Biotecnologia

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Disciplina de genética básica para o curso de Zootecnia
Técnicas de biotecnologia
Alguns textos que auxiliarão a responder as algumas questões
da apostila:
A história da biotecnologia
Plantas transgênicas
Novas tecnologias: suínos
Feijão transgênico
Aplicações dos animais transgênicos
Textos obtidos no seguinte endereço:
http://www.biotecnologia.com.br/edicoes/materias.php
Exercício 1 - trabalhando com enzimas de restrição:
A enzima de restrição HpaII reconhece uma sequência específica na
molécula de DNA, cortando-a conforme exemplificado na figura abaixo (A). 
Em (B) é mostrado uma mesma região do DNA, só que de dois
cromossomos homólogos (CA e CB). Diante dessas informações
responda:
Identifique nos cromossomos CA e CB os sítios de corte para a
enzima HpaII, bem como a quantidade e o tamanho dos fragmentos
formados após o uso dessa enzima de restrição.
Podemos perceber que, no cromossomo CA, existem dois
pontos de corte para essa enzima, o que produzirá três
fragmentos. Um deles terá uma sequência de 11 nucleotídeos
(neste caso, se considerarmos apenas a fita maior), um outro
com 15 e o terceiro com 19. Com relação ao cromossomo CB,
este possui apenas um único ponto reconhecido por essa
enzima. Assim, serão gerados dois fragmentos, um com 11 e o
outro com 34 nucleotídeos.
A técnica de eletroforese em gel separa o DNA de acordo com o
tamanho dos seus fragmentos (os menores correm à frente e os
maiores vão ficando para trás). Considerando o tamanho dos
fragmentos produzidos nesses dois cromossomos, marque na figura
abaixo como ficaria o padrão de bandamento de indivíduos com as
combinações CACA, CACB e CBCB.
Podemos perceber, nesse exemplo, que um indivíduo
heterozigoto (o do meio) expressará os dois padrões de corte
enzimático observados em cada um dos homozigotos. Ou seja,
ele terá o fragmento de tamanho 11 (o menor de todos, por isso
o mais rápido) gerado pelos dois cromossomos, mas também
os fragmentos 19 e 15 gerados pelo corte do cromossomo CA e
o 34 produzido pelo corte do cromossomo CB.
Seria possível utilizar essa técnica para discriminar indivíduos, como
uma espécie de impressão digital? Explique.
Originalmente, essa técnica foi utilizada para a identificação dos
indivíduos, tendo em vista que cada um de nós apresenta um
padrão específico de corte para uma determinada enzima de
restrição, como pode ser notado na figura anterior. Ou seja, neste
exemplo, embora os três indivíduos apresentem bandas em
comum, no conjunto, cada um deles apresentará um padrão
específico de bandamento. 
Acontece que esse esquema é uma simplificação para
podermos mostrar como se estabelece o padrão de herança dos
fragmentos de DNA gerados pela ação de uma enzima de
restrição e de como podemos usá-los para caracterizar os
indivíduos. Porém, um número tão pequenos de bandas não é
suficiente para discriminarmos os indivíduos, como é exigido nos
casos de exames de paternidade ou nas investigações criminais.
Mas, se formos considerar que uma mesma enzima de restrição
irá atuar em todo nosso genoma, isso significa que deverão ser
produzidos milhares de fragmentos de DNA de diferentes
tamanhos. E se usarmos enzimas diferentes, teremos padrões
diferentes de cortes. Assim, quando todo esse DNA for separado
eletroforeticamente, será observado um padrão específico de
bandamento - uma espécie de impressão digital - que terá pouca
chance de se repetir para qualquer outro indivíduo da população
(exceto para os gêmeos univitelinos), conforme podemos
observar no esquema abaixo:
Mas por que indivíduos diferentes não apresentarão os mesmos
padrões de bandamento?
Por conta da reprodução sexuada e das mutações no DNA:
Devido a reprodução sexuada, herdaremos somente
um conjunto genômico de cada um dos nossos
progenitores. Então, o padrão de bandas que
produzirermos será parcialmente idêntico ao dos
nossos pais. E, graças a meiose com a segregação
independente e a permuta, nossos irmãos e irmãs
também não deverão ser geneticamente idênticos a nós
(novamente, a não ser para os gêmeos univitelinos).
Por outro lado, qualquer mutação que leve a uma troca
de bases nos sítios de reconhecimento das enzimas
fará com que elas não mais cortem o DNA nesse ponto.
Assim, se herdamos dos nossos pais uma nova
mutação, poderemos apresentar uma pequena
alteração no padrão de bandamento do nosso genoma.
Além disso, é interessante ressaltar que, ao mesmo
tempo em que as mutações destroem os sítios de
restrição, elas também podem gerar novos sítios em
outras regiões do genoma. 
Observação:
Atualmente os marcadores de microssatélites (veja a prática
"Quem é o pai do bezerro", disponível na página desta
disciplina) são os mais utilizados na identificação dos
indivíduos, quer sejam nos exames de paternidade como
nas investigações criminais.