Enzimas de Restrição

Prévia do material em texto

Eduardo Abraão Jonas 
Elisa Francisco Inraca 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Enzimas de restrinção, identificação da pessoa por DNA e clonagem molecular de 
DNA 
Licenciatura em Ensino de Biologia com Habilitação em Gestão Laboratorial 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Pedagógica 
Montepuez 
2017 
Eduardo Abraão Jonas 
Elisa Francisco Inraca 
 
 
 
 
 
 
Enzimas de restrinção, identificação da pessoa por DNA e clonagem molecular de DNA 
 
 
 
 
 
 Docente: MA. Zacarias Rosalina 
 
 
 
Universidade Pedagógica 
Montepuez 
2017
Trabalho de carácter avaliativo, da cadeira 
de Genética Molecular e Biotecnologia, a 
ser apresentado ao Departamento de 
Ciências naturais e matemática, 3o Ano, 1º 
Semestre. Leccionado pelo: 
Índice 
Introdução ................................................................................................................................... 3 
1. Enzimas de restrição .......................................................................................................... 4 
1.1. Tipos de enzimas de restrição ........................................................................................ 4 
2. Identificação de Pessoas pelo ADN .................................................................................... 5 
2.1. Detecção de fragmento específico do ADN .................................................................... 5 
2.2. Determinação da paternidade pela analise do DNA ..................................................... 6 
3. Clonagem Molecular do DNA ........................................................................................... 6 
3.1. Clonagem de animais ..................................................................................................... 7 
3.1.1. Divisão embrionária .................................................................................................... 7 
3.1.2. Transferência nuclear ................................................................................................. 8 
Conclusão ................................................................................................................................. 10 
Referencias Bibliográficas ........................................................................................................ 11 
 
3 
 
Introdução 
O trabalho em destaque é da cadeira de Genética Molecular e Biotecnologia, essas duas áreas 
focam muito mais na utilização de células e moléculas biológicas para a solução de problemas ou 
produção de produtos ou processos úteis, com potencial industrial em diversas áreas do 
conhecimento. Dentre as tecnologias desenvolvidas até o momento, a biotecnologia é, de longe, a 
que apresenta maior compatibilidade com a sustentabilidade da vida neste planeta. Seguindo 
essas perspectivas o grupo trás um bonito trabalho fala sobre: enzimas de restrinção, identificação 
da pessoa por DNA e clonagem molecular de DNA. 
Objectivo geral 
ü Explicar o efeito de enzimas de restrinção, diferenciação das pessoas por DNA e processo 
de formação dos clones. 
Objectivos específicos 
ü Conhecer a actuação das enzimas de restrição; 
ü Demonstrar as técnicas básicas para diferenciação da pessoa pelo DNA; 
ü Esclarecer o processo de formação de clones nos animais. 
 
A metodologia usada para a realização do trabalho foi de consulta bibliográfica e de internet que 
constituiu na recolha de dados contidos no trabalho. 
Quanto a organização o trabalho compreende a seguinte estrutura: introdução, desenvolvimento, 
conclusão e a sua respectiva bibliografia; por ser um trabalho de caracter cientifico o grupo abriu 
um espaço para as criticas. 
 
 
 
 
4 
 
1. Enzimas de restrição 
No inicio dos anos 1970 descobriu-se que certas enzimas bacterianas, denominadas 
endonucleases de restrição, podiam conter moléculas de DNA em partes especificas, com 
fragmentos de tamanho definidos e que poderiam ser analisado. A descoberta das enzimas de 
restrição revolucionou a biologia molecular, pois possibilitou montar moléculas de DNA 
recombinante, tornando possível a manipulação do DNA com extrema precisão. 
O fenómeno de deficiência da replicação de vírus de bactérias (bacteriófagos ou simplesmente 
fagos) foi descrito dependente da célula hospedeira na qual este vírus está inserido. Com avanço 
das pesquisas em torno deste fenómeno foi observado que a inabilidade de certos vírus crescerem 
em determinadas linhagens bacterianas era devido à presença de enzimas denominadas 
endonucleases. 
Segundo (AMABIS e MARTHO, 2004:164) “As endonucleases de restrição são enzimas 
bacterianas que actuam como uma tesoura moleculares, reconhecendo segmentos de parte de 
bases especificais em molécula do DNA e cortando-as nesses pontos”. 
Elas são altamente específicas: cada tipo de enzima reconhece e corta apenas uma determinada 
sequência de nucleotideo, constituído por 4 ou 6 pares de bases nitrogenadas. 
Acredita-se que as bactérias tenham desenvolvido as enzimas de restrição ao longo da sua 
evolução, como protecção ao ataque de bacteriófagos. Uma molécula de DNA víral que contenha 
sítios para endonuclease bacteriana, ao ser injectada na bactéria, é prontamente cortada nesses 
pontos e deixa de funcionar. Hoje São conhecidas centenas dessas enzimas que são purificadas e 
comercializadas por diversos laboratórios no mundo. 
1.1. Tipos de enzimas de restrição 
Tipo I - Enzimas com capacidade de corte e metilação. Têm sequências de reconhecimento 
específicas, mas cortam de forma inespecífica dentro da sequência de reconhecimento. 
Tipo II - Apenas possuem capacidade de corte. A metilação é feita por proteínas diferentes. 
Cortam sequências específicas de forma também específica. Este tipo é mais utilizada em 
biologia molecular. Os locais de reconhecimento têm, quase sempre, 4 a 6 nucleótidos. 
5 
 
Tipo III - Enzimas com capacidade de corte e metilação. Cortam sequências específicas de forma 
também específica. 
Figura1: Recombinação do DNA 
 
Fonte: CARVALHO, (1987) . 
2. Identificação de Pessoas pelo ADN 
A análise do padrão eletroforetico de fragmentos de ADN, originado pelo corte com enzima de 
restrição, é hoje o método mais seguro para identificação de pessoas sendo largamento utilizado 
em investigações policiais e em processo judicial. A comprovação de que era possível 
caracterizar moléculas de ADN por meio de padrões de fragmento gerados pela digestão com 
endonuclease de restrição levou-a pesar no emprego dessa metodologia para identificar pessoas. 
Na perspectiva de LIMA e MOTA (2003-96), diz que, “O raciocínio foi o seguinte: como as 
pessoas deferem entre se quanto ao material genéticos que possuem (com excessão dos gémeos 
univitelinicos), a digestão do ADN de uma pessoa com um endonuclease de restrição produziram 
um padrão de fragmento típico dela, comparável a um código de barras ou uma impressão digital 
molecular”. 
2.1.Detecção de fragmento específico do ADN 
Na luz ALBERTO (2006:141), “Nos organismos eucarioticos o corte do ADN total do genoma 
por uma endonuclease de restrição produz tantos fragmentos de tantos tamanhos diferente que é 
impossível visualizar bandas individuais na separação eletroforetica”. 
6 
 
Elas estão próximas uma das outras que aparecem como uma banda contínua ao longo do gel por 
isso é necessário utilizar técnicas especiais para evidenciar aspectos apenas certos tipos de 
fragmentos. 
Uma dessas técnicas chamadas de hibridização molecular, consiste em tratar o gel de modo a 
separar as cadeias duplas dos fragmentosde ADN e em seguida colocar sobre ele moléculas 
detectoras de sequencias especificas as chamadas sondas do DNA. Com isso apenas determinadas 
bandas são evidenciadas e podem ser analisadas. 
2.2.Determinação da paternidade pela analise do DNA 
O teste de paternidade foi um dos principais factores de popularização de sigla DNA, mais hoje 
se questiona se este tipo de exame deve ser realizado livremente pelas pessoas. Em alguns países 
a realização deste exame sem solicitação explicita da justiça esta sendo proibida com a 
justificativa de que os danos psicológicos que os resultado dos tais testes podem gerar aos 
envolvidos superam, em muitos casos benéficos que eles possam trazer. 
3. Clonagem Molecular do DNA 
Para LOPES, (2003-216), afirma que, “a palavra clone foi originada (do grego klon, significa 
“broto”) é utilizada para designar um conjunto de indivíduos que deram origem a outros por 
reprodução assexuada, sendo um método científico de reprodução que utiliza células 
somáticas”. 
A clonagem pode ocorrer espontaneamente na natureza ou ser desenvolvida em laboratório. A 
clonagem natural ocorre em todos os seres vivos que se reproduzem assexuadamente. A 
reprodução assexuada pode ocorrer por: cissiparidade, esporulação, brotamento, estrobilização e 
regeneração. Alguns exemplos são: vegetais, plantas, árvores, fungos e leveduras, algas, alguns 
moluscos e crustáceos, esponjas, alguns protozoários, como a Ameba, e as bactérias. 
"Clonagem: Na pesquisa do DNA recombinante, o processo de criar e ampliar segmentos 
específicos de DNA. (2) A produção de organismos geneticamente idênticos a partir de 
células somáticas de um organismo individual. Clone: Um grupo de células 
geneticamente idênticas ou organismos individuais derivados por divisão assexual de um 
ancestral comum ou um organismo individual formado por algum processo sexual de 
modo que seja geneticamente a seu genitor, (ALBAGLI, 1998-82). 
7 
 
O conhecimento do comportamento dos genes nas populações é de importância capital para 
compreender os mecanismos da evolução e para solucionar numerosos problemas práticos. No 
âmbito das tecnologias da clonagem, a engenharia genética, área da ciência que tem se 
desenvolvido rapidamente nos últimos anos, tem sido um dos assuntos científicos mais 
comentados pela mídia em todo o mundo em função de suas importantes aplicações em situações 
concretas em diversos campos como medicina, química industrial, agricultura. 
3.1.Clonagem de animais 
Na luz de BORDINGNON, (2003-95) diz que “para se realizar a clonagem (em animais e/ou 
humanos) são conhecidas hoje duas técnicas: a divisão embrionária e a transferência nuclear”. 
3.1.1. Divisão embrionária 
Na divisão embrionária, separam-se as células de um embrião em seu estágio inicial de 
multiplicação celular, produzindo simultaneamente novos indivíduos geneticamente idênticos, 
porém diferentes de qualquer outro existente. Isso ocorre na natureza, durante a geração de 
gêmeos univitelinos. Na transferência nuclear são usadas informações (genoma) de algum ser 
vivo para a produção de outro idêntico a ele. Essa técnica foi utilizada para se criar a ovelha 
Dolly. 
Figura 2: clonagem de ovelha Dolly 
 
Fonte: http://www.universitario.com.br/noticias/noticias_noticia.php, 2017-03-09, 07h.). 
8 
 
3.1.2. Transferência nuclear 
A técnica de transferência nuclear permite a produção de animais contendo genomas idênticos. 
Para tal, o material genético nuclear de uma célula do animal que se deseja clonar é introduzido 
em um oócito previamente enucleado, chamado de citoplasto. Esse conjunto célula-citoplasto é 
submetido a pulsos elétricos, que promovem a fusão das membranas, seguidos de uma ativação 
artificial quimicamente semelhante àquela desencadeada pelo espermatozóide em uma 
fecundação normal. 
“Havendo sucesso, o núcleo celular será reprogramado e dará início ao desenvolvimento 
embrionário. Cada embrião assim reconstruído será geneticamente idêntico ao animal que deu 
origem às células doadoras de núcleo”, (LOPES, 2003-39). 
A transferência nuclear utilizando células modificadas geneticamente como doadoras de núcleo 
permitiu grandes avanços técnicos na produção de animais transgénicos. O DNA exógeno, 
quando incorporado no genoma celular, pode ter sua inserção e expressão verificadas antes da 
utilização destas células na produção animal. 
Figura 3: transferência nuclear 
 
Fonte: BRESSAN et al., 2008). 
9 
 
Porém: “Os genes sozinhos não determinam todos os caracteres físicos e comportamentos de um 
organismo e sim um constante diálogo com o ambiente, interagindo com o mesmo”, por isso não 
são idênticos. 
Até então não existem provas concretas de que animais clonados sejam totalmente normais. 
Diversas alterações podem ocorrer na gestante do clone, já que os órgãos do clone como rins, 
pulmões e o coração, podem crescer de tamanho exagerado, resultando em fortes dores, 
dificultando a respiração e a metabolização de alimentos, chegando ao ponto de 82% dos bovinos 
clonados, não chegarem aos noventa dias de prenhes. A explicação deste problema, é que os 
“núcleos de células diferenciadas não são corretamente reconduzidos a um estágio embrionário 
dos embriões clonados, levando à expressão errada dos genes, prejudicando ou impedindo o 
desenvolvimento do animal”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
Conclusão 
Segundo os conteúdos acima desenvolvidos, pode-se concluir que, as enzimas de restrinção que 
actuam como uma tesoura moleculares, reconhecendo segmentos de parte de bases especificais 
em molécula do DNA e corando-as nesses pontos. Pode-se identificar a pessoa por DNA, através 
de análise do padrão eletroforetico de fragmentos de ADN, originado pelo corte com enzima de 
restrição, é hoje o método mais seguro para identificação de pessoas sendo largamento utilizado 
em investigações policiais e em processo judicial. E finalmente os processos usados para 
formação dos clones nos animais, pode ser a clonagem usando por divisão embrionária ou por 
transferência nuclear. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Referencias Bibliográficas 
ALBAGLI, S. Da biodiversidade à biotecnologia: a nova fronteira da informação. Ciência da 
Informação, v. 27, 1998. 
ALBERTO, F. L. Genética molecular e citogenética. In: Lorenzi TF, 1a ed., Guanabara Koogan. 
2006. 
AMABIS, José Mariano e MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das populações, Genética, 
Evolução Biológica e Ecológica 3. 2ª ed, Moderna. São Paulo, 2004. 
BORDINGNON, V. Clonagem de animais por transferência nuclear: Avanços e desafios. Acta 
Scientiae Veterinarie. Supl. 31, 2003. 
CARVALHO, H. C. Fundamentos de Genética e Evolução. Atheneu: Rio de Janeiro/São Paulo, 
1987. 
LIMA, Nelson & MOTA, Manuel, Biotecnologia, Fundamentos e Aplicacoes, s/ed., Lidel, 
Lisboa, 2003. 
LOPES, S. Biologia Essencial. 1ª. ed. São Paulo: Editora Saraiva., 2003.