Relatório de Aulas Práticas - Bioengenharia e Biotecnologia Aplicada à Biomedicina

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CURSO: Biomedicina 
DISCIPLINA: Bioengenharia e Biotecnologia Aplicada à Biomedicina 
 
NOME DO ALUNO: Michelle dos Anjos Viana Bucci 
 
R.A: 2105755 POLO: Praia Grande - Tupi 
 
DATA: 07/03/2023 
 
 
TÍTULO DO ROTEIRO: Bioengenharia e Biotecnologia Aplicada à Biomedicina 
 
INTRODUÇÃO 
 
 Bioengenharia é a área que aplica as técnicas e ferramentas de 
desenvolvimento da Engenharia para desenvolver análises e tecnologias em 
sistemas biológicos ou utilizando os princípios biológicos. 
 O termo biotecnologia refere-se ao uso de sistemas biológicos (como células ou 
tecidos) e moléculas derivadas (como enzimas) para produzir produtos 
comerciais. Mudou a forma como nos alimentamos, produzimos remédios, 
organizamos indústrias e interagimos com os animais. Também permite a 
criação de alternativas para um estilo de vida mais sustentável e menos 
agressivo ao meio ambiente. 
 A maioria das leveduras pertence à ordem Saccharomycetales, da classe dos 
Ascomycetes. Entre as 350 espécies conhecidas de leveduras, a mais comum, 
Saccharomyces cerevisae, é usada no processo de fermentação para produzir, 
por exemplo, o álcool do vinho e o gás carbônico que causa o crescimento do 
pão. As leveduras são ricas em proteína, sais minerais, carboidratos, e vitamina 
B por isto, também são usadas para enriquecer as dietas humana e animal. 
Possuem uma parede rígida, constituída principalmente por manana e glucana 
(ambos sacarídeos), além de proteínas e lipídeos. No citoplasma, além dos 
componentes normais, encontramos um ou mais vacúolos, mitocôndrias, retículo 
citoplasmático, ribossomos e, freqüentemente, grânulos de material de reserva 
(hidratos de carbono, gorduras e proteínas). O núcleo é envolvido por uma 
membrana nuclear, característica dos organismos eucarióticos. Sua reprodução 
pode ser desenvolvida sexuada ou assexuadamente. Algumas leveduras são 
cultivadas especificamente para uso no processo de fermentação ou para uso 
por cientistas em suas pesquisas. A maioria das leveduras, porém, existe como 
uma parte selvagem do ambiente natural e cresce em plantas e animais ou 
dispersas pelo ar ou água. 
 O sequenciamento é uma técnica utilizada para determinar qual é a sequência 
de nucleotídeos. Para sua realização, pode-se coletar uma pequena amostra de 
sangue periférico, saliva ou medula óssea. Estes materiais são processados e 
as células são separadas para a extração do DNA. 
 
 
O DNA extraído passa por várias etapas, que incluem sua purificação e 
amplificação. Neste material, são adicionadas moléculas fluorescentes que se 
ligam à fragmentos da sequência e cada nucleotídeo possui uma cor específica 
de fluorescência. Estes fragmentos passam por eletroforese e a cor emitida é 
lida em um aparelho. Esta informação forma um gráfico com as cores de cada 
nucleotídeo. Desta forma, através da emissão das cores é possível saber qual a 
sequência das letras. Este gráfico é então comparado com sequências normais 
armazenadas em um banco de dados. Se houver uma alteração significativa na 
ordem das letras, é possível identificá-la. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 1 ROTEIRO 1 
Extração de DNA 
Na experiência desta aula, realizamos a extração do DNA do morango e da 
cebola. Para este tipo de experiência, o morango é o mais utilizado por ser mais 
didático. Ele é um octâmero, ou seja, tem oito cópias do mesmo cromossomo. É 
um pseudofruto, seu DNA fica no núcleo, ou seja, é eucariota, e é usado a ação 
mecânica (maceração) para romper o seu tecido. Seguem abaixo o passo a 
passo e imagens de todo o processo: 
 
PROTOCOLO DE EXTRAÇÃO DO MORANGO: 
1. Retiramos os cabos do morango e macerá-lo no cadinho com a ajuda do 
pistilo; 
2. Adicionamos por volta de 12 ml da solução detergente; 
3. Adicionamos uma colherzinha de NaCl; 
4. Misturamos vigorosamente; 
5. Coamos a mistura no béquer com o funil e o papel-filtro; 
6. Adicionamos, devagar, o álcool gelado pela borda do tubo, até formar uma 
camada 2 vezes a quantidade da solução obtida; 
7. Aguardamos alguns minutos até a formação do DNA (10 minutos); 
8. Recolhemos o DNA para um tubo eppendorf ou um tubo cônico, com a ajuda 
de um palito de madeira ou da micropipeta com ponteira; 
9. Lavar com álcool (etanol) bem gelado e desprezar o sobrenadante 
vagarosamente. 
 
 
 
 
Figuras 1, 2, 3, 4 e 5 – Processo de extração de DNA do morango.
 
 
 
Fonte: Própria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO DE EXTRAÇÃO DO DNA DA CEBOLA: 
1. Colocamos 10 mL de detergente e uma pitada de sal (1 colher de café), em 
20 mL de água num copo, e misturamos bem; 
2. Colocamos a cebola picada no copo com a solução de detergente e levamos 
ao banho maria por, exatamente, 15 minutos, a 60 ºC; 
3. Resfriamos a mistura, colocando o copo no gelo, por cerca de 5 minutos, 
mexendo periodicamente; 
4. Bata a mistura resfriada no liquidificador por, exatamente, 5 segundos 
(opcional); (essa parte não fizemos) 
5. Filtramos a mistura, recolhendo o filtrado em um copo limpo; 
6. Adicionamos, lentamente e pela borda do copo, cerca de 20 mL de álcool 
etílico comercial gelado; 
7. Esperamos alguns minutos. Bolhas se formaram e o DNA precipitou; 
8. Mergulhamos o bastão de vidro no copo fazendo movimentos circulares 
cuidadosos. Não mexer muito as camadas para não quebrar as moléculas de 
DNA; 
9. Os “fios” esbranquiçados e grudentos formados são aglomerados de muitas 
moléculas de DNA e ficaram presos na ponta do bastão de vidro. Deixamos 
secar sobre uma estante e ressuspendemos o DNA em água ou em solução de 
cloreto de sódio, a 4%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figuras 6, 7, 8, 9 e 10 – Processo de extração de DNA da cebola. 
 
 
 
Fonte: Própria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Após a extração, analisamos o DNA por eletroforese. 
A eletroforese é usada para separar, identificar e purificar fragmentos de DNA, é 
bastante sensível, capaz de detectar até 20 pg de DNA e permite a recuperação 
dos fragmentos após a separação. Para este procedimento, utilizamos o gel de 
agarose 1% (1g) + brometo de etídio (marcador molecular, agente intercalante 
de DNA). No preparo da amostra foi utilizado 5 μl de DNA e 3 μl de Loading 
Buffer roxo. Aplicamos o DNA no equipamento de eletroforese e foi possível 
identificá-lo pelas luzes fluorescentes como mostra em uma das imagens abaixo: 
Figuras 11, 12 e 13 – Processo de Eletroforese. 
 
 
Fonte: Própria. 
 
 
AULA 1 ROTEIRO 2 
Desenho de Oligonucleotídeos (primers) 
 
Na experiência realizada nesta aula, nos foi ensinado a introduzir os bancos de 
dados de anotação genômica e apresentar as ferramentas de bioinformática, 
como o primer blast. 
 Os oligonucleotídeos iniciadores (primers) são necessários para a síntese de 
DNA in vitro. O desenho de iniciadores adequados é importante para o bom 
rendimento da reação de PCR. O iniciador direto (forward) amplifica fragmentos 
na mesma direção da transcrição, enquanto o iniciador reverso (reverse) 
amplifica fragmentos na direção inversa à transcrição. Atualmente, estão 
disponíveis diversos softwares para o desenho de primers. Contudo, certas 
recomendações devem ser seguidas e a análise visual detalhada é primordial 
para a escolha do par correto. Os primers são muito importantes nas reações de 
PCR, em tempo real, para o diagnóstico da COVID-19. Para a realização dessa 
reação são desenhados primers específicos para as 3 regiões do RNA viral, o 
gene que codifica para o nucleocapsídeo (N), o que codifica para RdRp (RNA 
polimerase dependente de RNA) e o envelope (E). A avaliação desses genes 
por PCR, em tempo real, permite avaliar se o paciente está ou não contaminadopelo vírus. 
 
Tarefas a serem realizadas no computador: 
 1. Entrar no site: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/; 
2. Escolher a base de dados “genome” e digitar “sars cov 2” na busca; 
3. Discutir com os alunos as informações apresentadas; 
4. Clicar no link que aparece em “RefSeq”; 
5. Após, clicar em FASTA (sequência completa do DNA) e Grafics (Organização 
genômica com a posição dos genes). Aproveitar para introduzir o conceito de 
ORF e discutir com os alunos alguns genes apresentados; 
6. Copiar a referência do genoma no NCBI  NC_045512.2; 
7. Entrar no site: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/; 
8. Colar a referência copiada no primeiro quadro branco, que aparece [Enter 
accession, gi, or FASTA sequence (A refseq record is preferred)]; 
9. Clicar em “Get primers”, no final da página; 
 
10. Aguardar a sugestão de primers pelo programa e discutir com os alunos os 
parâmetros apresentados (tamanho, temperatura de melting, conteúdo GC, 
autocomplementariedade); 
11. Cheque os seus resultados e eleja a melhor opção, justificando; 
12. Desenhe os novos primers alterando os parâmetros. 
 
Figura 14 – Desenho primer. 
 
Fonte: Retirada do site https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045. 
 
Exercícios: 
1. A qual organismo pertence a sequência trabalhada? 
R: Isolados 2 de Wuhan-Hu-1 da síndrome aguda severa. 
2. Qual seria melhor: um primer com o tamanho igual a 15 ou 23 b (considere as 
condições ideais iguais para os demais parâmetros)? Justifique. 
R: 23, pois 15 fica pouco específico, acima de 24 muito específico. Ideal 18 a 24. 
3. Por que é importante considerar a temperatura de pareamento na hora de 
confeccionar o primer? 
R: Porque existe um limite de temperatura. Quanto maior o conteúdo GC, maior 
a temperatura do anelamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 2 ROTEIRO 1 
Observação de Leveduras 
 
 As leveduras ou fermentos são microrganismos de grande importância 
econômica. Como agentes biológicos da fermentação alcoólica, as leveduras 
participam tanto na produção de biocombustíveis (etanol de cana-de-açúcar) 
como na indústria de alimentos (pães, bolos, bebidas alcoólicas). 
 Na experiência realizada nesta aula, começamos observando e comparando a 
textura, cor e o odor do fermento seco e do fermento fresco. 
 
Figura 15 – Observação dos fermentos. 
 
Fonte: Própria. 
 
 Após a observação, iniciamos o processo de preparação de lâmina do fermento 
fresco. 
Para este procedimento, esterilizamos a ponta da alça de níquel, pegamos uma 
gota de água e misturamos para diluir o fermento fresco. Inserimos na lâmina, 
passamos sobre bico de Bunsen para que o conteúdo secasse e ficasse fixado. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 – Alça de níquel no bico de Bunsen. 
 
Fonte: Própria. 
 
 
Colocamos sobre a lâmina o corante cristal de violeta, deixamos secar po 5 
minutos e em seguidas acrescentamos o lugol. Aguardamos mais cinco minutos. 
Feita a coloração, lavamos a lâmina em água corrente rapidamente, cubrimos a 
lâmina com a lamínula e analisamos no microscópico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17 – Coloração das leveduras. 
 
Fonte: Própria. 
 
 
 
Figura 18 – Observação de Leveduras – objetiva de 40x. 
 
Fonte: Própria. 
 
 
 
 
AULA 2 ROTEIRO 2 
As Proteases nos produtos comerciais 
 
 Nos produtos comerciais para a lavagem de roupas, as enzimas se encontram 
em proporção de 1% a 2%, às vezes ainda menor. No entanto, essa quantidade 
é considerada suficiente porque, sendo catalisadores, as enzimas se recuperam 
intactas ao finalizar a reação química que promovem. Seu papel é aproximar as 
moléculas, diminuindo a energia necessária para formar ou romper uma ligação 
química. Além de eficientes, as enzimas são específicas. Como um sistema de 
chave e fechadura, cada uma exerce sua ação sobre um substrato específico: 
as proteases atuam sobre as proteínas; as amilases, sobre o amido; as lipases, 
sobre gorduras e azeites; e as celulases, sobre a celulose. As enzimas são 
proteínas e, por conseguinte, biodegradáveis. As enzimas incluídas nos produtos 
para lavagem de roupas eliminam a necessidade de esfregar, um trabalho 
pesado e que desgasta as roupas. Contudo, é necessário deixar as peças de 
molho durante um tempo para facilitar a ação das enzimas. Estas hidrolisam as 
substâncias orgânicas específicas, fragmentando-as e facilitando sua remoção. 
Na lavagem de roupas, as enzimas utilizadas respondem a condições 
determinadas de temperatura (200 a 500 ºC) e pH (alcalino, entre 9 e 11). Evita-
se, assim, o aquecimento da água para lavar a roupa, assegurando-se também 
a coexistência da enzima com o surfactante. 
 As manchas podem ser constituídas por proteínas, amido e outros carboidratos, 
ácidos graxos e lipídios, sais inorgânicos, argila e pigmentos. As principais 
enzimas das máquinas de lavar roupas são as proteases e as amilases. Em 
geral, estas hidrolisam seus respectivos substratos quando os encontram na 
roupa, mas também eliminam as manchas por digestão das proteínas que as 
grudam ao tecido. Durante a lavagem, as lipases não eliminam mais do que a 
quarta parte das manchas específicas; porém, elas apresentam um efeito de tipo 
residual particularmente interessante. Adsorvidas pelos lipídios, as lipases não 
são eliminadas totalmente no enxágue. Além de continuar agindo durante a 
secagem, facilitam a remoção da mancha na lavagem seguinte. Também são 
incluídas celulases para remover as fibrilas que formam bolinhas desagradáveis 
no tecido, com o objetivo de melhorar o aspecto das roupas, suavizando-as ao 
tato e realçando suas cores. 
 
Na experiência realizada nesta aula, identificamos a presença de proteases em 
alguns produtos. 
 
PROCEDIMENTOS: 
 1. Rotulamos os copos (controle, produto 1, produto 2, produto 3 e produto 4); 
 2. Preparamos 500 ml gelatina incolor; 
 3. Distribuímos quantidades iguais nos 5 copos e completamos os passos 4, 5 
e 6; 
 4. Colocamos 1 colher de água em um dos copos (controle) e misturamos bem; 
 5. Colocamos 1 colher de sabão em pó Omo no copo número 1, Vanish no copo 
2, Odd (sabão líquido) no copo 3, detergente no copo 4 e veja no copo 5 e 
misturamos bem; 
 6. Depois de duas horas, colocamos na geladeira, até que a gelatina do copo 
controle solidificasse; 
 7. Observamos se a gelatina solidificou ou não nos copos restantes. 
 
Figuras 19 e 20 – Preparação do procedimento. 
 
 
Fonte: Própria. 
 
O procedimento não apresenta maiores dificuldades. Se a gelatina não 
solidificar, o produto contém proteases. Contudo, se a gelatina solidificar, o 
resultado pode ser considerado ambíguo: o produto não tem proteases ou 
simplesmente não conseguimos detectá-las (devido ao tempo insuficiente de 
incubação, por exemplo). 
 
Resultados: 
- Copo Controle: sem alteração, pois tinha somente água; 
- Copo 1 (omo): não se solidificou; 
- Copo 2 (vanish): não se solidificou; 
- Copo 3 (odd): ficou meio termo, com uma consistência de gel; 
- Copo 4 (detergente): solidificou; 
- Copo 5 (veja): solidificou. 
Conclusão: 1, 2 e 3 resultados positivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA 2 ROTEIRO 3 
Bioplásticos / Plásticos de amido 
 
 A transformação de um polímero de origem biológica em bioplástico ocorre 
quando se altera sua estrutura com alguma substância dispersante. Nesta 
atividade, o óleo vegetal cumpre a função de agente dispersante do amido 
(polissacarídeo). 
 
PROCEDIMENTOS: 
1. Misturamos em dois sacos plásticos 2 colheres de sopa de amido, 2 colheres 
de sopa de água e umas gotas de corante para alimentos. 
2. Acrescentamos 5 gotas de óleo de girassol vegetal em um dos sacos plásticos 
e misturamos muito bem o conteúdo. No outro acrescentamos 5 gotas de água. 
3. Fechamos os sacos, deixando uma abertura na ponta. 
4. Esquentamos no micro-ondas por 40 segundos.5. Deixamos secar a temperatura ambiente. 
7. Analisamos características dos bioplásticos obtidos e os comparamos. 
 
Figura 21 – Bioplásticos. 
 
Fonte: Própria. 
O bioplástico da esquerda (feito com o óleo de girassol) ficou liso, macio firme e 
maleável. O da direita (feito apenas com água) ficou duro e quebradiço. 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
DIAS, Alexandre Torchio, et al - Bioengenharia e Biotecnologia Aplicada à 
Biomedicina – São Paulo: Editora Sol, 2021. 
 
ZAVALHIA, Lisiane Silveira, et al – Biotecnologia – Porto Alegre: Editora 
SAGAH, 2018. 
 
Figura 14 “Desenho - Primer” Disponível em: https://doi.org/10.2807/1560-
7917.ES.2020.25.3.2000045. Acesso em 08 de março de 2023. 
 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/. Acesso em 08 de março de 2023. 
 
“Leveduras” Disponível em: 
https://www.ufrgs.br/alimentus1/pao/fermentacao/levedura.htm. Acesso em 09 
de março de 2023. 
 
“Sequenciamento” Disponível em: http://sites.uem.br/drgenetica/exames-
1/moleculares-1/sequenciamento. Acesso em 09 de março de 2023.