de tabaco com o gene do vaga-lume
4- Desenvolvimento de uma planta de tabaco com o gene do vaga-lume.
a) Qual o resultado esperado quando essa planta for regada com a substância que o vaga-lume usa para
produzir luz?
b) A planta de fumo e a técnica utilizada para obtê-la são denominadas, respectivamente:
8. (FUVEST - Modificada) Um pesquisador construiu um camundongo transgênico que possui uma cópia
extra de um gene Z. Em um outro camundongo jovem, realizou uma cirurgia e removeu a hipófise. Em
seguida, estudou o crescimento desses camundongos, comparando com o crescimento de um
camundongo, não transgênico e com hipófise. Obteve as seguintes curvas de crescimento corporal:
a) Explique a causa da diferença no crescimento dos camundongos 2 e 3.
b) Com base em sua resposta ao item a, elabore uma hipótese para a causa da diferença no crescimento
dos camundongos 1 e 2.
9. Observe o esquema abaixo e utilize seus conhecimentos para responder as perguntas abaixo:
a) Através da técnica, da genética atual, representada na ilustração, seria possível produzir um rato do
tipo:
b) Em que momento da experiência acima poderia ser usado um vetor e qual seria o mais indicado?
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10. (Pucmg - Modificada) A vacina de DNA é a mais recente forma de apresentação de antígeno que veio
revolucionar o campo da vacinologia. O processo envolve a inoculação direta do DNA plasmidial, que
possui o gene codificador da proteína antigênica, que será expressa e produzida no interior das células
do indivíduo. Esse tipo de vacina apresenta uma grande vantagem sobre as demais, pois fornece para o
hospedeiro a informação genética necessária para que ele fabrique o antígeno preservando todas as
suas características importantes na indução de uma resposta imune eficiente. Isso sem gerar os efeitos
colaterais que podem aparecer quando são utilizados patógenos vivos, ou os problemas proporcionados
pela produção das vacinas de subunidades em microorganismos.
(Fonte: Desenvolvimento de vacinas gênicas. "Scientific American", 1999.)
Com base no texto, analise as afirmativas a seguir e faça as correções que julgar necessárias:
I.
A imunidade desenvolvida pela vacina de DNA não é imediata, mas é de longa duração.
II.
O indivíduo geneticamente vacinado passa a produzir tanto os antígenos quanto os anticorpos.
III.
Patógenos vivos não podem ser usados como vacina, pois não determinam imunidade e sim
doenças.
IV.
Os antígenos produzidos pelo DNA plasmidial são capazes de combater patógenos que infectem o
hospedeiro.
11. O esquema abaixo se refere a um procedimento realizado através das novas áreas da genética.
Com relação ao procedimento descrito, responda os itens a seguir.
a) Denomine o tipo de procedimento que está sendo executado.
b) Por qual motivo não se espera que haja rejeição diante do procedimento realizado?
12. (UFF - Modificada) A terapia génica, uma promessa da biotecnologia moderna, consiste na cura de
defeitos genéticos pela introdução de genes normais em células de indivíduos doentes. Algumas
metodologias em estudo utilizam retrovírus modificados como veículo de introdução do gene desejado.
Por exemplo, na talassemia, doença caracterizada pela produção de hemoglobina anormal devido a uma
deleção no gene que codifica uma das cadeias da globina, poderia ser usado um retrovírus modificado,
contendo a informação para a síntese da globina. Nesse caso, deveriam ser realizadas quatro etapas:
1. recolher células da medula óssea do paciente;
2. colocar as células recolhidas em contato com o retrovírus modificado, para que eles se multipliquem;
3. colocar as células recolhidas em contato com o retrovírus novamente modificado, para que essas
sejam infectadas;
4. reintroduzir as células infectadas no paciente.
A seguir, estão esquematizadas a partícula viral original, antes da manipulação (Esquema I), e quatro
diferentes partículas virais modificadas (Esquemas II, III, IV e V).
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
X representa o trecho de ácido nucleico viral, que codifica as proteínas necessárias para a formação
de novas partículas virais no interior da célula hospedeira.
 Y representa o trecho de ácido nucléico introduzido, que contém a informação para a síntese da
cadeia da globina.
 o símbolo esférico e negro, indicado em algumas figuras, indica que a partícula viral contém as
enzimas transcriptase reversa e integrase (insere o material genético de origem viral no genoma da
célula).
a) Explique por que motivo, no caso do tratamento da talassemia, as células retiradas da medula óssea são
as indicadas para serem infectadas com as partículas virais adequadamente modificadas.
b) Indique qual dos retrovírus modificados, apresentados nos esquemas acima (II, III, IV ou V), seria o mais
indicado para executar a etapa 2. Justifique a sua resposta.
c) Indique qual dos retrovírus modificados, apresentados nos esquemas acima (II, III, IV ou V), seria o mais
indicado para ser usado no paciente. Justifique a sua resposta.
13. Suponha que após uma terapia gênica bem sucedida em células de pele, um homem e sua esposa
deixaram de ser hemofílicos produzindo o fator VIII de coagulação. O casal já apresentava uma criança
hemofílica. Supondo que os indivíduos tratados venham a ter outro filho, existe possibilidade de
nascimento de uma criança não hemofílica? Justifique sua resposta.
14. Analise o texto a seguir sobre uma experiência para analisar a diferenciação celular, onde dois cientistas
tinham como objetivo estudar a transmissão das informações contidas nos genes do núcleo de células
de diferentes tecidos de um mesmo indivíduo.
 Núcleos de óvulos de uma rã foram substituídos por núcleos de células somáticas, retiradas de uma
mesma rã. Os cientistas observaram que a grande maioria destas células, com seus novos núcleos,
resultaram na formação de embriões normais. Explique por que esses núcleos transplantados de
células somáticas de diferentes tecidos deram origem a indivíduos normais e idênticos.
15. A cura para lesões nas células da medula espinhal, cuja principal causa é a traumática, tem como
consequência possível a paraplegia – mal que ainda não tem cura. Do paciente serão mobilizadas e
extraídas as células-tronco que, após concentradas, serão reinjetadas no local da lesão, na tentativa de
restaurar a função medular perdida.
Considerando-se os tipos celulares citados no texto e o
processo de diferenciação celular, responda:
a) Qual a semelhança e qual a diferença entre os dois tipos celulares citados?
b) A terapia acima descrita faz uso de células tronco homólogas ou heterólogas? Justifique e conceitue os
dois tipos.
c) “O implante de células-tronco não diminui o risco de rejeição, pois o fato de estarem em um estágio
inicial de desenvolvimento é considerado pelos sistema imunológico como estímulo à produção de
anticorpos”. Você concorda com esta afirmativa? Justifique.
RESPOSTAS
1.
a) II, III e IV
b) Zero. Os filhos do casal (I x III) só poderiam herdar um dos dois marcadores presentes no genitor I.
2.
a) O Pai porque a criança possui apenas 1 cromossomo 21 materno, que é representado pelo fragmento de
7 Kb e dois paternos representados pelos fragmentos de 4 e 5 Kb.
b) Divisão I porque a criança possui 2 cromossomos 21 distintos, representados pelos fragmentos de 4 e 5
Kb. Se o erro fosse na meiose II, os pares de homólogos teriam se separados e a criança teria apenas o
fragmento de 4Kb ou o de 5 Kb.
c) A criança está normal, pois apresenta fragmentos de 6 e 4 Kb, indicando que recebeu um cromossomo
21 paterno e um materno.
3.
a) O filho 1 é do outro homem porque não há coincidência de bandas do DNA com as do marido, ou seja,
alguns fragmentos de DNA da criança que não são provenientes da mãe não estão também no marido e
sim no outro homem. Já o filho 2 é do marido, pois as bandas são coincidentes, ou seja, alguns
fragmentos de DNA da criança que não são provenientes da mãe estão no marido e não no outro
homem.
b) Não, pois o DNA mitocondrial só tem origem materna.
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4.
a) Alfredo.
b) por que não pôde o juiz se pronunciar sobre a paternidade da outra criança? Porque Renato possui pais
iguais geneticamente, não sendo possível diferenciá-los pelo teste de DNA.
5. São usadas para teste de DNA; sequenciamento de bases de todos os genes do Projeto genoma
humano; Tecnologia do DNA recombinante com criação de bactérias e vírus com genes de interesse
para estudo (biblioteca de genes), criação de bactérias produtoras de biofármacos, clonagem de DNA e
criação de transgênicos.
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a) Tecnologia do DNA recombinante.
b1) ETAPA II.
b2) ETAPA I.
b3) ETAPA III.
c) Organismos ou indivíduos em que genes de uma outra espécie são deliberadamente introduzidos por
meio de engenharia genética.
7.
a) A planta irá brilhar.
a) Transgênica e técnica do DNA-recombinante.
8.
a) O camundongo 2, não transgênico, apresenta maior aumento corporal, pois sua hipófise secreta
normalmente o hormônio do crescimento.
b) O camundongo 1, geneticamente modificado, produz maior quantidade de hormônio do crescimento, pois
apresenta uma cópia extra do gene que codifica sua produção.
9.
a) Transgênico.
b) Durante a microinjeção de um gene e poderia ser usado o plasmídeo.
10.
Somente as frases III e IV estão erradas e podem ser assim corrigidas:
III. Patógenos vivos atenuados (enfraquecidos) podem ser usados como vacina, pois vão determinar
imunidade.
IV. Os antígenos produzidos pelo DNA plasmidial são capazes de estimular a produção de anticorpos.
11.
a) Terapia gênica.
b) O esquema mostra vírus sendo introduzidos em células do paciente, provavelmente atuando como
vetores para alguma terapia gênica. O novo gene estará dentro da célula do próprio paciente, não
ativando nenhum tipo de resposta imunológica.
12.
a) Nas células da medula óssea existem células precursoras dos eritrócitos. Após receberem a cópia do
gene, que codifica a cadeia peptídica da hemoglobina, essas células se diferenciarão em eritrócitos que
produzirão a hemoglobina normal.
b) O retrovírus modificado mostrado no esquema II, pois ele apresenta o trecho X que é necessário para a
formação de novos vírus que serão posteriormente modificados para a próxima etapa (introduzir nas
células que voltarão para o paciente).
c) O retrovírus modificado mostrado no esquema IV. Essa partícula viral tem a capacidade de inserir a
cópia do gene da cadeia β da hemoglobina no cromossomo das células hospedeiras, porque contém as
enzimas transcriptase reversa e integrase. Além disso, não tem a capacidade de produzir novas
partículas virais que infectariam as outras células do paciente, pois o trecho X do ácido nucléico do vírus
original foi retirado.
13. Não há possibilidade de nascer uma criança não hemofílica, pois ambos os pais são hemofílicos e a
terapia genética altera somente células somáticas e os gametas são produzidos por células da linhagem
germinativa que continuam com o gene defeituoso.
.
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14. São normais porque o DNA de células somáticas de um indivíduo normal contém todos os genes
necessários à formação do indivíduo. São idênticos porque o DNA de uma célula somática é idêntico ao
DNA de qualquer outra célula somática do mesmo indivíduo.
15.
a) As células-tronco e as células da medula de um mesmo indivíduo apresentam o mesmo genoma, mas
têm conjuntos gênicos ativos distintos.
b) Homólogas, que são as células retiradas do próprio indivíduo. Se fossem células de algum embrião
congelado, seriam células tronco heterólogas.
c) Não, pois o fato de estarem em estágio inicial de desenvolvimento não interfere, pois são células que já
existiam na mesmo indivíduo.
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