Engenharia genética

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BIOLOGIA II
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ENGENHARIA GENÉTICA20
Todo emprego de organismos vivos – ou de enzimas e demais 
moléculas produzidas por estes organismos – na resolução 
de problemas cotidianos pode ser compreendido como parte 
da biotecnologia. Assim, esta vasta área compreende uma 
diversidade de processos que vai desde a utilização de leveduras 
na fermentação até a produção de organismos geneticamente 
modificados. 
BIORREMEDIAÇÃO
Muitos desastres ambientais provocados ou exacerbados pela 
atividade humana são solucionados pelo próprio meio quando há 
tempo suficiente para isso. O ambiente se reorganiza de forma que 
a vida, mesmo que através de micro-organismos, volte a habitar 
aquele local.
Em algumas situações, no entanto, não há tempo suficiente para 
que esse processo se estabeleça naturalmente sem que populações 
(humanas ou não) continuem a ser prejudicadas. Isto envolve casos 
de contaminação por poluentes químicos, por exemplo. Nestes 
casos, o uso de outros organismos vivos pode auxiliar na resolução 
do problema e, a isso, chamamos biorremediação.
Um caso bastante estudado envolve o uso de bactérias dos 
gêneros Alcanivorax sp., Colwellia sp. e Cycloclasticus sp., capazes 
de degradar componentes do petróleo. A utilização destes micro-
organismos vem sendo pesquisada como uma possibilidade em 
casos de acidentes envolvendo plataformas ou embarcações 
petrolíferas, uma vez que através de seu metabolismo, as 
substâncias tóxicas são modificadas em moléculas menos 
prejudiciais ao meio-ambiente.
É importante ressaltar que a introdução de organismos em 
um ambiente, mesmo em casos de biorremediação, deve ser 
cautelosamente estudada. A ausência de predadores, parasitas ou 
competidores eficientes pode levar à proliferação destas espécies 
introduzidas que, então, podem causar novos e mais graves 
problemas.
CLONAGEM
Outra situação que pode ser minimizada pelo uso de 
ferramentas biotecnológicas é a extinção de espécies. Nestes 
casos, devemos pensar na clonagem, técnica amplamente 
utilizada para conservação de espécies vegetais e que, aos poucos, 
vem sendo melhor compreendida para outros tipos de organismos.
CLONAGEM REPRODUTIVA
Quando o objetivo almejado é gerar um maior número de 
indivíduos de uma espécie, a clonagem reprodutiva deve ser a 
modalidade aplicada. Pensando em animais, é necessário obter o 
material genético do indivíduo a ser clonado, um óvulo compatível 
que deverá ser “fertilizado” e uma fêmea incubadora na qual o 
embrião completará seu desenvolvimento. O esquema a seguir 
ilustra as principais etapas utilizadas na primeira clonagem de 
mamífero da história, realizada pelo pesquisador inglês Ian Wilmut, 
que deu origem à ovelha Dolly.
Disponível em www.universiaenem.com.br em 15/01/2018.
Nesta ilustração vemos que uma ovelha (indivíduo 1) foi clonada 
através do isolamento do núcleo de uma célula somática. Este 
núcleo, contendo o material genético a ser clonado foi introduzido 
em um óvulo anucleado proveniente de outra ovelha (indivíduo 2). 
Ao fusionar o núcleo somático ao óvulo anucleado, os cientistas 
simularam algo como a fecundação deste óvulo. A diferença, 
neste caso, é que o zigoto formado não continha a combinação 
do material genético de dois organismos, mas o genoma idêntico 
aquele pertencente ao indivíduo 1. A implantação do embrião 
em uma fêmea incubadora (“barriga de aluguel”) possibilitou o 
desenvolvimento do embrião até o final da gestação.
Na clonagem reprodutiva de um animal, o clone apresenta 
as mesmas características do organismo clonado, ou seja, do 
indivíduo doador do núcleo somático. Neste caso, apenas o DNA 
mitocondrial é comum ao óvulo anucleado utilizado, mas este 
não contribui significativamente na determinação da maioria dos 
fenótipos do clone.
CLONAGEM TERAPÊUTICA
Quando um indivíduo sofre com uma doença que causa a 
lesão de um determinado tecido, o processo mais comum de 
cicatrização envolve a substituição do tecido original por tecido 
conjuntivo que apenas “ocupa o espaço” no órgão afetado. Esta 
substituição, no entanto, costuma levar à perda progressiva da 
função do órgão em questão, uma vez que o tecido fibrótico não 
é capaz de exercer o papel do tecido original. Em casos de lesões 
avançadas, transplantes de órgãos podem ser necessários, mas 
isso demanda doadores compatíveis que, às vezes, não atendem à 
demanda de pacientes enfermos.
Neste contexto entra em cena a clonagem terapêutica, uma 
técnica muito similar à clonagem reprodutiva na qual, no entanto, o 
óvulo anucleado fusionado ao núcleo somático não é implantado 
em uma fêmea incubadora, mas cultivado em placas laboratoriais 
para formar o tecido desejado. Dentre as vantagens obtidas com 
esta técnica, podemos enumerar: (I) a virtual disponibilidade de 
tecidos para qualquer paciente, uma vez que não há filas à espera 
de doadores e, (II) a compatibilidade imune, uma vez que o tecido 
gerado apresentará as mesmas características que o paciente, já 
que foi gerado a partir do seu próprio material genético. Ainda, como 
as células geradas estão no início do desenvolvimento, seu nível 
de especialização é baixo, o que possibilita sua diferenciação em 
qualquer tipo de tecido que seja necessário ao paciente em questão.
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CLONAGEM MOLECULAR
Nem sempre o objetivo da clonagem não é a formação de um 
embrião. Em casos onde se deseje realizar a identifi cação de um 
organismo, o único requisito é ter cópias sufi cientes de seu DNA 
para que a análise seja realizada, o que é comum em testes de 
paternidade ou identifi cação de suspeitos em uma cena de crime, 
por exemplo.
A clonagem molecular é um processo de replicação do DNA 
que, ao invés de ser feito pela própria célula do indivíduo, ocorre em 
um tubo de laboratório nas mãos de um investigador. Para isso, é 
necessário isolar o DNA a partir de uma amostra biológica (sangue, 
saliva ou sêmen, por exemplo) e separar o fragmento de DNA a 
ser analisado a partir do genoma total. Nesta etapa são utilizadas 
enzimas de restrição (endonucleases) que nada mais são que 
proteínas com capacidade catalítica capazes de trabalhar como 
tesouras que clivam o DNA em pontos específi cos, separando-o do 
restante que não interessa à análise.
Após este ponto, a clonagem molecular pode ser realizada de duas 
formas distintas. Uma delas envolve o uso de bactérias competentes 
(hospedeiras) que, por se reproduzirem assexuadamente em ritmo 
acelerado, copiam o fragmento de DNA a ser analisado e geram uma 
quantidade sufi ciente de material para uso. Observe o esquema a seguir 
que representa este mecanismo de uso bacteriano.
Através da atividade de enzimas conhecidas como DNA 
ligases, capazes de atuar como uma “cola de DNA”, o DNA a 
ser analisado é ligado ao plasmídeo bacteriano (pequeno DNA 
extracromossômico). O plasmídeo contendo o DNA a ser analisado 
é inserido na bactéria competente que o copia inúmeras vezes.
Uma alternativa ao uso de bactérias é o emprego de enzimas 
isoladas através da técnica conhecida como Reação em Cadeia 
da Polimerase (em inglês, Polymerase Chain Reaction ou PCR). 
As enzimas DNA polimerase são comuns a todos os organismos 
vivos e, uma vez isoladas em tubos laboratoriais, podem ser 
empregadas para fazer cópias do material genético de interesse, 
como esquematizado a seguir.
O fragmento de DNA a ser analisado é colocado em um tubo 
juntamente às enzimas DNA polimerase e iniciadores (em inglês, 
primers). Estes primers se conectam somente a pontos específi cos 
do DNA, possibilitando copiar apenas a região de interesse 
através de modifi cações de temperatura feitas automaticamente 
pela máquina na qual são colocados os tubos laboratoriais. Na 
primeira etapa da PCR, a temperatura da máquina é elevada a 
aproximadamente 95 ºC, rompendo as pontes de hidrogênio 
que unem as duas fi tas e causando a desnaturação do DNA. A 
segunda etapa é caracterizada pela redução da temperatura a 
aproximadamente60 ºC para que ocorra o anelamento (ligação) dos 
primers ao DNA a ser copiado. Finalmente, quando a temperatura 
volta a ser elevada, dessa vez a aproximadamente 70 ºC, a DNA 
polimerase se liga aos primers para que ocorra a extensão da fi ta 
de DNA, como uma replicação normal dentro de uma célula. 
Eletroforese
Quando a região do DNA a ser clonada não é conhecida ou 
quando se deseja confi rmar que a cópia realizada corresponde ao 
requerido, as cópias de DNA obtidas pela clonagem molecular são 
analisadas por eletroforese. Esta técnica consiste em submeter 
o DNA (inserido em uma matriz gelatinosa) a um campo elétrico. 
Cada amostra de DNA é depositada em um poço, comumente 
retangular, que fi ca mais próximo ao polo negativo da matriz 
gelatinosa. Como o DNA apresenta carga negativa devido aos 
grupamentos fosfato de seus nucleotídeos, ele é atraído para o 
polo positivo, como mostrado no esquema a seguir.
Teste de Paternidade
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Como pode ser observado, metade das bandas do filho 1 
pareiam com as bandas da mãe e a outra metade com a banda do 
“outro homem”, logo, o “outro homem” é pai do filho 1. Já metade 
das bandas do filho 2 pareiam com as bandas da mãe e a outra 
metade com a banda do marido, logo, o marido é pai do filho 2. Os 
filhos 1 e 2 são irmãos por parte de mãe.
Uma clonagem molecular pode gerar cópias de DNA de 
diferentes tamanhos. Isto costuma ocorrer quando o indivíduo 
analisado é heterozigoto para o gene avaliado e, por isso, possui 
versões alélicas diferentes de DNA. A figura anterior representa 
um teste de paternidade com esta situação. Observe que o gene 
analisado possui três alelos, cada um deles representado por uma 
banda no gel de eletroforese. É possível identificar a paternidade da 
criança porque sabemos que cada um de seus alelos é proveniente 
de um dos indivíduos parentais. Como a mãe apresenta apenas o 
alelo 1, sabemos que este deverá estar presente na criança, o que 
acontece de fato. O outro trecho de DNA apresentado pela criança 
é o alelo 3 que precisa ter vindo de seu pai. Assim, como apenas 
o “possível pai 1” apresenta o alelo 3, conseguimos identificá-lo 
como pai biológico da criança.
ORGANISMOS GENETICAMENTE 
MODIFICADOS
A capacidade de manipular o genoma de um organismo através 
das técnicas de engenharia genética que envolvem enzimas de 
restrição, DNA ligases e DNA polimerases, possibilita alterar as 
características de um organismo eliminando ou inserindo genes 
em suas células, o que caracteriza um organismo geneticamente 
modificado (OGM). O processo que leva à formação de um OGM 
é muito similar à manipulação utilizada na clonagem molecular e 
quando um gene de outra espécie é inserido no organismo isso o 
caracteriza como um transgênico.
Um dos exemplos mais clássicos envolvendo organismos 
transgênicos consiste na utilização de bactérias para produção de 
insulina destinada a pacientes com diabetes mellitus tipo 1. Como 
estes indivíduos apresentam deficiência pancreática na produção 
endógena de insulina, precisam receber insulina de fontes exógenas 
o que, inicialmente, era feito pela extração de pâncreas suínos. 
Obviamente, a insulina suína não é idêntica à humana, o que gerava 
rejeição por alguns pacientes. Além disso, a demanda por insulina 
era mais alta do que a capacidade de extração pelos procedimentos 
existentes, encarecendo o produto. Assim, a excisão do gene 
humano da insulina e posterior inserção em plasmídeos bacterianos, 
possibilitou a sua produção em bactérias que, por apresentarem 
metabolismo acelerado, sintetizam esta proteína em quantidades 
muito elevadas, reduzindo o seu preço.
A produção de alimentos transgênicos, por outro lado, sempre 
levou a questionamentos quanto a possíveis consequências 
negativas que poderiam trazer à saúde humana. O principal problema, 
na verdade, não diz respeito à instabilidade destes alimentos ou 
intoxicações que possam provocar pela formação de substâncias 
até então inexistentes, mas à falta de informação aos consumidores. 
Ao misturar o material genético de dois organismos, é possível que 
uma dada espécie passe a produzir substâncias alergênicas que 
originalmente não seriam suas características, mas características 
da espécie com quem foi misturada. Isto seria facilmente resolvido 
com rótulos mais claros que indicassem as substâncias ali contidas.
Ademais, a transferência horizontal de genes entre variedades 
transgênicas e não transgênicas (selvagens) pode levar ao 
desenvolvimento de competidores mais eficientes e resistentes que 
desequilibrem o ecossistema por sobrepujarem outras espécies. Isto 
torna-se mais relevante pela falta de regulamentação que determine 
o controle da produção destes organismos em ambiente controlado.
CÉLULAS-TRONCO
A regeneração de tecidos biológicos, como mencionado 
anteriormente, depende da existência de células com pouca 
diferenciação (especialização) que apresentem elevada taxa de 
proliferação, o que caracteriza as células-tronco. No entanto, 
há diferentes tipos de células-tronco com graus distintos 
de especialização. A tabela a seguir representa as quatro 
principais categorias: células-tronco totipotentes, pluripotentes, 
multipotentes e unipotentes.
CÉLULA-TRONCO HABILIDADE
Totipotente Originam todas as células de um indivíduo, incluindo tecidos embrionários e anexos embrionários.
Pluripotente Originam todas as células dos tecidos embrionários, mas não os anexos embrionários.
Multipotente Originam diferentes tipos celulares de uma determinada linhagem.
Unipotente Originam apenas um tipo celular.
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O estudo e uso de células-tronco, porém, não é algo tão simples. 
Os problemas são originados, em grande parte, pela dificuldade de 
acesso a este material. Células-tronco totipotentes, por exemplo, 
só podem ser obtidas até a fase de mórula, o que corresponde ao 
início do desenvolvimento embrionário. A partir do final da blástula 
e início da gástrula, quando estas células iniciam a formação 
dos folhetos embrionários, também se perde a pluripotência, uma 
vez que estas células iniciam caminhos de diferenciação mais 
determinados, como as células do ectoderma que não serão mais 
capazes de originar órgãos como rins ou músculos, por exemplo. 
O congelamento do cordão umbilical de recém-nascidos é 
um exemplo de técnica destinada ao uso de células-tronco. O 
que poucas pessoas imaginam, no entanto, é que estas células 
são multipotentes e, por isso, darão origem apenas à linhagem 
hematopoiética. Isto significa dizer, em outras palavras, que não 
são capazes de atuar na terapia contra o infarto agudo do miocárdio 
ou mal de Alzheimer, por exemplo.
Há ainda as células-tronco pluripotentes induzidas (em inglês, 
induced pluripotent stem cells, iPSC) que são a maior esperança 
para terapias de reparo tecidual. Estas células são, na verdade, 
células diferenciadas retiradas de um indivíduo e colocadas em 
cultura laboratorial sobre ação de fatores muito específicos. 
Este processo promove sua desdiferenciação, regredindo-as ao 
estado de pluripotência e elevando sua capacidade de proliferação 
e diferenciação em outras linhagens celulares. Assim, seria 
possível, por exemplo, retirar uma amostra de sangue ou pele 
e, transformando-a em iPSC, utilizar suas células para tratar 
qualquer doença degenerativa. Além do potencial de regeneração, 
esta terapia evitaria a rejeição pelo paciente, uma vez que as 
características do tecido ou órgão recebido são determinadas pelo 
seu próprio material genético.
PROTREINO
EXERCÍCIOS
01. Defina o que são transgênicos.
02. Explique a função da enzima de restrição.
03. Destaque duas características das células-tronco.
04. Diferencie célula-tronco embrionária de célula-tronco adulta.
05. Aponte a importância da tecnologia do DNA recombinante.
PROPOSTOS
EXERCÍCIOS
01. (ENEM) A estratégia de obtenção de plantas transgênicas 
pela inserção de transgenesem cloroplastos, em substituição à 
metodologia clássica de inserção do transgene no núcleo da célula 
hospedeira, resultou no aumento quantitativo da produção de 
proteínas recombinantes com diversas finalidades biotecnológicas. 
O mesmo tipo de estratégia poderia ser utilizada para produzir 
proteínas recombinantes em células de organismos eucarióticos 
não fotossintetizantes, como as leveduras, que são usadas para 
produção comercial de várias proteínas recombinantes e que 
podem ser cultivadas em grandes fermentadores.
Considerando a estratégia metodológica descrita, qual organela 
celular poderia ser utilizada para inserção de transgenes em 
leveduras? 
a) Lisossomo. 
b) Mitocôndria. 
c) Peroxissomo. 
d) Complexo golgiense. 
e) Retículo endoplasmático. 
02. (ENEM) Cinco casais alegavam ser os pais de um bebê. 
A  confirmação da paternidade foi obtida pelo exame de DNA. 
O  resultado do teste está esquematizado na figura, em que 
cada casal apresenta um padrão com duas bandas de DNA 
(faixas, uma para cada suposto pai e outra para a suposta 
mãe), comparadas à do bebê.
Que casal pode ser considerado como pais biológicos do bebê? 
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 
03. (ENEM) O milho transgênico é produzido a partir da manipulação 
do milho original, com a transferência, para este, de um gene de 
interesse retirado de outro organismo de espécie diferente.
A característica de interesse será manifestada em decorrência 
a) do incremento do DNA a partir da duplicação do gene transferido. 
b) da transcrição do RNA transportador a partir do gene transferido. 
c) da expressão de proteínas sintetizadas a partir do DNA 
não hibridizado. 
d) da síntese de carboidratos a partir da ativação do DNA do 
milho original. 
e) da tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir do DNA 
recombinante. 
04. (ENEM) Um instituto de pesquisa norte-americano divulgou 
recentemente ter criado uma “célula sintética”, uma bactéria 
chamada de Mycoplasma mycoides. Os pesquisadores montaram 
uma sequência de nucleotídeos, que formam o único cromossomo 
dessa bactéria, o qual foi introduzido em outra espécie de bactéria, 
a Mycoplasma capricolum. Após a introdução, o cromossomo da 
M. capricolum foi neutralizado e o cromossomo artificial da M. 
mycoides começou a gerenciar a célula, produzindo suas proteínas.
GILBSON et al. Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically synthesized 
Genome. Science v. 329, 2010 (adaptado).
A importância dessa inovação tecnológica para a comunidade 
científica se deve à 
a) possibilidade de sequenciar os genomas de bactérias para 
serem usados como receptoras de cromossomos artificiais. 
b) capacidade de criação, pela ciência, de novas formas de vida, 
utilizando substâncias como carboidratos e lipídios. 
c) possibilidade de produção em massa da bactéria Mycoplasma 
capricolum para sua distribuição em ambientes naturais. 
d) possibilidade de programar geneticamente microrganismos ou 
seres mais complexos para produzir medicamentos, vacinas 
e biocombustíveis. 
e) capacidade da bactéria Mycoplasma capricolum de 
expressar suas proteínas na bactéria sintética e estas serem 
usadas na indústria. 
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05. (ENEM) Em um experimento, preparou-se um conjunto de 
plantas por técnica de clonagem a partir de uma planta original 
que apresentava folhas verdes. Esse conjunto foi dividido em dois 
grupos, que foram tratados de maneira idêntica, com exceção das 
condições de iluminação, sendo um grupo exposto a ciclos de 
iluminação solar natural e outro mantido no escuro. Após alguns 
dias, observou-se que o grupo exposto à luz apresentava folhas 
verdes como a planta original e o grupo cultivado no escuro 
apresentava folhas amareladas.
Ao final do experimento, os dois grupos de plantas apresentaram 
a) os genótipos e os fenótipos idênticos. 
b) os genótipos idênticos e os fenótipos diferentes. 
c) diferenças nos genótipos e fenótipos. 
d) o mesmo fenótipo e apenas dois genótipos diferentes. 
e) o mesmo fenótipo e grande variedade de genótipos. 
06. (ENEM) Um novo método para produzir insulina artificial 
que utiliza tecnologia de DNA recombinante foi desenvolvido 
por pesquisadores do Departamento de Biologia Celular da 
Universidade de Brasília (UnB) em parceria com a iniciativa 
privada. Os pesquisadores modificaram geneticamente a bactéria 
Escherichia coli para torná-la capaz de sintetizar o hormônio. 
O processo permitiu fabricar insulina em maior quantidade e em 
apenas 30 dias, um terço do tempo necessário para obtê-la pelo 
método tradicional, que consiste na extração do hormônio a partir 
do pâncreas de animais abatidos.
Ciência Hoje, 24 abr. 2001. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br (adaptado).
A produção de insulina pela técnica do DNA recombinante tem, 
como consequência, 
a) o aperfeiçoamento do processo de extração de insulina a partir 
do pâncreas suíno. 
b) a seleção de microrganismos resistentes a antibióticos. 
c) o progresso na técnica da síntese química de hormônios. 
d) impacto favorável na saúde de indivíduos diabéticos. 
e) a criação de animais transgênicos. 
07. (ENEM) Uma vítima de acidente de carro foi encontrada 
carbonizada devido a uma explosão. Indícios, como certos 
adereços de metal usados pela vítima, sugerem que a mesma 
seja filha de um determinado casal. Uma equipe policial de perícia 
teve acesso ao material biológico carbonizado da vítima, reduzido, 
praticamente, a fragmentos de ossos. Sabe-se que é possível obter 
DNA em condições para análise genética de parte do tecido interno 
de ossos. Os peritos necessitam escolher, entre cromossomos 
autossômicos, cromossomos sexuais (X e Y) ou DNAmt (DNA 
mitocondrial), a melhor opção para identificação do parentesco da 
vítima com o referido casal.
Sabe-se que, entre outros aspectos, o número de cópias de um 
mesmo cromossomo por célula maximiza a chance de se obter 
moléculas não degradadas pelo calor da explosão.
Com base nessas informações e tendo em vista os diferentes 
padrões de herança de cada fonte de DNA citada, a melhor opção 
para a perícia seria a utilização 
a) do DNAmt, transmitido ao longo da linhagem materna, pois, em 
cada célula humana, há várias cópias dessa molécula. 
b) do cromossomo X, pois a vítima herdou duas cópias desse 
cromossomo, estando assim em número superior aos demais. 
c) do cromossomo autossômico, pois esse cromossomo apresenta 
maior quantidade de material genético quando comparado aos 
nucleares, como, por exemplo, o DNAmt. 
d) do cromossomo Y, pois, em condições normais, este é 
transmitido integralmente do pai para toda a prole e está presente 
em duas cópias em células de indivíduos do sexo feminino. 
e) de marcadores genéticos em cromossomos autossômicos, 
pois estes, além de serem transmitidos pelo pai e pela mãe, 
estão presentes em 44 cópias por célula, e os demais, em 
apenas uma. 
08. (ENEM) Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que 
variações anatômicas entre os animais fossem consequência de 
diferenças significativas entre seus genomas. Porém, os projetos 
de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-
se que 99% do genoma de um camundongo é igual ao do homem, 
apesar das notáveis diferenças entre eles. Sabe-se também que 
os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos 
de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção 
e na definição das formas do corpo. O restante, possivelmente, 
constitui DNA não-codificante. Como explicar, então, as diferenças 
fenotípicas entre as diversas espécies animais? A resposta pode 
estar na região não-codificante do DNA.
S. B. Carroll et al. O jogo da evolução. In: “Scientific American Brasil”, jun./2008 (com 
adaptações)
A região não-codificante do DNA pode ser responsável pelas 
diferenças marcantes no fenótipo porque contém 
a) as sequências de DNA que codificam proteínas responsáveis 
pela definição das formas do corpo. 
b) uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência de 
aminoácidosque formam o gene. 
c) centenas de aminoácidos que compõem a maioria de 
nossas proteínas. 
d) informações que, apesar de não serem traduzidas em 
sequências de aminoácidos, interferem no fenótipo. 
e) os genes associados à formação de estruturas similares às de 
outras espécies. 
09. (FUVEST) Um paciente, com câncer sanguíneo (linfoma) e 
infectado por HIV, fez quimioterapia e recebeu um transplante de 
células-tronco da medula óssea de um doador resistente ao HIV. 
Como resultado, tanto o câncer como o HIV retroagiram neste 
paciente. O receptor mais usado pelo HIV para entrar nas células do 
corpo é o CCR5. Um pequeno número de pessoas resistentes ao HIV 
tem duas cópias mutadas do gene do receptor CCR5. Isso significa 
que o vírus não pode penetrar nas células sanguíneas do corpo 
que costumam ser infectadas. O paciente recebeu células‐tronco 
da medula óssea de um doador que tem essa mutação genética 
específica, o que fez com que também ficasse resistente ao HIV.
Disponível em https://www.bbc.com/. Março/2019. Adaptado.
A terapia celular a que o texto se refere 
a) permitirá que eventuais futuros filhos do paciente transplantado 
também possuam células resistentes à infecção pelo HIV. 
b) possibilitou a produção, pelas células sanguíneas do paciente 
após o transplante, de receptores CCR5 aos quais o vírus HIV 
não se liga. 
c) promoveu mutações no gene CCR5 das células do paciente, 
ocasionando a produção de proteína à qual o HIV não se liga. 
d) gerou novos alelos mutantes que interagem com o gene 
do receptor CCR5 do paciente, ocasionando a resistência à 
entrada do HIV nas células do paciente. 
e) confirma que o alelo mutante que confere resistência à infecção 
pelo HIV é dominante sobre o alelo selvagem do gene CCR5. 
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10. (UERJ) As técnicas modernas de biologia molecular têm 
permitido a inserção de segmentos novos de DNA em células 
vegetais, em crescimento no meio apropriado, para gerar uma 
nova planta com novas características. Estes novos segmentos 
de DNA introduzidos podem, por exemplo, gerar novas plantas 
com reservas modificadas de lipídios, amido e proteínas em 
suas sementes ou melhorar a resistência das plantas a pestes e 
vírus ou ainda aumentar a sobrevivência destes organismos em 
ambientes adversos.
Estas novas plantas são exemplos de organismos criados por 
engenharia genética e são genericamente conhecidos como: 
a) reversos 
b) recessivos 
c) dominantes 
d) transgênicos 
11. (UNESP) A engenharia genética permitiu a introdução, em ratos, 
do gene humano para produção do hormônio de crescimento, 
levando à produção de ratos gigantes. Estes ratos são considerados 
a) isogênicos. 
b) transgênicos. 
c) infectados. 
d) mutantes. 
e) clones. 
12. (FUVEST ) Enzimas de restrição são fundamentais à Engenharia 
Genética porque permitem 
a) a passagem de DNA através da membrana celular. 
b) inibir a síntese de RNA a partir de DNA. 
c) inibir a síntese de DNA a partir de RNA. 
d) cortar DNA onde ocorrem sequências específicas de bases. 
e) modificar sequências de bases do DNA. 
13. (PUCMG ) Recentemente, o mundo foi abalado pela notícia da 
produção do clone de uma ovelha. Nessa clonagem, utilizou-se o 
núcleo de uma célula da mama de uma ovelha (A) e o citoplasma 
de um óvulo de outra ovelha (B). É CORRETO concluir que: 
a) todos os cromossomos do clone são iguais aos da ovelha A. 
b) os autossomos do clone são iguais aos da ovelha A, e os 
cromossomos sexuais são iguais aos da ovelha B. 
c) todos os cromossomos do clone são iguais aos da ovelha B, e 
os cromossomos sexuais são iguais aos da ovelha A. 
d) os autossomos do clone são iguais aos da ovelha B, e os 
cromossomos sexuais são iguais aos da ovelha A. 
e) existem cromossomos no clone que são diferentes de A e de B. 
14. (MACKENZIE) Recentemente foi noticiada a criação de uma 
planta transgênica, capaz de produzir hemoglobina. Para que isso 
fosse possível, essa planta recebeu: 
a) os anticódons que determinam a sequência de aminoácidos 
nessa proteína. 
b) os ribossomos utilizados na produção dessa proteína. 
c) o fragmento de DNA, cuja sequência de nucleotídeos determina 
a sequência de aminoácidos da hemoglobina. 
d) O RNAm que carrega os aminoácidos usados na síntese 
de hemoglobina. 
e) somente os aminoácidos usados nessa proteína. 
15. (FUVEST) Uma maneira de se obter um clone de ovelha é 
transferir o núcleo de uma célula somática de uma ovelha adulta 
A para um óvulo de uma outra ovelha B do qual foi previamente 
eliminado o núcleo. O embrião resultante é implantado no útero de 
uma terceira ovelha C, onde origina um novo indivíduo. Acerca do 
material genético desse novo indivíduo, pode-se afirmar que 
a) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha A. 
b) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha B. 
c) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha C. 
d) o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial 
é igual ao da ovelha B. 
e) o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial 
é igual ao da ovelha C. 
16. (ENEM) Considere, em um fragmento ambiental, uma árvore 
matriz com frutos (M) e outras cinco que produziram flores e são 
apenas doadoras de pólen (DP1, DP2, DP3, DP4 e DP5). Foi excluída 
a capacidade de autopolinização das árvores. Os genótipos da 
matriz, da semente (S1) e das prováveis fontes de pólen foram 
obtidos pela análise de dois locos (loco A e loco B) de marcadores 
de DNA, conforme a figura.
COLLEVATTI, R. G.; TELLES, M. P.; SOARES, T. N. Dispersão do pólen entre pequizeiros: uma 
atividade para a Genética do ensino superior. Genética na Escola, n.1, 2013 (adaptado).
A progênie S1 recebeu o pólen de qual doadora? 
a) DP1 b) DP2 c) DP3 d) DP4 e) DP5
17. (ENEM) A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando 
o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável 
pela fabricação da insulina humana em uma bactéria para que ela 
passasse a produzir a substância.
Disponível em: www.brasil.gov.br. Acesso em 28 jul. 2012 (adaptado).
As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir 
insulina humana porque receberam 
a) a sequência de DNA codificante de insulina humana. 
b) a proteína sintetizada por células humanas. 
c) um RNA recombinante de insulina humana. 
d) o RNA mensageiro de insulina humana. 
e) um cromossomo da espécie humana. 
18. (ENEM) Em um laboratório de genética experimental, observou-
se que determinada bactéria continha um gene que conferia 
resistência a pragas específicas de plantas. Em vista disso, os 
pesquisadores procederam de acordo com a figura.
Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br. Acesso em: 22 nov. 2013 (adaptado)
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20 ENGENHARIA GENÉTICA
7
BIOLOGIA II
Do ponto de vista biotecnológico, como a planta representada na 
figura é classificada? 
a) Clone. 
b) Híbrida. 
c) Mutante. 
d) Adaptada. 
e) Transgênica. 
19. (ENEM) Na década de 1990, células do cordão umbilical 
de recém-nascidos humanos começaram a ser guardadas 
por criopreservação, uma vez que apresentam alto potencial 
terapêutico em consequência de suas características peculiares.
O poder terapêutico dessas células baseia-se em sua capacidade de 
a) multiplicação lenta. 
b) comunicação entre células. 
c) adesão a diferentes tecidos. 
d) diferenciação em células especializadas. 
e) reconhecimento de células semelhantes. 
20. (ENEM) Para a identificação de um rapaz vítima de acidente, 
fragmentos de tecidos foram retirados e submetidos à extração 
de DNA nuclear, para comparação com o DNA disponível dos 
possíveis familiares (pai, avô materno, avó materna, filho e filha). 
Como o teste com o DNA nuclear não foi conclusivo, os peritos 
optaram por usar também DNA mitocondrial, para dirimir dúvidas.
Para identificar o corpo, os peritos devem verificar se há homologia 
entre o DNA mitocondrial do rapaz e o DNA mitocondrial do(a) 
a) pai. 
b) filho. 
c) filha. 
d) avó materna. 
e) avômaterno. 
APROFUNDAMENTO
EXERCÍCIOS DE
01. (UNESP) A vacina de DNA é composta por um plasmídeo 
que carrega um gene de interesse que codifica um antígeno. 
A administração da vacina pode ser com seringa, via intramuscular, 
ou pelo sistema gene gun, que consiste no disparo sobre a pele 
de microesferas metálicas recobertas com os plasmídeos 
modificados. Uma vez na célula, o gene é expresso no plasmídeo.
(http://pontobiologia.com.br. Adaptado.)
a) De quais organismos os plasmídeos são obtidos? Que moléculas 
biológicas são empregadas no corte dos plasmídeos para a 
inserção do gene de interesse?
b) Por que é necessário que o plasmídeo modificado entre no 
núcleo da célula para que a vacina funcione e promova a 
resposta imunológica? 
02. (UERJ) Por meio de técnicas desenvolvidas pela engenharia 
genética, é possível alterar o DNA das células. Uma dessas técnicas se 
baseia na utilização de vírus, manipulados por meio de duas enzimas: 
uma responsável pelo corte do material genético viral em pontos 
específicos e outra pela inserção de genes de interesse no vírus.
Indique a característica dos vírus que justifica sua utilização 
na alteração do DNA das células. Em seguida, nomeie as duas 
enzimas referidas acima, indispensáveis para esse procedimento. 
03. (UNESP) Pesquisadores chineses realizaram o seguinte 
experimento com cinomolgos (Macaca fascicularis), espécie de 
macacos do Sudeste Asiático: obtiveram fibroblastos (células do 
tecido conjuntivo) do feto de um macaco e, ao mesmo tempo, 
extraíram óvulos de uma macaca adulta e retiraram os núcleos 
desses óvulos. Cada óvulo anucleado foi fundido a uma célula de 
fibroblasto do feto. Uma substância foi injetada em cada célula 
reconstituída para reprogramar as moléculas de DNA do fibroblasto 
para retornarem ao estágio embrionário. Os embriões formados 
foram transferidos para uma macaca “mãe de aluguel”, que gestou 
os embriões. No fim do processo, dois filhotes nasceram.
(Reinaldo José Lopes. www.folha.uol.com.br, 24.01.2018. Adaptado.)
(https://www.publico.pt. Adaptado.)
a) Como é denominada a técnica empregada no experimento 
citado? Os dois macacos gerados são geneticamente idênticos 
ao feto doador dos fibroblastos, à macaca doadora de óvulos 
ou à macaca que gestou os embriões?
b) Considerando todas as moléculas de DNA presentes nas 
células dos macacos gerados, por que eles apresentam 
moléculas de DNA originárias de diferentes macacos 
envolvidos no experimento? 
04. (UNICAMP) A estrutura química do composto puromicina 
é muito semelhante à estrutura de um RNA transportador. 
Em  virtude dessa semelhança, os ribossomos de procariotos 
são capazes de interagir com a puromicina como se ela fosse 
um RNA transportador. O ribossomo catalisa a formação de 
uma ligação covalente entre a cadeia proteica em crescimento 
e a puromicina, se este composto estiver presente durante a 
tradução. Após  tal evento bioquímico, novos aminoácidos não 
podem ser incorporados à cadeia da proteína. 
a) Por que a puromicina tem ação antibiótica sobre bactérias? 
Na presença de puromicina, a massa molecular média de uma 
dada proteína bacteriana será maior, igual ou menor em relação 
à massa média da mesma proteína na ausência do antibiótico? 
Explique seu raciocínio. 
b) A puromicina também é utilizada para transgenia. Neste caso, 
um gene que codifica uma enzima capaz de destruir a 
puromicina é adicionado, juntamente com o gene de interesse 
do pesquisador, ao genoma de células cultivadas in vitro. 
Na presença de puromicina, a taxa de sobrevivência de células 
que receberam esses genes será igual, maior ou menor 
em relação à sobrevivência de células não modificadas? 
Explique seu raciocínio. 
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BIOLOGIA II 20 ENGENHARIA GENÉTICA
05. (FUVEST) A produção de insulina humana para o tratamento do 
diabetes pode ser feita, inserindo-se, em bactérias, a sequência de 
nucleotídeos correspondente à cadeia polipeptídica desse hormônio.
a) Por que é possível sintetizar uma proteína humana, a partir 
de sequência de nucleotídeos específica humana, utilizando a 
maquinaria da bactéria?
b) Para a produção de insulina, a sequência de nucleotídeos 
inserida na bactéria pode ser idêntica à do gene humano, 
contendo íntrons e éxons? Justifique sua resposta. 
GABARITO
 EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01. B
02. C
03. E
04. D
05. B
06. D
07. A
08. D
09. B
10. D
11. B 
12. D 
13. A 
14. C 
15. D 
16. E
17. A
18. E 
19. D 
20. D
 EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO
01.
a) Os plasmídeos são obtidos de bactérias. As enzimas (ou endonucleases) de restrição 
são proteínas que cortam a molécula de DNA.
b) Os plasmídeos devem entrar no núcleo para que o DNA possa se expressar, isto é, 
transcrever e servir de molde para a síntese do RNAm que será traduzido como o antígeno. 
02. Característica: vírus normalmente invadem e utilizam células para se reproduzir.
Enzimas: de restrição; DNA - ligase. 
03. 
a) Clonagem reprodutiva. Os dois macacos gerados são cópias genéticas do feto que 
doou os fibroblastos.
b) Os clones apresentam DNA nuclear proveniente do feto que doou os fibroblastos e DNA 
mitocondrial da doadora do óvulo. 
04. 
a) A puromicina tem ação antibiótica, porque bloqueia a produção das proteínas 
necessárias à sobrevivência das bactérias patogênicas. A massa molecular de dada 
proteína será menor na presença do antibiótico, porque o medicamento impede a adição 
de novos aminoácidos nas proteínas.
b) A taxa de sobrevivência das células que receberam esses genes será maior, porque 
o produto gênico destrói a puromicina que abrevia a vida das bactérias que não são 
transgênicas. 
05.
a) As bactérias podem receber e expressar o gene humano que codifica o hormônio 
insulina, porque o código genético é universal, isto é, os códons formados por trincas de 
nucleotídeos são, praticamente, os mesmos para todos os seres vivos e vírus.
b) Não. As células procarióticas não são capazes de remover as sequências não 
codificantes do DNA, denominadas íntrons, e reunir as sequências codificantes, os éxons. 
ANOTAÇÕESANOTAÇÕES