bio tec 7

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<p>Manipulação de genes</p><p>Biotecnologia</p><p>2o Bimestre - Aula 7</p><p>Ensino Médio</p><p>● Técnicas de manipulação</p><p>genética.</p><p>● Identificar e selecionar</p><p>técnicas de manipulação</p><p>genética.</p><p>Retomando...</p><p>Você se lembra da aula Construção</p><p>de conhecimento científico,</p><p>que abordou o sequenciamento do</p><p>novo coronavírus?</p><p>E da aula Introdução à engenharia</p><p>genética que discutiu sobre</p><p>o Milho Bt?</p><p>Continua...</p><p>Na aula sobre a construção do conhecimento científico, foi evidenciado</p><p>como pesquisadoras da USP sequenciaram o genoma do</p><p>coronavírus.</p><p>Já na aula que abordou a tecnologia utilizada para a produção do</p><p>Milho Bt, o foco se deu na adição de um gene para combater/evitar</p><p>pragas em plantações de milho.</p><p>Pautados nesta retomada, qual é a relação entre "sequenciamento do</p><p>genoma" e "adição de um gene" com o título desta aula (Manipulação</p><p>de genes)?</p><p>Virem e conversem 5 MINUTOS</p><p>Numerosos processos na biotecnologia atual fundamentam-se na</p><p>habilidade de examinar, manipular, fragmentar e recombinar</p><p>segmentos do DNA.</p><p>Vamos compreender alguns exemplos.</p><p>Tecnologias aplicadas ao DNA</p><p>Sequenciamento de DNA</p><p>Sequenciar todo o genoma (o conjunto completo de pares de bases</p><p>do DNA) ainda é uma tarefa difícil. Isso envolve dividir o DNA do</p><p>organismo em pequenos pedaços, sequenciar esses fragmentos e</p><p>juntar as sequências em uma única e longa sequência chamada</p><p>"consenso". No entanto, com os novos métodos desenvolvidos nos</p><p>últimos vinte anos, o sequenciamento genômico, agora, é muito mais</p><p>rápido e acessível do que era durante o Projeto Genoma Humano.</p><p>O Projeto Genoma Humano teve como objetivo o sequenciamento de 3,1</p><p>bilhões de bases nitrogenadas do genoma humano.</p><p>Método de Sanger: terminação controlada da síntese de DNA com</p><p>didesoxinucleotídeos (ddNTP), similares aos nucleotídeos comuns</p><p>(ATCG), mas com mudanças estruturais, a partir da produção de muitas</p><p>cópias da região alvo do DNA.</p><p>Neste procedimento, uma molécula de DNA, cuja sequência deve ser</p><p>determinada, é convertida em fitas simples que são utilizadas como</p><p>molde para sintetizar uma série de fitas complementares.</p><p>Cada uma dessas fitas termina aleatoriamente em um nucleotídeo</p><p>específico diferente. A série resultante de fragmentos é separada por</p><p>eletroforese e analisada, revelando a sequência do DNA.</p><p>Método de sequenciamento de DNA</p><p>No contexto da biologia molecular, o</p><p>termo "primer" se refere a uma molécula</p><p>curta de DNA, cuja sequência de bases é</p><p>complementar a uma região específica</p><p>da fita-molde alvo. Elas desempenham</p><p>um papel crucial na iniciação da síntese</p><p>de DNA, pois fornecem um ponto de</p><p>partida ou parada para a enzima DNA</p><p>polimerase iniciar a síntese de uma</p><p>nova cadeia complementar à fita-molde.</p><p>Na PCR, técnica que veremos nesta aula,</p><p>a especificidade dos primers</p><p>é fundamental para garantir a amplificação</p><p>da região de DNA desejada.</p><p>Primers específicos são usados para</p><p>iniciar o processo de sequenciamento de</p><p>uma região de DNA específica, e</p><p>também podem conter um marcador</p><p>fluorescente usado para detectar</p><p>a presença de uma sequência de DNA</p><p>específica em uma amostra.</p><p>A Eletroforese em gel é uma técnica usada para separar fragmentos</p><p>de DNA (ou outras macromoléculas, como o RNA e proteínas) com</p><p>base no tamanho e carga. A eletroforese envolve a passagem de uma</p><p>corrente elétrica através de um gel contendo as moléculas de interesse.</p><p>Em função de seu tamanho e carga, as moléculas irão mover-se</p><p>através do gel em diferentes direções ou em diferentes velocidades, o</p><p>que permite que sejam separadas umas das outras.</p><p>Eletroforese em gel</p><p>O DNA é uma molécula com carga negativa, devido aos grupos fosfato</p><p>presentes em sua estrutura. Quando um campo elétrico é aplicado a um gel</p><p>contendo DNA, as moléculas de DNA migram em direção ao polo positivo.</p><p>Como o nome sugere,</p><p>a eletroforese envolve um gel: uma</p><p>placa de material gelatinoso. Géis</p><p>para separação de DNA são, muitas</p><p>vezes, feitos de um</p><p>polissacarídeo chamado agarose, que</p><p>vem na forma de flocos secos em pó.</p><p>O que é um gel?</p><p>Quando a agarose é aquecida em uma solução tampão (água com alguns</p><p>sais) e deixada para esfriar, forma um gel sólido ligeiramente mole. No nível</p><p>molecular, o gel é uma matriz de moléculas de agarose que são mantidas</p><p>unidas por ligações de hidrogênio e formam micro poros.</p><p>PCR é uma técnica comumente usada em laboratórios para fazer muitas</p><p>cópias (na casa de milhões ou bilhões) de uma região específica (de</p><p>interesse do pesquisador) do DNA.</p><p>O objetivo dessa técnica é produzir quantidade suficiente da região de</p><p>interesse do DNA, para que possa ser analisada e/ou utilizada para outra</p><p>finalidade.</p><p>Um bom exemplo é quando o DNA amplificado por PCR passa</p><p>pelo sequenciamento, seguido da visualização por meio</p><p>da eletroforese em gel, ou clonado em plasmídeo para outros objetivos</p><p>ou experimentos.</p><p>Reação em cadeia da polimerase (PCR)</p><p>Na clonagem do DNA, os pesquisadores "duplicam" – fazem muitas</p><p>cópias do fragmento de DNA de interesse, tal como um gene. Em</p><p>muitos casos, essa duplicação do DNA envolve a inserção do gene de</p><p>interesse em uma molécula de DNA circular chamada plasmídeo. O</p><p>plasmídeo pode ser replicado nas bactérias, fazendo muitas cópias do</p><p>gene de interesse. Em alguns casos, o gene é expresso também nas</p><p>bactérias pela formação de uma proteína (por exemplo, a insulina</p><p>usada pelos diabéticos).</p><p>Clonagem do DNA</p><p>Em um procedimento típico de duplicação de DNA, o gene ou outro</p><p>fragmento de DNA de interesse é inserido em um plasmídeo, produzindo</p><p>uma molécula de DNA recombinante.</p><p>Em grupos, produzam um infográfico (estático ou animado), descrevendo</p><p>as etapas da técnica de manipulação genética: clonagem de DNA</p><p>Ele deve conter os seguintes termos:</p><p>• Enzimas de restrição​</p><p>• DNA ligase</p><p>• Plasmídeo</p><p>• E. coli</p><p>• Meio de cultura</p><p>• Gene de interesse</p><p>• Gene resistente à antibiótico</p><p>• Antibiótico</p><p>Todo mundo escreve!</p><p>Lembrem-se de manter suas anotações e glossário atualizados, pois</p><p>eles serão material de apoio para o projeto.</p><p>Nesta aula, vocês conheceram algumas técnicas de manipulação de</p><p>genes. Alguma delas despertou interesse em obter conhecimentos</p><p>mais aprofundados? Ela pode ser alvo das pesquisas do seu projeto!</p><p>Pense nisso!</p><p>Projeto</p><p>Ao final deste bimestre, vocês apresentarão</p><p>um projeto, tendo como referências os conhecimentos</p><p>das aulas do 1o e 2o bimestres.</p><p>● Identificamos e selecionamos técnicas</p><p>de manipulação genética.</p><p>LEMOV, Doug. Aula nota 10 2.0: 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula.</p><p>Porto Alegre: Penso, 2018.</p><p>Introdução à biotecnologia. Khan Academy. Disponível</p><p>em: https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-</p><p>regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology. Acesso em: 4 mar. 2024.</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology</p><p>Lista de imagens e vídeos</p><p>Slide 3 – ID: 104761 | Título da Aula: Introdução à engenharia genética |</p><p>Etapa/Ano/Série/Componente: 2a série do EM – Biotecnologia. ID: 104629 | Título da</p><p>Aula: Construção do conhecimento científico | Etapa/Ano/Série/Componente: 2a série do EM –</p><p>Biotecnologia.</p><p>Slide 5 – Disponível em: https://giphy.com/gifs/Massivesci-genetics-crispr-30pdYnh6VSw5mWD0Z0</p><p>Slide 8 – Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-</p><p>sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing</p><p>Slide 9 – Disponível em: https://giphy.com/gifs/science-biology-labxchange-nSXJlsGsyKPasUVa5i</p><p>Slide 10 – Disponível em: https://giphy.com/gifs/science-biology-labxchange-OO8QrbgBSw4SPKJ95z</p><p>Slide 12 – Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-</p><p>sequencing-pcr-electrophoresis/a/gel-electrophoresis</p><p>https://giphy.com/gifs/Massivesci-genetics-crispr-30pdYnh6VSw5mWD0Z0</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing</p><p>https://giphy.com/gifs/science-biology-labxchange-nSXJlsGsyKPasUVa5i</p><p>https://giphy.com/gifs/science-biology-labxchange-OO8QrbgBSw4SPKJ95z</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/gel-electrophoresis</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna-sequencing-pcr-electrophoresis/a/gel-electrophoresis</p><p>Lista de imagens e vídeos</p><p>Slide 13 – Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-</p><p>regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology</p><p>Slide 17 – Disponível em: https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-do-conceito-de-equipe-</p><p>criativa_10769819.htm#page=2&position=1&from_view=author&uuid=c94f5f65-2401-4b63-b8e5-</p><p>146ef6aea9e8</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology</p><p>https://pt.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/biotechnology/a/intro-to-biotechnology</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-do-conceito-de-equipe-criativa_10769819.htm#page=2&position=1&from_view=author&uuid=c94f5f65-2401-4b63-b8e5-146ef6aea9e8</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-do-conceito-de-equipe-criativa_10769819.htm#page=2&position=1&from_view=author&uuid=c94f5f65-2401-4b63-b8e5-146ef6aea9e8</p><p>https://br.freepik.com/vetores-gratis/ilustracao-do-conceito-de-equipe-criativa_10769819.htm#page=2&position=1&from_view=author&uuid=c94f5f65-2401-4b63-b8e5-146ef6aea9e8</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5: Tecnologias aplicadas ao DNA</p><p>Slide 6: Sequenciamento de DNA</p><p>Slide 7: Método de sequenciamento de DNA</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11: Eletroforese em gel</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14: Reação em cadeia da polimerase (PCR)</p><p>Slide 15: Clonagem do DNA</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p>