B_Sistêmica_Roteiro_Prática_Laboratório_14-09

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<p>ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – EM LABORATÓRIO 1</p><p>Curso: Nutrição</p><p>Disciplina: Bioquímica Sistêmica</p><p>Tema da Aula: Extração de DNA Humano</p><p>Objetivos da Aula:</p><p> Desenvolver conhecimentos sobre a bioquímica da cromatina.</p><p> Aplicar os princípios da biologia molecular, reforçando o entendimento dos processos</p><p>biológicos subjacentes à extração de DNA.</p><p> Desenvolver habilidades práticas essenciais para trabalhar em um laboratório, como</p><p>pipetagem, manipulação de vidrarias diversas e condutas laboratoriais rotineiras.</p><p> Estímulo do pensamento crítico e promoção de uma abordagem investigativa à resolução</p><p>de problemas, através da análise e interpretação e dos resultados obtidos.</p><p> Correlacionar a extração do DNA às questões éticas inerentes à manipulação do material</p><p>genético humano, como a importância da obtenção de consentimento informado para a</p><p>pesquisa genética e a necessidade de proteger a privacidade e confidencialidade dos</p><p>dados genéticos.</p><p>Infraestrutura Necessária</p><p>Laboratório de ciências básicas, cozinha ou, em último caso, adaptação em sala de aula.</p><p>Equipamento de Proteção Individual – (EPI)</p><p>Jaleco, luvas</p><p>Materiais e Insumos</p><p>Experimento Descrição Quantidade de materiais por</p><p>procedimento / atividade*</p><p>Extração de DNA</p><p>Humano</p><p>NaCl (Sal de cozinha) 0,9g (1/3 de colher de chá)</p><p>Água mineral (ou da torneira) 90 ml</p><p>Álcool etílico 100ml</p><p>Detergente (lava-louças comum) 2-3 gotas</p><p>Azul de metileno 7 gotas</p><p>Colher descartáveis 3 unidades</p><p>Colher de chá descartável 1-2 unidades</p><p>Procedimentos</p><p>1. Disponha 3 copos descartáveis sobre a bancada.</p><p>2. Coloque 90 mL de água em 1 copo descartável e adicione 1/3 de colher de chá cheia de</p><p>sal. Misture bem até dissolver completamente.</p><p>3. Faça um bochecho por cerca de 1 minuto com a solução.</p><p>4. Transfira a solução bochechada para um copo limpo, adicione algumas gotas de</p><p>detergente (cerca de 2 gotas são suficientes) e misture com o bastão de vidro (ou a colher)</p><p>com suavidade para evitar a formação de espuma.</p><p>5. Adicione 100 mL de etanol a um copo limpo e adicione algumas gotas do corante (cerca</p><p>de 7 gotas são suficientes) e misture. O corante alimentício ajuda a visualizar o DNA</p><p>extraído.</p><p>6. Transfira essa solução corada com delicadeza para o copo contendo a mistura</p><p>bochechada adicionada de detergente.</p><p>7. Agite o copo em movimentos circulares suaves,</p><p>8. Anote suas observações.</p><p>Discussão e Análise do experimento 1</p><p>O DNA, ou ácido desoxirribonucleico, é uma molécula essencial encontrada em todos os</p><p>seres vivos. É conhecido como o material genético porque contém as instruções necessárias para</p><p>o desenvolvimento, crescimento, funcionamento e reprodução de todos os organismos vivos. O</p><p>DNA tem uma estrutura de dupla hélice, consistindo em duas cadeias (que chamamos de fitas de</p><p>DNA) enroladas uma ao redor da outra. Cada cadeia é composta por unidades de nucleotídeos,</p><p>que consistem em um grupo fosfato, um açúcar de 5 carbonos (desoxirribose) e uma base</p><p>nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina).</p><p>O DNA contém informações genéticas codificadas na sequência de bases. A ordem das</p><p>bases ao longo da cadeia de DNA determina a informação genética específica de um organismo,</p><p>incluindo características hereditárias, como cor dos olhos, tipo sanguíneo e predisposição a certas</p><p>doenças.</p><p>Uma das funções mais importantes do DNA é a capacidade de se replicar. Durante a</p><p>divisão celular, o DNA é copiado para que cada célula filha contenha uma cópia idêntica do material</p><p>genético original. A precisão na replicação do DNA é crucial para a manutenção da integridade</p><p>genética e a transmissão precisa das informações genéticas para as gerações futuras.</p><p>O DNA também é responsável pela expressão gênica, o processo pelo qual a informação</p><p>genética é utilizada para sintetizar proteínas e outras moléculas funcionais. A expressão gênica</p><p>envolve a transcrição do DNA em RNA mensageiro (mRNA), que é então traduzido em proteínas</p><p>por meio do processo de síntese de proteínas.</p><p>O DNA é altamente variável entre os indivíduos de uma mesma espécie e entre espécies</p><p>diferentes. Essa variação genética é resultado de mutações e recombinações genéticas ao longo</p><p>do tempo evolutivo e contribui para a diversidade genética dentro de uma população, permitindo</p><p>a adaptação e a evolução das espécies ao longo do tempo.</p><p>É importante mencionar que o DNA, em eucariotos, está envolvido pela carioteca</p><p>(envoltório nuclear composto por duas bicamadas lipídicas – membranas), desta forma, encontra-</p><p>se confinado no núcleo.</p><p>O conhecimento sobre o DNA e suas propriedades tem uma ampla gama de aplicações</p><p>práticas em áreas como medicina, biotecnologia, nutrição, biomedicina, dentre outras. Por</p><p>exemplo, a análise do DNA é usada para diagnosticar doenças e predisposições genéticas à</p><p>doenças diversas, identificar suspeitos em casos criminais, melhorar cultivos agrícolas,</p><p>compreender o metabolismo de medicamentos e nutrientes dentre muitas outras aplicações.</p><p>De forma sistêmica, podemos integrar o conhecimento sobre a estrutura e função do DNA</p><p>e, consequentemente, da atividade gênica à forma com que os diferentes indivíduos respondem</p><p>bioquimicamente às mesmas substâncias, tais como, medicamentos, nutrientes e compostos</p><p>bioativos dos alimentos. Em outras palavras, a forma com a qual uma pessoa responde à ingestão</p><p>de carboidratos (ou outro nutriente), pode ser bem diferente da forma com que outro indivíduo</p><p>responde ao mesmo nutriente.</p><p>Assim, a Nutrigenética é uma área de estudo que investiga como as variações genéticas</p><p>de uma pessoa afetam suas respostas bioquímicas aos nutrientes e como isso pode influenciar a</p><p>saúde e o risco de doenças, de maneira que torna-se uma ciência de grande valia no auxílio ao</p><p>Nutricionista.</p><p>Observe:</p><p> O DNA influencia a expressão de genes envolvidos no metabolismo de nutrientes, como</p><p>gorduras, carboidratos e proteínas. Variações genéticas podem afetar a atividade de</p><p>enzimas envolvidas na digestão, absorção, transporte e metabolismo de nutrientes,</p><p>influenciando assim a maneira como o corpo utiliza os nutrientes dos alimentos.</p><p> Variações genéticas podem influenciar a resposta de uma pessoa a dietas específicas,</p><p>como dietas com baixo teor de gordura, baixo teor de carboidratos ou dietas ricas em</p><p>fibras. Por exemplo, algumas pessoas podem ter uma resposta melhor à perda de peso</p><p>com uma dieta com baixo teor de gordura devido à sua genética, enquanto outras podem</p><p>responder melhor a uma dieta com baixo teor de carboidratos.</p><p> Risco de Doenças Relacionadas à Dieta: Variações genéticas também podem influenciar</p><p>o risco de desenvolver doenças relacionadas à dieta, como obesidade, diabetes tipo 2,</p><p>doenças cardiovasculares e certos tipos de câncer. Por exemplo, certas variantes</p><p>genéticas podem aumentar a suscetibilidade de uma pessoa à obesidade em resposta a</p><p>uma dieta rica em gordura saturada.</p><p> Variações genéticas podem contribuir para intolerâncias alimentares, como intolerância à</p><p>lactose, intolerância ao glúten e sensibilidade ao café. Essas intolerâncias podem ser</p><p>causadas por mutações em genes envolvidos na digestão ou metabolismo de certos</p><p>nutrientes.</p><p> Com base na informação genética de um indivíduo, é possível personalizar a nutrição e</p><p>recomendar dietas específicas que levem em consideração sua genética única.</p><p>Em resumo, a relação entre o DNA e a nutrigenética é fundamental para entender como a</p><p>genética individual pode influenciar a resposta de uma pessoa à dieta e aos nutrientes, de modo</p><p>a fundamentar a conduta do nutricionista, quando o teste genético for uma possibilidade para o</p><p>paciente.</p><p>Diante do estudo prévio e dos resultados do experimento proposto responda as seguintes</p><p>questões:</p><p>1. Qual é a finalidade do uso de detergente na extração de DNA?</p><p>a. Facilitar a formação de uma camada de DNA na interface álcool-sal.</p><p>b.</p><p>Romper as membranas celulares para liberar o DNA.</p><p>c. Estabilizar o DNA durante a precipitação.</p><p>d. Aumentar a solubilidade do DNA na solução.</p><p>e. Neutralizar as cargas negativas do DNA.</p><p>2. Qual é a finalidade do uso do sal na extração de DNA?</p><p>a. Facilitar a formação de uma camada de DNA na interface água-álcool.</p><p>b. Estabilizar a molécula de DNA.</p><p>c. Aumentar a eficiência da reação de polimerase na amplificação do DNA.</p><p>d. Neutralizar as cargas negativas do DNA.</p><p>e. Inibir a atividade de enzimas nucleases.</p><p>3. Sabemos que diversos micronutrientes são essenciais para o funcionamento e integridade das</p><p>células e do organismo como um todo e que o folato (vitamina B9) é um deles. Neste sentido, qual</p><p>é o papel do folato para a multiplicação das nossas células?</p><p>a. Atua como um cofator para enzimas envolvidas na síntese de DNA.</p><p>b. Estabiliza a dupla hélice de DNA.</p><p>c. Funciona como uma enzima de reparo do DNA.</p><p>d. Participa na metilação do DNA.</p><p>e. Serve como um antioxidante para proteger o DNA contra danos.</p><p>4- Sabemos que o DNA contém todos os genes necessários para a codificação de todas as</p><p>enzimas do organismo. O que ocorre quando um gene que é responsável por expressar uma</p><p>enzima é deletado do genoma?</p><p>5 - Qual das seguintes opções descreve melhor o resultado da mutação ocorrida em um gene que</p><p>expressa uma enzima?</p><p>a. A enzima será superexpressa para compensar o dano ao gene.</p><p>b. A célula morrerá por necrose.</p><p>c. O dano ao gene poderá resultar em uma enzima com funcionamento alterado, inativa, ou</p><p>até mesmo na não produção da enzima.</p><p>d. A célula entrará em senescência.</p><p>6 - Sabemos que o câncer é um termo que se refere às doenças em que as células se multiplicam</p><p>de forma anormal, descontrolada e conseguem invadir outros tecidos, e que a base das</p><p>malignidades são alterações, principalmente, genéticas que ocorrem nas células. Com base nesta</p><p>informação, e em uma breve pesquisa que você pode fazer, faça uma relação entre: DNA –</p><p>Enzimas – Desenvolvimento de câncer.</p><p>7- Sabe-se que a fenilcetonúria (PKU) é uma doença genética caracterizada pela incapacidade do</p><p>organismo em metabolizar adequadamente um aminoácido chamado fenilalanina. Essa condição</p><p>ocorre porque o indivíduo não consegue converter o aminoácido fenilalanina no aminoácido</p><p>tirosina, de modo que a fenilalanina se acumula no organismo, levando elevação de seus níveis</p><p>no sangue e no cérebro, o que pode resultar em danos neurológicos irreversíveis se não for tratado</p><p>precocemente. Sabendo-se da relação DNA – Enzima, marque a alternativa correta:</p><p>a. A fenilcetonúria é causada por uma mutação no DNA que resulta na produção deficiente</p><p>da enzima fenilalanina hidroxilase.</p><p>b. A fenilcetonúria é causada pela superexpressão do gene responsável pela síntese da</p><p>fenilalanina hidroxilase.</p><p>c. A fenilcetonúria é causada por uma degradação do DNA nas células do fígado.</p><p>d. A fenilcetonúria é uma doença genética transmitida por mitocôndrias defeituosas.</p><p>e. A fenilcetonúria é causada por uma mutação no RNA mensageiro (mRNA) durante a</p><p>tradução.</p><p>8 - Polimorfismos genéticos referem-se à variação na sequência de DNA que existe em uma</p><p>população. Essas variações podem star presentes em diversos genes e, desta forma, podemos</p><p>dizer que os polimorfismos gênicos são a base das diferenças observadas nos indivíduos. Sobre</p><p>os polimorfismos, marque a alternativa correta:</p><p>a. Os polimorfismos genéticos não afetam o metabolismo de carboidratos.</p><p>b. Os polimorfismos genéticos podem influenciar a forma com que os carboidratos são</p><p>metabolizados.</p><p>c. Os polimorfismos genéticos afetam apenas o metabolismo de proteínas, não de</p><p>carboidratos.</p><p>d. Os polimorfismos genéticos afetam apenas a absorção de gorduras, não de carboidratos.</p><p>9- Faça uma breve pesquisa e responda:</p><p>Como os polimorfismos podem estar associados desenvolvimento de Diabetes tipo 2?</p><p>Conclusão:</p><p>Nesta aula, conceitos básicos de estrutura e função do genoma são integrados de modo a</p><p>proporcionar ao aluno um entendimento mais amplo das relações genoma / enzimas e a aplicação</p><p>destes conhecimentos em ambiente profissional, como, por exemplo, em casos de dietas</p><p>específicas para doenças baseadas em alterações genéticas que resultam em deficiência de</p><p>enzimas importantes para o metabolismo de certos nutrientes.</p><p>Referências Bibliográficas:</p><p>ALBERTS, B. et al., Biologia Molecular da Célula. 6. Ed, São Paulo: Artmed, 2017. 1396 p.</p><p>GROPPER, Sareen et al. Nutrição avançada e metabolismo humano. Cengage Learning,</p><p>2011.</p><p>HEIBEL, André; FAGUNDES, Gabriela. Do DNA à prática clínica. VP online, 2021. 224 p.</p><p>NELSON, David Lehninger.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Artmed</p><p>Editora, 2022. 1220 p.</p><p>PINTO, Wagner de Jesus. Bioquímica clínica. 2017. 935 p.</p><p>VOET, Donald et al. Bioquímica. Artmed , 2013. 1500 p.</p>