Lista de Exercícios de Biotecnologia

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Disciplina: Biotecnologia e Biologia Molecular
LISTA DE EXERCÍCIOS
FERMENTAÇÃO
1. Sobre a fermentação, responda:
a) No que consiste o processo de fermentação?
Trata-se de um processo que se utiliza de microorganismos para transformação da matéria orgânica
b) Em termos bioquímicos de produção de energia, como ocorre a fermentação?
A fermentação é um mecanismo anaeróbio de produção de energia, isto é, que ocorre na ausência de oxigênio e que não envolve a cadeia respiratória
2. A figura abaixo mostra resumidamente como ocorre o processo de fermentação:
a) Que tipo de microorganismos podem ser utilizados na fermentação?
Bactérias (Lactobacillus, Lactococcus, Acetobacter) e fungos (filamentosos ou leveduras Saccharomyces cerevisiae)
b) Que tipos de nutrientes são necessários para o crescimento dos microorganismos?
Fontes de carbono (carboidratos, aminoácidos, proteínas, lipídeos e álcoois) 
 Fontes de nitrogênio: orgânicas (aminoácidos, proteínas) ou inorgânicas (sais de amônio, nitratos e nitritos)
 Sais minerais: macronutrientes (P, S, K, Mg e Ca) e micronutrientes (Cu, Co, Zn, Mn, Na)
 Fatores de crescimento: vitaminas, aminoácidos, nucleotídeos e ácidos graxos
c) O que é um fermentador?
É um equipamento que proporciona um meio ambiente controlado que permite o crescimento eficiente das células e conseqüentemente obtenção do produto de interesse
BIORREMEDIAÇÃO
3. O que é biorremediação?
É um processo no qual organismos vivos, normalmente plantas ou microorganismos, são utilizados para remover ou reduzir (remediar) poluentes no ambiente
4. Sobre os xenobióticos, responda:
a) O que são xenobióticos?
São substâncias resultantes do metabolismo biológico ou sintéticas estranhas ao ambiente natural, tais como: agrotóxicos, corantes, fármacos, polímeros e plásticos
b) Como os xenobióticos podem ser degradados?
Por meio de microorganismos (reciclam a maior parte das moléculas da biosfera e participam ativamente dos principais ciclos biogeoquímicos), fatores físicos (frio, calor) e fatores químicos (Composição química da matriz ambiental, pH, umidade, teor de oxigênio dissolvido, estrutura química do poluente) 
5. Para aumentar a eficácia em um processo de biorremediação, podem ser realizada a bioestimulação e a bioaugmentação. O que são bioestimulação e a bioaugmentação? 
Bioestimulação: introdução de nutrientes e/ou surfactantes aumenta a atividade microbiana ou a biodisponibilidade do poluente
 Bioaugmentação: aumentar populações microbianas degradadoras ao adicionar microorganismos
ASSUNTOS GERAIS
6. Maria tem 38 anos foi diagnosticada com um câncer de mama bastante agressivo. Sua avó e mãe também tiveram câncer de mama e faleceram pela doença. Maria foi inicialmente tratada com medicamentos da quimiterapia tradicional, porém não respondeu ao tratamento. Maria tem uma filha, Julia, com 20 anos.
Considerando as informações acima, responda o que se pede:
a) O câncer de Maria pode ser hereditário? Justifique sua resposta.
Sim, pois ele se desenvolveu precocemente (38 anos) e apresenta característica agressiva
b) Por que a quimiterapia tradicional não funcionou?
Provavelmente por causa das mutações do câncer de mama de Maria
c) O câncer de Maria poderia ter sido enviado para análise molecular para identificação de marcadores moleculares. Qual a vantagem deste procedimento? Que tipo de ensaio costuma ser feito?
- Permite identificar as mutações que deram origem ao câncer e selecionar os medicamentos que respondem melhor
- Imunohistoquímica
d) Julia também poderia desenvolver câncer de mama? Existe algum exame que poderia ser feito para confirmar?
Sim, Julia poderia desenvolver câncer mama, uma vez que seus familiares apresentaram a doença. Para confirmar isso, poderia ser feito o sequenciamento do seu DNA para identificações de marcadores moleculares
7. João tem 4 anos e começou a apresentar febre alta, muito cansaço, hematomas na pele e sangramentos. Foi levado ao pediatra, que solicitou um hemograma. Neste hemograma havia um aumento muito pronunciado de células brancas, que os levou a suspeitar de leucemia. Como seria feita a confirmação deste diagnóstico?
Pode ser feita por marcação de imunocitoquímica e analisado por citometria de fluxo
8. Um pesquisador está investigando o potencial antimicrobiano de um extrato de planta. Em estudos preliminares o extrato apresentou boa atividade, porém agora precisa fazer um estudo mais detalhado para identificar a molécula que apresenta atividade biológica. Qual o método mais indicado para purificar este extrato?
Cromatografia
9. Um aluno está iniciando seu trabalho de pesquisa em biologia molecular de plantas. Foi realizar uma extração de DNA, utilizando soluções de lise, purificação e precipitação de ácidos nucléicos, todas recém preparadas. No entanto, quando seu orientador foi verificar a quantificação obtida, notou que a extração não ficou boa. 
a) O que pode ter acontecido?
Provavelmente a etapa anterior a extração (quebra de parede celular) não foi bem sucedida 
b) Como é feita a quantificação de DNA?
Por meio de espectrofotometria ou em gel
10. Os diagnósticos moleculares permitem a identificação de patógenos mais rapidamente, o que é muito importante no caso de infecções por microorganismos. Patrícia está com uma infecção pulmonar que não responde a diferentes antibióticos e está hospitalizada há dias. O médico solicitou um exame molecular para identificar o microorganismo causador da doença. Como é feito?
Primeiro é feita a extração de DNA da amostra. Depois, este DNA é utilizado como molde para amplificação por PCR, utilizando primers para sequencias específicas de microorganismos diferentes. A sequencia que amplificar corresponde ao microorganismo.
11. Jorge foi adotado por uma família quando era criança. Quando adulto, quis saber quem eram seus pais biológicos. Recebeu a informação que Carla e Joaquim eram seus pais, porém, Joaquim já era falecido. Carla e Joaquim tem dois filhos biológicos, Pedro e Nance. Existe a possibilidade de saber se realmente Jorge é filho biológico do casal?
Sim, se for feito um exame de DNA, comparando o cromossomo Y de Jorge e Pedro (filho biológico)
 
12. Um pesquisador está desenvolvimento uma planta transgênica resistência a lagartas. Quais etapas deve realizar para criar esta planta?
- O gene de resistência a lagarta deve ser clonado a partir de organismo que tenha a sequencia
- O gene deve ser introduzido em um vetor de clonagem e introduzido em uma bactéria para obter maior número de cópias
- É feita a extração de DNA destes vetores de clonagem
- Os vetores de clonagem contendo o gene de interesse são introduzidos na planta