Prova 2 2010 1 [DOTTO]

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Questao1
Na década de 70, foram dados importantes passos para o desenvolvimento da Biotecnologia, com o surgimento da chamada Engenharia Genética. Desde então, a cada ano há novas descobertas, que desvendam o “funcionamento” dos microrganismos e dão a eles, artificialmente, novas potencialidades. Pergunta-se: 
1a-Como age uma enzima de restrição, e qual o seu papel no desenvolvimento da Engenharia Genética?
As enzimas de restrição são enzimas bacterianas que atuam como “tesouras moleculares” que cortam a molécula de DNA em pontos específicos através do reconhecimento de bases nucleotídicas especificas. São altamente específicas, cada tipo de enzima reconhece e corta apenas uma determinada seqüência de nucleotídeo. Estas enzimas funcionam nas células bacterianas como parte de um mecanismo de proteção ao ataque de bacteriófagos, clivando do DNA viral injetado nelas. Em Engenharia Genética, a obtenção dos fragmentos de DNA serve para criar, in vitro, novas moléculas, recortando e colando vários pedaços de informações.
A Engenharia Genética ou Tecnologia do DNA Recombinante é um conjunto de técnicas que permite aos cientistas identificar, isolar e multiplicar genes de quaisquer organismos. Um exemplo seria o isolamento, extração e o enxerto de gene humano para a produção de insulina em bactérias da espécie Escherichia coli. Essas bactérias, contendo o gene humano, multiplicam-se quando cultivadas em laboratórios, produzindo insulina, o que atualmente é realizado em grande escala.
1b-Quais foram as principais decisões da Conferência de Asilomar, em relação à biossegurança? Cite ao menos 3. 
- proposta de moratória nas pesquisas que envolvessem manipulação genética
- discussão sobre os impactos da engenharia genética na sociedade
- aspectos de proteção aos pesquisadores e profissionais envolvidos nas áreas onde se realiza o projeto de pesquisa
- inclusão em programas de biossegurança de temas como ética em pesquisa, meio ambiente, animais e processos envolvendo tecnologia de DNA recombinante.
Texto Questão 2 e Questão 3:
Uma cidade apresentou um surto epidêmico de uma doença bacteriana. Amostras isoladas para estudos, de vários indivíduos, apresentaram as mesmas características, indicadas a seguir:
Análise morfológica: bactéria Gram-negativa, com fimbrias abundantes.
Análise genética: portadora de 2 plasmídios, um deles contendo 3 transposons com genes de resistência a antibióticos, outro contendo uma ilha de patogenicidade.
Análise bioquímica: produtora de adesinas e de potente neurotoxina.
Questão 2
A partir de sua análise da situação, responda às questões.
( V ) Ao menos alguns dos genes de resistência citados pode ter-se originado, evolutivamente, por mutação de outro gene, constitutivo da bactéria que o desenvolveu. Genes de bactérias podem sofrer mutações por agentes físico-químicos, mudando sequencias de bases nucleotídeos, tornando a bactéria resistente a agressores físico-químicos. 
( F ) Se a bactéria for cultivada em meio sem antibiótico, será possível isolar cepas não resistentes. No meio sem antibiótico, não seria possível isolar diferentes cepas, pois não seria evidente quais cepas teriam algum gene que confere resistência a tal antibiótico. 
( V ) além do gene que confere resistência ao antibiótico correspondente, cada transposon possui genes típicos de IS (sequencias de inserção). IS são constituídos por genes que codificam a enzima transposase, capaz de promover o processo de transposição. Cada transposon é um elemento genético móvel constituído basicamento por IS-GENE’s-IS.
 [Texto explicativo: Os cromossomas de bactérias, vírus e células eucariotas contêm fragmentos de DNA capazes de se mover de uma localização para outra no genoma, sendo o processo denominado transposição. A transposição é um fenómeno natural que ocorre in vivo, sendo que a movimentação de segmentos de DNA no genoma se deve à presença de elementos genéticos especiais designados transposões.
O elemento genético mais simples capaz de se mover no genoma designa-se sequência de inserção (IS) (Figura). Têm um comprimento que varia entre 750 a 1500 pares de bases e são constituídas por genes que codificam a enzima transposase, capaz de promover o processo de transposição, ladeada por duas sequências idênticas e invertidas designadas por “inverted repeats” (IR). As IR são os locais de reconhecimento da enzima transposase, que promove a movimentação no genoma da sequência de inserção e depois a introdução dessa mesma sequência num local aleatório do mesmo. Note-se que a sequência de inserção não transporta informação genética adicional, para além daquela necessária para que se dê a movimentação no genoma.
Por outro lado os transposões (Figura) são elementos genéticos móveis de maior dimensão constituídos por duas sequência de inserção (IS) que ladeiam um ou mais genes que este transporta. Alguns desses genes conferem por exemplo resistência a antibióticos, produção de toxinas, enzimas degradativas entre outros.
Os transposões inserem-se aleatoriamente no genoma, podendo inserir-se na região codificante ou regulatória de um determinado gene, conduzindo à perda da função do mesmo e dando origem a uma mutação.
Assim a utilização laboratorial de transposões permite promover mutações aleatórias no genoma de bactérias, num processo denominado Mutagénese Aleatória (por recurso a transposões). Neste caso os transposões são clonados num plasmídeo não replicativo no hospedeiro onde se pretende induzir a mutação. Esses plasmídeos são introduzidos nas células do hospedeiro, e as sequências de inserção que constituem o transposão vão permitir a inserção do elemento genético num local aleatório do genoma. De um modo geral, os transposões utilizados para levar a cabo processos de mutação aleatória contêm genes que conferem resistência a um antibiótico, permitindo seleccionar as colónias onde houve inserção do transposão no genoma. Por outro lado, o facto do plasmídeo (contendo o transposão) ser não replicativo garante que só há células resistentes ao antibiótico se tiver havido inserção do transposão no seu genoma.]
( ? ) Os genes de fimbrias e neurotoxina podem estar localizados tanto no cromossomo bacteriano como na ilha de patogenicidade. Ilhas de patogenicidade constituem segmentos de DNA inseridos no cromossomo bacteriano, que atribuem uma variedade de características de virulência. OBS: Não lembro se os genes de fimbrias estão nos plasmídeos...
Questão3
( F ) Se os plasmidios da bactéria foram adquiridos por conjugação, então essa bactéria é F+. A bactéria é sim F+. Por análise da questão, apenas o plasmídeo que contém os 3 transposons de resistência a antibióticos foi adquirido por conjugação. O plasmídeo de ilha de patogenicidade já era original da bactéria.
( V ) A bactéria pode ter adquirido alguns dos genes plasmidiais por conjugação e outros por transdução. Bacteriógrafos podem ter trazido por transdução genes de resistência. Também, genes plasmideais de resistência podem ter sido adquiridos por conjugação com outras bactérias.
( F ) é pouco provável que os genes de resistência tenham sido adquiridos por transformações, uma vez que se trata de uma bactéria Gram-negativa. Transformações é o processo de incorporação de DNA na forma livre, geralmente decorrente da lise celular. Várias bactérias Gram positivas e negativas são naturalmente transformáveis. Nas G+ o DNA é captado como dupla hélice e absorvido como fita simples, sendo uma das fitas degradadas. Nas G-, o DNA é absorvido como fita dupla, embora apenas uma das fitas participe do processo de recombinação.
 ( F ) o fato de ter fimbrias abundantes indica que esta é uma bactéria propensa à conjugação. A cepa F+ deve ter um fator de fertilidade (Fator F) que confere a capacidade de conjugar, criar um pili sexual para transferência do material para a cepa F-.
Questão4
A morte por doenças infecciosas, muitíssimo frequente ao longo da historia da humanidade, reduziu-se bastante nos últimos tempos, pelo advento dos antibióticos e tambémpor práticas profiláticas. Entretanto, ainda ocorre muito, especialmente em países pobres, por más condições de higiene, e mesmo em regiões desenvolvidas, pelo surgimento de cepas resistentes e outros fatores.
( V ) a tuberculose e a hanseníase são causadas por bactérias do mesmo gênero, e apresentam em comum o fato de exigirem tratamento prolongado. Mycobacterium tuberculosis (Tuberculose)[ O tratamento pode durar até 5 anos] e Mycobacterium leprae (Hanseníase)[ O tempo de tratamento oscila entre 6 e 24 meses, de acordo com a gravidade da doença].
( V ) a infecção hospitalar por Staphylococcus aureus pode ser bastante grave, e como as cepas são resistências, recomenda-se que seja tratada com antibióticos de ultima geração, como vancomicina. Vancomicina, um dos últimos recursos para tratar Staphylococcus multi-resistentes. Até agora, são pouquíssimas bactérias do gênero Staphylococcus resistentes à vancomicina.
( F ) a toxina botulínica atua nas miofibrilas das células musculares, evitando a sua contração, e por isso pode ser usada no tratamento de rugas. A toxina botulínica atua na placa das terminações neuromusculares colinérgicas pré-sinápticas inibindo a liberação das vesículas de acetilcolina nas terminações pré-sinápticas.
( ? ) Corremos o risco de uma epidemia provocada pro guerra biológica, por falta de um tratado internacional que regulamente essa questão. ?
Questao5
( V ) para a sua multiplicação, o RNA é primeiro transcrito reversamente para DNA e então são sintetizadas novas fitas de RNA. A enzima Transcriptase Reversa está presente apenas em retrovírus. Sua função é produzir DNA a partir de um molde de RNA.
( V ) o RNA viral contém genes para a síntese da hemaglutinina e neuraminidase virais. 
A hemaglutinina (HA) é uma proteína que se situa na camada mais externa do vírus, e é a responsável pelo reconhecimento e ligação do vírus a nossas células do sistema respiratório. A neuraminidase atua como a HÁ, no mesmo sítio, porém o seu papel é ajudar o vírus a deixar a célula invadida, para invadir outra célula. 
( V ) a composição de fosfolipídios do envelope lipídico depende da cepa viral. Cepas que podem ter adquirido modificações do RNA original podem ter adquiridos composições e distribuições de fosfolipídios do envelope lipídico diferentes em cada cepa.
( V ) as cepas desse vírus são caracterizadas, entre outras cosias, pelo antígenos representados pela hemaglutinina e neuraminidase. As cepas desse vírus são caracterizadas pelo tipo de Hemaglutinina e pelo tipo de Neuraminidase. Ex: H1N1, H5N1 etc.