UNIDADE 5; TÉCNICAS DE ESTUDO EM BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR

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Professora Me. Eloiza Muniz Capparros
TÉCNICAS DE ESTUDO 
EM BIOLOGIA CELULAR E 
MOLECULAR
Objetivos de Aprendizagem
 ■ Identiicar, passo a passo, as principais técnicas que envolvem a 
Tecnologia do DNA recombinante e a clonagem molecular.
 ■ Adquirir noções básicas de manipulação do DNA, incluindo noções 
de eletroforese, extração do DNA, técnica de ampliicação por PCR e 
sequenciamento do DNA.
 ■ Identiicar as principais etapas da hibridização molecular e da 
impressão genética no DNA.
 ■ Conhecer as principais bibliotecas genômicas online e os organismos 
de interesse nessas bibliotecas.
 ■ Identiicar os processos que envolvem as células-tronco, a 
transgênese e a terapia gênica.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
 ■ Fundamentos e passos da Tecnologia do DNA recombinante e 
clonagem molecular
 ■ Manipulando o DNA: princípios de eletroforese, extração do DNA, 
noções de PCR e sequenciamento do DNA
 ■ Hibridização molecular e impressão genética do DNA
 ■ Construção de bibliotecas genômicas
 ■ Introdução ao estudo das células-tronco, transgênese e terapia 
gênica
INTRODUÇÃO
Olá, caro(a) aluno(a), estamos iniciando a quinta unidade, em que a abordagem 
será mais técnica do que nas unidades anteriores. O foco agora será a manipula-
ção do DNA e as técnicas utilizadas na clonagem, no melhoramento e também 
no estudo das células-tronco.
Até agora, você conheceu a célula de maneira aprofundada, tanto no que diz 
respeito às estruturas quanto ao funcionamento. A partir de agora, todos esses 
conhecimentos serão necessários para que você compreenda como são realiza-
das as principais técnicas de manipulação do DNA e como elas contribuíram 
para os principais avanços cientíicos das últimas décadas.
Iniciaremos esta unidade com os fundamentos e passos da tecnologia do 
DNA recombinante, uma técnica de clonagem molecular que é responsável por 
muitos avanços cientíicos, inclusive na área da medicina. Depois, você compre-
enderá como é possível extrair o DNA de uma amostra, como ele é ampliicado 
pela PCR, como o seu produto é visualizado por eletroforese e também como 
ocorre o sequenciamento do DNA.
Você conhecerá também os principais mecanismos de hibridização molecu-
lar, que são responsáveis pela obtenção de moléculas hoje fundamentais para a 
fabricação de remédios e alimentos, por exemplo. Cada indivíduo é único e isto 
pode ser detectado pela impressão genética de seu DNA. Você verá como isso é 
possível e também como é útil, principalmente em estudos forenses. A unidade 
se encerra com o estudo das células-tronco, bem como da utilização dessas célu-
las para a transgênese e para a terapia gênica.
A partir de agora, seu olhar precisa ser mais técnico e voltado para o futuro. 
Bons estudos! 
Introdução
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FUNDAMENTOS E PASSOS DA TECNOLOGIA DO DNA 
RECOMBINANTE E CLONAGEM MOLECULAR
A descoberta da estrutura da molécula de DNA, em 1953, por Watson e Crick, 
com o auxílio de Rosalind Franklin, foi o pontapé inicial para o desenvolvimento 
de uma série de técnicas de manipulação do DNA. A clonagem molecular é uma 
técnica muito comum, usada com as mais diversas inalidades:
 ■ Biofarmacêutica: produção de proteínas de interesse humano (a insulina, 
por exemplo) com aplicações biomédicas.
 ■ Terapia gênica: tratamento de doenças que são resultantes da mutação 
de um (ou mais) genes. Neste caso, a clonagem molecular fornece uma 
cópia normal para as células do indivíduo afetado.
 ■ Análise genética: com a técnica de clonagem molecular são feitas várias 
cópias de um gene a im de estudá-lo para descobrir sua função.
Fundamentos e Passos da Tecnologia do DNA Recombinante e Clonagem Molecular
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CLONAGEM GÊNICA
A tecnologia do DNA recombinante, que também pode ser chamada de clo-
nagem gênica ou clonagem molecular, consiste em uma série de processos que 
visam a transferência de um trecho de DNA de um organismo para outro, ou 
seja, a transferência de informações genéticas (Figura 1). 
Fragmentos de DNA
a serem inseridos.
Plasmídeo
(vetor)
Plasmídeo
(vetor)EcoRI Digestão e ligação
pela EcoRI. 
Amp
Amp
Transformação de
E.coli com plasmídeos
recombinantes.
Meio de culturas de
bactérias e antibiótico
em Placa de Petri.
Meio de cultura
com antibiótico.
Ori
DNA inserido
Ori
Colônias de bactérias
resistentes ao antibiótico.
DNA de E. coli
Bactéria com plasmídeo
de DNA recombinante.
Colônia isolada
Figura 1 - Tecnologia do DNA recombinante, por meio de clonagem plasmidial 
Fonte: Cooper e Hausman (2003, on-line)¹.
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Na clonagem gênica, várias cópias idênticas de um trecho especíico do DNA (de 
interesse) são produzidas para, então, serem inseridas em um trecho de DNA 
plasmidial. Isto ocorre, por exemplo, na produção de insulina (hormônio que 
regula as taxas de açúcar na corrente sanguínea), muito importante para pes-
soas com diabetes.
Plasmídeos são moléculas circulares de DNA encontradas em bactérias que são 
capazes de se reproduzir de maneira independente do DNA cromossômico. 
Fonte: a autora.
A inserção do trecho de DNA de interesse no plasmídeo é feita por enzimas 
de restrição (que cortam o DNA em locais especíicos; a EcoRI, por exemplo, é 
um trecho bastante utilizado em plasmídeos de Escherichia coli) e também pela 
DNA ligase (que une/cola o DNA). Desse modo, é produzida uma molécula de 
DNA recombinante (montado a partir de fragmentos de origens diferentes). 
O plasmídeo, que atua como portador dos fragmentos de DNA, é chamado de 
vetor de clonagem.
O vetor é, então, introduzido em bactérias por um processo chamado de 
transformação. Nesse processo, as células bacterianas passam por um choque 
(como uma exposição a altas temperaturas), que faz com que elas incorporem o 
DNA externo. A maioria dos plasmídeos possui, naturalmente, um gene de resis-
tência aos antibióticos e esta é utilizada para selecionar bactérias transformadas. 
Utiliza-se, então, antibióticos para que apenas as bactérias que incorporaram 
plasmídeos sobrevivam.
Logo, as bactérias selecionadas são colocadas em uma placa de Petri, em que se 
reproduzem e rapidamente formam colônias. As colônias são formadas por bactérias 
idênticas que carregam o plasmídeo com o gene de interesse (de outro organismo). 
Essas bactérias são utilizadas na produção de maiores quantidades de DNA plas-
midial, ou ainda, podem ser induzidas a expressar o gene e a produzir proteína.
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Depois que a proteína de interesse é produzida, ela deve ser puriicada, ou 
seja, separada de outras moléculas celulares que não são de interesse. Esse pro-
cesso acontece por técnicas bioquímicas. A proteína puriicada pode ser utilizada 
em experimentos ou mesmo ser administrada a pacientes, como ocorre com a 
insulina. 
CLONAGEM ANIMAL
O clone animal mais famoso do mundo é a ovelha Dolly, realizado, em 1996, por 
cientistas do Instituto Rosalind, na Escócia. A fama da ovelha se deve ao fato de 
que ela foi o primeiro mamífero clonado a partir de uma célula somática adulta.Isto signiica que ela é um clone (geneticamente idêntico) de outra ovelha.
A clonagem que deu origem à ovelha Dolly é chamada de transferência 
nuclear de célula somática (TNCS). Esse processo consiste, basicamente, na 
introdução de um núcleo doador (proveniente de uma célula somática) a um 
óvulo (Figura 2).
Figura 2 - Clonagem animal por transferência nuclear de célula somática
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Nesse tipo de clonagem, o núcleo de uma célula somática doadora é removido 
(e os demais componentes celulares são descartados). O núcleo do óvulo recep-
tor também é removido, abrindo espaço para a introdução do núcleo da célula 
doadora. O padrão de expressão nuclear é reprogramado pela célula hospedeira, 
de modo que o óvulo começa a se dividir, dando início ao desenvolvimento de 
um clone (da célula que doou o núcleo).
No caso da ovelha Dolly, três ovelhas participaram do processo. A primeira 
forneceu o ovócito, a segunda forneceu o material genético que foi inserido no 
ovócito. A terceira foi a responsável pela gestação. No ano de 1999, estudos indi-
caram que a Dolly estaria apresentando formas de envelhecimento precoce, pois 
apresenta telômeros mais curtos que ovelhas não clonadas de mesma idade. Este 
fato deu origem a uma discussão cientíica e ética sobre o efeito da clonagem no 
envelhecimento precoce, que, inclusive, ainda está em aberto. 
Atualmente, a clonagem animal por TNCS tem aplicações cientíicas e comer-
ciais, tais como: produção de animais transgênicos, preservação de animais com 
genética desejável, rara ou em extinção, aplicação para o estudo de aspectos bási-
cos em biologia molecular, celular e do desenvolvimento.
Manipulando o DNA: Princípios de Eletroforese, Extração do DNA, Noções de PCR e Sequenciamento do DNA
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MANIPULANDO O DNA: PRINCÍPIOS DE 
ELETROFORESE, EXTRAÇÃO DO DNA, NOÇÕES DE 
PCR E SEQUENCIAMENTO DO DNA
Para que a molécula de DNA seja uma ferramenta útil para a medicina, na reso-
lução de crimes ou até mesmo em testes de paternidade, são necessárias algumas 
técnicas de manipulação que tornarão o DNA “legível”. Desde o momento da 
coleta da amostra genética até a obtenção dos resultados, existem, basicamente, 
quatro etapas: extração do DNA, PCR, eletroforese em gel e o sequenciamento.
EXTRAÇÃO DO DNA
Quando uma amostra biológica é coletada para ser analisada (uma amostra de 
sangue, saliva ou pele, por exemplo), ela contém muitas outras substâncias além 
do DNA, que é a molécula de interesse. Para que possa ser analisado, é preciso 
remover essas impurezas, num processo que é chamado de extração do DNA. 
Existem diferentes modos de extração, mas o protocolo padrão tem três passos:
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 ■ Lise celular: consiste em romper as células para liberar o DNA do núcleo. 
Geralmente, é feita em banho-maria com uma solução tampão que con-
tém enzimas que provocam a lise celular.
 ■ Remoção de proteínas: as quais compõem a maior parte da amostra 
biológica. As proteínas são digeridas com fenol ou clorofórmio, agentes 
desnaturantes de proteínas contidas nas amostras.
 ■ Puriicação do DNA: com álcool (etanol). A precipitação com etanol 
absoluto concentra o DNA na superfície da amostra, além de ajudar na 
remoção de resíduos de fenol e de clorofórmio presentes nela.
Para cada tipo de amostra analisada existe um protocolo mais adequado. O DNA 
de células vegetais, por exemplo, demanda mais passos na extração devido à pre-
sença da parede celular. Depois que o DNA da amostra é isolado, ele passa por 
um processo chamado PCR (reação em cadeia da polimerase, ou, em inglês, 
Polymerase Chain Reaction).
PCR (POLYMERASE CHAIN REACTION)
A PCR é uma técnica aplicada ao DNA extraído, que ampliica uma determinada 
região de interesse. Isto signiica, que durante os ciclos da PCR, são realizadas muitas 
cópias de uma região especíica do DNA, in vitro (em laboratório). O DNA ampliicado 
por PCR tem várias aplicações: pode ser enviado para sequenciamento, visualizado 
por eletroforese em gel ou clonado em plasmídeo para futuros experimentos.
PCR (Polymerase Chain Reaction)
https://apigame.unicesumar.edu.br/getlinkidapp/3/237
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Para compreender como uma PCR ocorre, você precisará relembrar alguns passos 
da duplicação do DNA. Diferente do que ocorre nos organismos, em laboratório, é 
necessária uma enzima que duplique o fragmento de DNA, a Taq-polimerase, um 
tipo especíico de DNA-polimerase que trabalha em altas temperaturas (70 ºC), 
descoberta e isolada em bactérias termorresistentes (hermus aquaticus). A alta 
temperatura é usada repetidamente na PCR para desnaturar o DNA molde, isto 
é, promover a separação de suas itas.
Além disso, para que a Taq-polimerase inicie a duplicação do DNA, é neces-
sário fornecer um primer, uma sequência curta de nucleotídeos que indica um 
ponto de partida para a síntese de DNA. Os primers são determinantes para o 
reconhecimento das regiões de interesse na ampliicação. Quando os primers 
são ligados à ita molde de DNA, eles são estendidos pela Taq-polimerase, e a 
região que está entre eles será copiada.
Os reagentes fundamentais para que a PCR ocorra são a Taq-polimerase, 
os primers, o DNA molde e os nucleotídeos (que serão utilizados na construção 
dos novos fragmentos de DNA). Todos eles são reunidos em um tubo e colo-
cados em um aparelho chamado termociclador (Figura 3), que é basicamente 
um banho-maria de laboratório, onde é possível controlar a temperatura em 
que as amostras icam a cada etapa do ciclo, assim como a quantidade de ciclos 
necessários.
Figura 3 - Termociclador, o equipamento utilizado para ampliicar o DNA por PCR
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No termociclador são colocados os tubos com as amostras de DNA e os reagentes 
necessários para que a PCR ocorra. Essas amostras icam em um tipo de banho-
-maria e o termociclador, pré-programado, controla a temperatura de cada etapa 
do ciclo e também a quantidade de ciclos que ocorrerão.
No termociclador, a PCR ocorre, basicamente em três etapas (Figura 4):
 ■ Desnaturação (96 °C): a amostra é aquecida para desnaturar e separar 
as duas itas que compõem a molécula de DNA. Assim, um dos lados da 
ita ica disponível para atuar como molde para a replicação.
 ■ Anelamento (55 ºC - 65 °C): depois que o DNA está aberto, a amostra é 
resfriada para que os primers se liguem às respectivas sequências com-
plementares no DNA molde de ita simples.
 ■ Extensão (72 °C): a amostra é novamente aquecida à temperatura ótima 
para a atividade da Taq-polimerase. Assim, os primers são estendidos, 
sintetizando novas itas de DNA.
Figura 4 - Etapas da PCR
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Em uma reação típica de PCR, esse ciclo se repete de 25 a 35 vezes e demora 
entre duas a quatro horas, conforme o comprimento da região a ser ampliicada. 
A cada ciclo, a quantidadede DNA é dobrada, pois além do DNA original, os 
novos fragmentos de DNA também são utilizados como molde, então a ampli-
icação ocorre exponencialmente (Figura 5).
Figura 5 - Ciclos da PCR e a quantidade de DNA produzida a cada ciclo
No primeiro ciclo, as duas itas de DNA originam quatro itas. No segundo ciclo, 
cada ita é duplicada, formando oito itas e assim sucessivamente. No inal de 35 
ciclos, a quantidade de fragmentos ultrapassa os milhões.
ELETROFORESE EM GEL
Depois que um fragmento de DNA foi ampliicado pela PCR, ele não pode ser 
visto a olho nu ou mesmo ao microscópio, então a eletroforese em gel permite a 
conferência se, por exemplo, a ampliicação deu certo. Esta é uma técnica utili-
zada para separar fragmentos de DNA com tamanhos distintos.
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Na eletroforese ocorre a passagem de uma corrente elétrica por meio de um 
gel que contém o DNA (ou outras moléculas, como RNA e proteínas) de interesse 
(Figura 6). As moléculas de DNA apresentam carga elétrica negativa, portanto, 
ao serem colocadas em um campo elétrico, elas migram (ou “correm”) em dire-
ção ao polo positivo (ZAHA et al., 2014). Como todos os fragmentos de DNA 
possuem carga elétrica negativa, então eles são separados por seu tamanho, de 
modo que fragmentos menores atravessam o gel mais rapidamente que os maiores.
Eletroforese signiica: forese, migração ou movimento e eletro refere-se ao 
uso da eletricidade para as moléculas migrarem. 
Fonte: a autora.
Figura 6 - Eletroforese em gel
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Conforme ilustra a igura, as amostras são colocadas nos poços, na parte superior 
do gel. Este é colocado na caixa em que há a solução bufer e que está conec-
tada a uma fonte de energia, que determina o ânodo (carga positiva) e o cátodo 
(carga negativa). O DNA “corre” no gel, sendo que os fragmentos mais leves se 
deslocam mais rapidamente. Após este processo, é possível visualizar os resul-
tados colocando o gel sob luz UV.
O gel utilizado na eletroforese geralmente é feito de agarose, um polissaca-
rídeo que, quando aquecido e colocado em solução (água e sais minerais) para 
depois ser resfriado, forma um gel transparente com textura muito semelhante 
a uma gelatina. O gel de agarose funciona com uma matriz com poros, por onde 
os fragmentos de DNA passam. Em uma extremidade são feitos poços, isto é, 
pequenas cavidades onde as amostras são colocadas.
Para que a separação aconteça, o gel deve ser colocado em uma caixa (espe-
cíica), por onde passa uma corrente elétrica. Essa caixa tem uma extremidade 
conectada a um eletrodo positivo e outra, a um negativo, indicando o sentido 
da corrente.
No interior da caixa, onde o gel é adicionado, é também adicionada uma 
solução tampão contendo sal que preenche a caixa, e inclusive, cobre o gel, pos-
sibilitando a condução da corrente elétrica. Devido à carga elétrica negativa das 
moléculas de DNA, os poços devem ser voltados para o eletrodo negativo, para 
que o DNA “corra” para o lado positivo. Em cada poço é adicionada uma amos-
tra e, em um deles, é adicionada um DNA padrão como referência, que contém 
fragmentos de tamanhos conhecidos.
Em seguida, a caixa é ligada à fonte de energia e a corrente elétrica começa 
a atravessar o gel. O sistema deve permanecer assim entre uma a duas horas. 
Após este período, os fragmentos menores de DNA chegarão mais próximos 
do polo positivo do que os fragmentos mais longos, que estarão mais próxi-
mos dos poços.
Para a visualização dos fragmentos de DNA, o gel é pigmentado com um 
corante que se liga ao DNA. Em seguida, ele deve ser colocado sob a luz UV, o 
que faz com que os fragmentos de DNA iquem bastante visíveis, formando ban-
das. Cada banda representa um grande número de fragmentos de DNA (que foi 
ampliicado) com o mesmo tamanho e que percorreram o gel juntos, ocupando 
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a mesma posição. Comparando as bandas com o DNA padrão, é possível iden-
tiicar os tamanhos dos fragmentos.
SEQUENCIAMENTO DE DNA
O sequenciamento consiste em determinar a sequência das bases nitrogenadas 
(A, T, C, G) dos nucleotídeos em um trecho de DNA. O método de Sanger ou 
método da terminação de cadeia é o mais tradicional e é bastante utilizado em 
fragmentos de DNA com até 900 pares de bases.
O método de Sanger (Figura 7) se assemelha bastante a uma PCR, de modo 
que são produzidas muitas cópias de uma região-alvo do DNA, mas com tama-
nhos diferentes. Este efeito é obtido pela adição de dideoxinucleotídeos (ddNTP), 
que são terminadores de cadeia. Existem versões dideoxi para cada um dos qua-
tro nucleotídeos (ddATP, ddTTP, ddCTP e ddGTP) e cada uma delas é marcada 
com uma cor de corante diferente. Os ddNTP são adicionados às amostras e 
atuam de maneira similar aos nucleotídeos, porém impedem que a polimeriza-
ção da cadeia continue.
Figura 7 - Sequenciamento de DNA por método de Sanger (terminação de cadeia)
Fonte: Wikimedia Commons (2016, on-line)².
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A reação ocorre de maneira semelhante à PCR, em ciclos. Quando todos os ciclos 
se completam, o tubo conterá fragmentos de diferentes tamanhos, terminando 
em cada uma das posições de nucleotídeos no DNA original. Os fragmentos são, 
então, “lidos” por eletroforese capilar em gel, realizada em um pequeno tubo 
conectado a um leitor a laser.
Os fragmentos menores se movem mais rapidamente por meio dos poros e 
chegam primeiro ao laser. Por ordem de tamanho, os fragmentos vão chegando 
ao detector e, a partir das cores luorescentes (atribuídas aos nucleotídeos pelo 
equipamento) são detectados um nucleotídeo por vez. O detector está conectado 
a um computador que fornece um gráico com uma série de picos com inten-
sidades de luz diferentes, fornecendo um cromatograma. A sequência é lida a 
partir dos picos do cromatograma.
O método de Sanger é bastante utilizado para sequências curtas (até 900 
pares de bases) e especíicas, mas é caro e ineiciente para grandes projetos, como 
sequenciar o genoma de uma espécie. Atualmente, esses projetos são realizados 
com técnicas de sequenciamento de última geração, que consistem, basicamente, 
em várias reações de Sanger de sequenciamento paralelo. Isto reduz os custos e 
o tempo de sequenciamento, otimizando o processo.
Figura 8 - Leitura do cronograma
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HIBRIDIZAÇÃO MOLECULAR E IMPRESSÃO 
GENÉTICA DO DNA
HIBRIDIZAÇÃO MOLECULAR
Ao analisar um genoma de interesse, é possível que o pesquisador deseje encontrar 
uma sequência especíica (que determina uma anomalia genética, por exemplo). É 
possível também que esse pesquisador busque as sequências de DNA expressas em 
RNA e proteínas. Para essa investigação, foram desenvolvidos métodos de hibri-
dização molecular, que se baseiam na capacidade de pareamento das moléculas 
de DNA (e também de RNA). Dentre as técnicas de hibridização, destacam-
-se: Southern blotting, Northern blotting, Western blotting, Microarray e RFLP.
Hibridização Molecular e ImpressãoGenética do DNA
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Southern blotting
Essa técnica foi desenvolvida pelo biólogo britânico Edwin Southern (daí o nome) 
e é utilizada para pesquisar sequências especíicas em uma amostra de DNA 
analisada. Essa busca é realizada com a utilização de uma sonda conhecida e mar-
cada, que se parear á com a região de interesse no DNA em análise (Figura 9).
Amostra
Extração
do RNA
RNA separado
 por tamanho.
Sondas marcadas
Visualização do RNA
de interesse em �lme
raio x.Northern blotting
(transferência do RNA
para uma membrana).
Eletroforese
*O RNA é extraído de uma amostra e os fragmentos são separados 
por tamanho por meio da eletroforese em gel de agarose.
O RNA é transferido para uma membrana, onde são colocadas 
também as sondas marcadas. Após a hibridização, o resultado 
pode ser visto em �lme de raio-X. 
Figura 9 - Técnica de hibridização por Southern blotting
Fonte: Laboratório de biodiversidade e evolução molecular da UFMG ([2018] on-line)³.
Nesta técnica, após a eletroforese em gel (procedimento descrito no tópico ante-
rior), o DNA que está no gel é transferido para uma membrana de nitrocelulose, 
onde são hibridizadas com as sondas de interesse. A membrana e as sondas são 
submetidas às temperaturas necessárias para abrir as duas itas do DNA e per-
mitir que a sonda se encaixe em seu complementar, a região de interesse. Como 
as sondas são marcadas, o resultado é visível por meio de uma radiograia da 
membrana.
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Northern blotting
O Northern blotting (Figura 10) é utilizado para estudar a expressão gênica. 
Com ela, é possível veriicar se um determinado gene foi transcrito para o RNA 
e quantiicar essa transcrição. Em relação à metodologia empregada, essa técnica 
se assemelha bastante ao Southern blotting, a diferença é que a amostra utilizada 
é de RNA ao invés de DNA.
Figura 10 - Técnica de hibridização por Northern blotting
Fonte: Wikimedia Commons (2018, on-line)4.
Western blotting 
O princípio da técnica de Western blotting é basicamente o mesmo do Southern e 
Northern blotting, mas com o objetivo de rastrear proteínas em tecidos biológi-
cos ou substratos. A expressão gênica também pode ser avaliada por esta técnica, 
uma vez que, para as proteínas estarem presentes nas amostras, elas foram trans-
critas para RNA e traduzidas.
Amostra
Extração
do RNA
RNA separado
 por tamanho.
Sondas marcadas
Visualização do RNA
de interesse em �lme
raio x.Northern blotting
(transferência do RNA
para uma membrana).
Eletroforese
*O RNA é extraído de uma amostra e os fragmentos são separados 
por tamanho por meio da eletroforese em gel de agarose.
O RNA é transferido para uma membrana, onde são colocadas 
também as sondas marcadas. Após a hibridização, o resultado 
pode ser visto em �lme de raio-X. 
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Uma placa de Microarray é uma pequena plataforma de reações que contém uma 
coleção de pontos microscópicos (spots). Cada spot contém milhares de sondas 
idênticas que se hibridizam com moléculas-alvo. As amostras de DNA são mar-
cadas com corantes luorescentes (que podem, inclusive, ser de cores diferentes) 
e são colocadas para reagir com a placa de Microarray.
Depois da reação, a placa é lavada e as amostras que não foram hibridizadas 
são removidas. A concentração de DNA é mensurada de acordo com a intensi-
dade da luorescência, por meio de um scanner de Microarray. Uma hibridização 
forte resultará em uma luorescência mais nítida, o que pode ser medido por um 
scanner de luorescência.
Esta técnica é bastante útil para a detecção de agentes infecciosos que ocor-
rem simultaneamente, ou até mesmo para a sondagem de mutações que podem 
levar a doenças graves, como alguns tipos de câncer.
RFLP
O RFLP (do inglês Restriction Fragment Length Polymorphism) é uma técnica 
de análise combinada do material genético (Figura 14), bastante utilizada em 
testes de paternidade e também na medicina forense. Esta técnica se baseia no 
fato de que indivíduos diferentes possuem sequências de nucleotídeos diferen-
tes em seu DNA, então é possível comparar os polimorismos.
As amostras de DNA (duas ou mais) são submetidas a clivagem por enzimas 
de restrição, formando fragmentos de diferentes tamanhos. Esses fragmentos 
são ampliicados (por PCR) e separados por eletroforese, para que iquem visí-
veis em bandas. A visualização pode ser feita com Southern blotting, coloração 
por prata, brometo de etídeo (submetido a raios UV) ou por substâncias radio-
ativas (raio-X).
Assim, cada indivíduo apresentará um padrão próprio de fragmentos, cha-
mado peril de digestão, que é detectado pela quantidade e pelo tamanho dos 
fragmentos obtidos.
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IMPRESSÃO GENÉTICA DO DNA
A impressão genética do DNA, ou genetic in-
gerprint, é uma técnica de reconhecimento de 
indivíduos por seu DNA. Como você deve se 
lembrar, no DNA dos organismos eucariotos há 
regiões que não são transcritas e nem traduzidas 
e, nesta parte do DNA, é comum serem encontra-
das sequências curtas que se repetem em padrões, 
em um determinado número de vezes.
Essas sequências que se repetem são chama-
das de microssatélites, ou STRs (Short Tandem 
Repeats, em inglês). Este (Figura 15) são bastante 
comuns entre todos os seres humanos, mas a 
sequência das bases nitrogenadas e a quantidade 
de repetições são variáveis em cada indivíduo, 
formando uma “impressão digital” genética.
Figura 14 - Interpretação dos resultados de RFLP
Fonte: Wikimedia Commons (2018, on-line)6.
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O SNP (single nucleotide polymorphism ou polimorismo de nucleotídeo único) 
é uma variação na sequência de DNA que afeta apenas uma base nitrogenada. 
O indivíduo 1 tem uma variação em relação aos outros dois.
Existem diversas técnicas possíveis para analisar os microssatélites (Figura 
16), a mais utilizada é por meio do RFLP, ou seja, utilizando enzimas de res-
trição que clivam o material genético dos indivíduos, formando fragmentos de 
tamanhos diferentes que passam por eletroforese em gel de agarose e, depois, 
são marcados com sondas especíicas para sua visualização.
Figura 15 - Microssatélites (STRs) em segmentos de DNA de três indivíduos diferentes
Fonte: Jobling (2009, on-line)7.
Figura 16 - Técnica de impressão genética do DNA com a utilização de enzimas de restrição e sondas que se 
hibridizam com o material genético em análise
Fonte: Your Genome ([2019], on-line)8.
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Como o material genético é herdado dos pais, o padrão de repetição dos micros-
satélites apresenta semelhanças quando os indivíduos são aparentados. Assim, 
com a técnica de microssatélites é possível determinar se dois indivíduos quais-
quer apresentam algum grau de parentesco. É com essa mesma técnica que são 
realizados os testes de paternidade e também a solução de crimes na biologia 
forense. Para entender melhor como o reconhecimento dos microssatélites auxi-
lia nessescasos, observe os exemplos a seguir (Figura 17).
Mãe Criança Mãe Criança“Pai” 1 “Pai” 2 “Pai” 3 “Pai” 1 “Pai” 2 “Pai” 3
1
2
3
4
5
6
Per�l genético da 
mãe e da criança.
Per�s de três possíveis 
pais.
A análise de paternidade é realizada 
comparando o per�l da criança com o da 
mãe e, ao mesmo tempo, com o per�l de 
cada um dos possíveis pais.
Na Figura 17 é apresentado um exemplo de teste de paternidade. À esquerda 
estão os peris genéticos da mãe e da criança e, à direita, os peris de três possí-
veis pais biológicos. Para interpretar os resultados, precisamos comparar cada um 
dos peris (da mãe e dos possíveis pais) com o peril da criança. Todo o material 
genético foi herdado, então cada uma das bandas é proveniente dos cromosso-
mos maternos ou paternos.
Interpretando os peris genéticos de cima para baixo, é possível ver que a 
primeira banda do peril da criança não está no peril da mãe e nem no “Pai 1”, 
mas está nos outros dois possíveis pais. A segunda é idêntica à banda da mãe, a 
terceira também (mesmo estando presente nos pais 1 e 2). A quarta e a quinta 
banda estão ausentes no peril da mãe e só aparecem juntas no peril de um 
possível pai, o “Pai 3”. A última também é idêntica à banda da mãe. Assim, por 
Figura 17 - Teste de paternidade por detecção de microssatélites (DNA ingerprint). 
Fonte: BioNinja([2019], on-line)9.
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comparação dos peris genéticos, é possível concluir que o peril genético apre-
sentado pela criança é compatível com o da mãe e com o “pai” 3.
A Figura 18 retrata uma situação semelhante, mas se trata da cena de um 
crime. À direita é apresentado o peril genético da vítima e da cena do crime, à 
esquerda estão os peris de três suspeitos.
Vítima
Cena do
crime
Cena do
crimeVítima
Suspeito
1
Suspeito
2
Suspeito
3
Suspeito
1
Suspeito
2
Suspeito
3
1
2
3
4
5
6
Per�l genético da 
vítima e da cena 
do crime.
Per�s de três suspeitos.A análise é realizada comparando o per�l 
da cena do crime com o da vítima e, ao 
mesmo tempo, com o per�l de cada um 
dos suspeitos.
Figura 18 - Identiicação do material genético encontrado na cena de um crime
Fonte: BioNinja ([2018], on-line)10.
A metodologia de análise é muito semelhante à metodologia adotada no teste de 
paternidade, mas o referencial agora é o material genético encontrado na cena 
do crime. Esse peril deve ser confrontado (e precisa ser compatível) com o per-
il da vítima e, concomitantemente, deve ser comparado ao peril de cada um 
dos três suspeitos. As bandas 1, 3 e 6 do peril da cena do crime são compatíveis 
com o DNA da vítima. Quanto às demais, a banda 2 está presente no peril dos 
suspeitos 1 e 2, enquanto as bandas 4 e 5 estão presentes juntas apenas no DNA 
do suspeito 2. Assim, de acordo com esse exame, o suspeito número 2 tem seu 
material genético encontrado na cena do crime.
Construção de Bibliotecas Genômicas
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CONSTRUÇÃO DE BIBLIOTECAS GENÔMICAS
Até agora você conheceu, nesta unidade, as principais técnicas de manipulação 
do material genético. Você viu as possibilidades de aplicação de cada técnica e 
também teve noções básicas de como cada uma delas é realizada. Agora, você será 
apresentado a uma visão mais holística do DNA, ou seja, o foco será o genoma.
O genoma consiste no conjunto de todos os genes de uma espécie (Figura 
19). Uma biblioteca genômica, por sua vez, é uma coleção com um número 
suicientemente representativo de fragmentos de DNA de uma espécie. Esses 
fragmentos são obtidos a partir da ação de enzimas de restrição ligadas a veto-
res apropriados (plasmídeos, por exemplo), que são clonados após a inserção 
em um hospedeiro (células bacterianas).
Figura 19 - Genoma de um organismo: 1. Cromossomo; 2. Genoma; 3. Célula; 4. Genes; 5. DNA; 6. 
Proteínas; 7. Máquina molecular; 8. Células em conjunto; 9. Célula viva
Fonte: Wikimedia Commons (2015, on-line)11.
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VU N I D A D E242
A biblioteca genômica de um organismo precisa ser representativa de todo o 
genoma de uma determinada espécie, deve conter cópias ou clones de cada frag-
mento de DNA. Isto aumenta a chance de conseguir isolar posteriormente os 
genes e é bastante útil quando é preciso replicar um trecho especíico do DNA, 
como ocorre, por exemplo, na clonagem molecular.
Quando se constrói uma biblioteca genômica, um meio de garantir que o 
trecho de DNA de interesse esteja entre os fragmentos clonados é estimar o tama-
nho necessário da biblioteca conforme o tamanho do fragmento e do genoma. 
Quando os fragmentos que constituem a biblioteca são provenientes do DNA 
genômico, tem-se uma biblioteca genômica. Existem, basicamente, duas etapas 
para a sua construção:
 ■ Isolamento do DNA: enzimas de restrição clivam o DNA, produzindo 
fragmentos com tamanho adequado para a inserção no vetor de clonagem.
 ■ Introdução dos fragmentos de DNA no vetor: podem ser utilizados os 
bacteriófagos λ ou plasmídeos recombinantes (Figura 20), em ambos os 
casos, os fragmentos de DNA serão injetados na célula hospedeira.
Clones de
bactérias.
(a) Biblioteca de plasmídeos (b) Biblioteca de fagos
Plasmídeos
recombinantes.
Fago com DNA
recombinante.
Clones
de fagos.
ou
Genoma do organismo
clivado com enzimas
de restrição.
Figura 20 - Introdução de fragmentos de DNA em vetores para clonagem: (a) Biblioteca de plasmídeos; (b) 
biblioteca de fagos
Fonte: Biblioteca Genómica ([2018], on-line)12.
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Para obter um fragmento especíico em uma biblioteca, é preciso fazer um ras-
treamento utilizando sondas de DNA, que identiicam e selecionam os clones 
que possuem o fragmento-alvo.
Além da biblioteca genômica, outra possibilidade é o armazenamento de 
informações genéticas por meio de uma biblioteca de DNAc. Um DNAc é um 
DNA complementar obtido a partir de um RNAm. Este processo de produção de 
um fragmento de DNA a partir de um RNA só é possível graças à ação de uma 
enzima especíica, a transcriptase reversa. Talvez você se recorde deste nome ou 
do processo de transcrição reversa, pois ele foi trabalhado na primeira unidade, 
quando o assunto eram os vírus. O importante é que, ao utilizar essa enzima, 
é possível produzir fragmentos de DNA complementares ao RNA mensageiro, 
sendo, então, cópias de trechos transcritos, sem as regiões não-codiicantes.
A formação de uma biblioteca de DNAc é feita em etapas (Figura 21). 
Inicialmente, são coletadas e isoladas amostras de RNAm de um organismo de 
interesse. O RNA isolado é submetido à transcrição reversa, que origina fragmen-
tos de DNAc (DNA complementar ao RNAm). O DNAc obtido é inserido em 
plasmídeos, que depois serão inseridos em células bacterianas. Essas células com 
plasmídeos são colocadas em cultura e crescem. Quando necessário, os plasmí-
deos são isolados e o DNA é puriicado para a obtenção da sequência de interesse.
Figura 21 - Formação de uma biblioteca de DNAc
Fonte: adaptada de Bosterbio ([2018], on-line)10.
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VU N I D A D E244
Uma biblioteca de DNAc sempre é menor do que uma genômica, pois a biblio-
teca de DNAc é baseada apenas em regiões transcritas do genoma. As bibliotecas 
de genes podem ser colôniasde bactérias (Figura 22), caso tenha sido constru-
ída utilizando um plasmídeo 
ou placas de fagos, se o vetor 
é um bacteriófago com DNA 
recombinante. 
Na biblioteca estão sequ-
ências de um conjunto grande 
de genes, com o genoma total 
do organismo. Em casos 
especíicos, podem existir 
bibliotecas com sequências 
expressas de um tipo especí-
ico de célula ou sequências 
presentes em um fragmento 
de DNA.
Figura 22 - Colônias de bactérias cultivadas em placa de Petri no 
meio agar-agar
Onde toda essa informação genética é armazenada?
Além das bibliotecas genômicas, que proporcionam os fragmentos de DNA 
desejados e prontos para a utilização, existem também bancos de dados de 
informações genéticas. O GenBank é um exemplo, esse é um banco de da-
dos de nucleotídeos que ica disponível online, onde estão as informações 
sobre as sequências de nucleotídeos de mais de 260 mil espécies.
A utilização dos dados disponíveis em bancos de dados, como o GenBank, 
possibilita estudos ilogenéticos entre diferentes espécies e também auxilia 
na produção de primers ou sondas, uma vez que as sequências de nucleotí-
deos estão disponíveis. Para saber mais, acesse: <http://www.genebio.ufba.
br/?page_id=303>.
Fonte: a autora.
Introdução ao Estudo de Células-Tronco, Transgênese e Terapia Gênica
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INTRODUÇÃO AO ESTUDO DE CÉLULAS-TRONCO, 
TRANSGÊNESE E TERAPIA GÊNICA
Os avanços da biologia celular e molecular, principalmente o desenvolvimento 
de técnicas de manipulação do material genético, possibilitaram muitos avanços 
que se reletem em áreas da tecnologia e do melhoramento genético de alimen-
tos, por exemplo, além da medicina. Agora que você já conheceu as principais 
técnicas de manipulação e estudo do DNA, o foco será em três aplicações impor-
tantes desses avanços: células-tronco, transgênese e terapia gênica.
CÉLULAS-TRONCO
Na Unidade 4, no tópico sobre especialização e diferenciação celular, você conhe-
ceu aspectos importantes a respeito das células-tronco. Caso julgue necessário, 
retorne a essa unidade para rever o conteúdo que foi apresentado. Aqui serão 
retomadas algumas ideias e serão aprofundados alguns pontos, principalmente 
no que diz respeito à biotecnologia e às aplicações médicas.
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As células-tronco são um tipo especíico de células que possuem o máximo 
de potencialidade (são chamadas de totipotentes) e não são diferenciadas (Figura 
23). Isto signiica que as células-tronco estão em divisão contínua e têm capaci-
dade de formar outras células de quaisquer tipos. Em um organismo saudável, 
as células-tronco (pluripotentes) são importantes para a reposição celular e a 
regeneração tecidual. É possível classiicá-las em dois tipos: embrionárias e não 
embrionárias.
Figura 23 - Células totipotentes e a diferenciação celular
Introdução ao Estudo de Células-Tronco, Transgênese e Terapia Gênica
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Células-tronco embrionárias
São provenientes de etapas bastante iniciais do desenvolvimento embrionário, 
em duas etapas distintas: os blastômeros (Figura 24) e as células internas dos 
blastocistos (Figura 25). Os blastômeros são as primeiras células formadas a 
partir da clivagem do zigoto, que antecedem a fase de blastocisto. Essas células 
são totipotentes, pois têm capacidade de originar todas as células do organismo, 
inclusive os folhetos embrionários.
Os blastocistos apresentam células-tronco pluripotentes, que se encontram em 
sua parte interna. Essas células apresentam alta capacidade de diferenciação, 
podendo originar quase todos os tipos de células do organismo, com exceção 
dos folhetos embrionários, por isso são chamadas de pluripotentes.
Figura 24 - Fases iniciais do desenvolvimento embrionário: as células-tronco totipotentes se encontram em 
todas as fases que antecedem o blastocisto
Mórula
Blastocisto
Células
tronco
Neurônios
Órgãos
Células
ósseas
Células
musculares
Células
sanguíneas
Massa de
células
internas
Figura 25 - Blastocisto, onde se originam as células-tronco embrionárias (em azul)
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Células-tronco não embrionárias
Também conhecidas como células-tronco adultas, as células-tronco não embrioná-
rias estão presentes em tecidos especíicos do organismo. Essas células conseguem 
se desenvolver em outros tipos celulares, mas não em um organismo inteiro, por 
isto são chamadas de multipotentes. São muito importantes para a regeneração 
tecidual e a manutenção celular. As células da medula óssea (hematopoiéticas), 
que se diferenciam em todas as células sanguíneas, são um exemplo de células-
-tronco não embrionárias.
Devido à capacidade de originar novas células, o estudo das células-tronco, 
especialmente as embrionárias, tem se mostrado um avanço importante para o 
tratamento de doenças degenerativas ou mesmo para a substituição de órgãos 
vitais daniicados.
TRANSGÊNESE
A transgênese (produção de transgênicos) consiste na 
alteração do material genético de uma espécie-alvo 
(uma planta cultivável, um animal de interesse econô-
mico) por meio da introdução de material genético 
proveniente de outra espécie. Este processo con-
fere aos transgênicos novas características que 
não existiam antes, como resistência a herbici-
das, produção de toxinas ou a produção de componentes nutritivos.
Existem várias técnicas possíveis para a realização da transgenia, aqui são 
destacadas as principais:
 ■ Biolística: insere genes selecionados à célula receptora por meio de uma 
“pistola” de DNA, que projeta microesferas de metal combinadas com 
DNA para serem incorporadas ao DNA celular.
 ■ Eletroporação: aplicação de um campo elétrico nas células receptoras 
que aumenta a permeabilidade da membrana plasmática e possibilita a 
entrada de fragmentos de DNA.
Introdução ao Estudo de Células-Tronco, Transgênese e Terapia Gênica
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 ■ Agrobactérias: bactérias parasitas de vegetais que transferem naturalmente 
seu material genético para as plantas parasitas, por transferência horizon-
tal de genes. Essas bactérias são manipuladas e têm seu DNA modiicado 
para receber os genes a serem introduzidos nos vegetais.
Uma vez que a introdução do material genético de outro organismo teve sucesso, 
o organismo transgênico está apto para se reproduzir, dando origem a novos 
indivíduos geneticamente alterados. Os transgênicos são, portanto, resultado 
da manipulação genética e resultam em indivíduos com características cruza-
das que não ocorreriam na natureza. A transgênese é utilizada para vários ins, 
como a pesquisa biológica médica e a produção de alimentos.
Graças à tecnologia do DNA recombinante (que você viu no início desta 
unidade), a produção de alimentos transgênicos já ocorre em larga escala e em 
diversos países no mundo (Figura 26). É grande, entretanto, a polêmica a res-
peito da produção e do consumo de alimentos transgênicos. Nota-se, na Figura 
26, que o Brasil é o segundo maior produtor de transgênicos (em área cultivada).
Figura 26 - Dez países com as maiores áreas disponibilizadas para a plantação de transgênicos, com dados de 2016
Fonte: Conselho de Informações sobre Biotecnologia (2017, on-line)13.
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Inicialmente, os defensores dos alimentos transgênicos sustentavam o discurso de 
que esta seria a solução para o problema da fome no mundo (devido ao aumento 
na produtividade agrícola) e também a solução para a sobrevivência de espé-
cies em um cenário de aquecimento global. Após mais de 30 anos de cultivo de 
transgênicos, entretanto, não houve mudança a respeito do problema da fome 
mundial. De fato, a produtividade agrícola aumentou, mas não houve mudança 
na distribuição de renda, o que continua impedindo o acesso de muitas pessoas 
aos alimentos transgênicos, ou não.
Outro ponto importante é a respeito das consequências da utilização de 
transgênicos. Isto porque a utilização desses alimentos é relativamente recente, 
os organismos não se formaram de maneira natural, o que pode levar a uma inte-
ração inesperada e impossível de calcular, tanto na saúde humana quanto para 
o ambiente. Nesse sentido, muitos estudos estão sendo realizados para avaliar a 
periculosidade no consumo de alimentos transgênicos, mas os resultados ainda 
não são conclusivos. No Brasil, o uso de produtos transgênicos é autorizado pela 
legislação federal, mas produtos que foram fabricados a partir de transgênicos 
precisam trazer um símbolo (um triângulo amarelo com um “T”), que informa 
este fato ao consumidor.
Terapia gênica
A terapia gênica é um tipo de 
tratamento médico que utiliza 
a biotecnologia para realizar a 
transferência de material gené-
tico (de uma fonte externa, 
outra pessoa) para dentro das 
células do paciente. O obje-
tivo é melhorar uma função 
celular que não está sendo 
desempenhada corretamente 
ou resolver anormalidades na 
expressão de genes.
Introdução ao Estudo de Células-Tronco, Transgênese e Terapia Gênica
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A inserção de material genético exógeno no organismo do paciente provoca 
mudanças no DNA das células afetadas e ativa os mecanismos de defesa do orga-
nismo, que passam a reconhecer e eliminar as células dos tecidos afetados. Os 
métodos de transferência dos genes são:
 ■ Físicos: os genes são introduzidos mecanicamente nas células.
 ■ Químicos: o vetor é uma substância química.
 ■ Biológicos: os vetores são organismos como os vírus ou algumas bactérias, 
que têm a capacidade de injetar material genético nas células hospedeiras.
O método biológico é o mais utilizado por ser o mais eiciente. Quanto à maneira 
de inserção do material genético no organismo, a metodologia mais comum é 
a ex-vivo, em que o tecido afetado é alterado e substituído por outro, genetica-
mente alterado. Essa metodologia apresenta os passos a seguir:
Método biológico
Figura 27 - Passo a passo do método biológico 
Fonte: a autora.
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Uma técnica alternativa de terapia gênica é por método in-vivo, em que o tecido 
com material genético modiicado é inserido diretamente no organismo, sem ter 
uma amostra retirada. Ainda em fase experimental, doenças como câncer, dia-
betes, epilepsia e outras doenças degenerativas ou genéticas apresentam avanços 
no tratamento por terapia gênica.
Caro(a) aluno(a), chegamos ao im da Unidade 5, em que você pode conhe-
cer as principais técnicas de estudo em biologia celular e molecular. O objetivo 
desta unidade era apresentar os aspectos práticos e as aplicações das tecnologias 
referentes à manipulação do DNA. Aqui, você teve acesso às principais técni-
cas de maneira geral, caso deseje aprofundar os seus conhecimentos ou testar os 
principais protocolos, existe uma vasta gama de materiais disponíveis, os quais 
alguns se encontram nas sugestões de materiais complementares.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Estamos encerrando a Unidade 5, em que você teve acesso a diversos avanços 
tecnológicos a respeito da manipulação do material genético. Nesta unidade, 
foram abordados os fundamentos e as etapas da tecnologia do DNA recombi-
nante, bem como, consequentemente, a clonagem molecular.
Em seguida, você conheceu as principais técnicas rotineiras de um laborató-
rio de biologia molecular: extração do DNA, ampliicação por PCR, visualização 
dos fragmentos por eletroforese e sequenciamento genético. É importante que, 
neste ponto, você associe cada técnica com as suas aplicações e que compreenda 
a versatilidade na combinação de técnicas, conforme os objetivos do estudo.
Para encontrar um determinado fragmento em um genoma, são utilizadas 
técnicas de hibridização molecular por meio de sondas complementares ao tre-
cho alvo. Existem muitas possibilidades de rastreio (Southern blotting, Northern 
blotting, Microarray, entre outras), conforme o objetivo da análise.
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Você viu como é realizado o mapeamento do genoma de um indivíduo e 
também como é possível comparar e diferenciar dois indivíduos por seu material 
genético por meio da técnica de impressão genética do DNA (DNA ingerprint). 
Esta técnica é muito utilizada em investigações criminais e em testes de paterni-
dade e, portanto, tem grande aplicação prática.
É possível colecionar os genes de uma espécie de organismo em vetores (vírus 
ou bactérias) para que o acesso a um determinado gene seja facilitado. Isto é pos-
sível por meio da construção de bibliotecas genômicas.
Atualmente, as pesquisas envolvendo células-tronco, organismos transgê-
nicos e também terapia gênica são alvos de muita polêmica devido às questões 
morais, éticas e religiosas. Essa polêmica foi sutilmente abordada aqui, e caso 
você deseje aprofundar seus conhecimentos, estão disponíveis algumas suges-
tões de materiais complementares sobre esse assunto.
254 
1. Sobre as técnicas utilizadas na clonagem molecular e no DNA recombinante, 
assinale o que for correto:
a) Na clonagem molecular, fragmentos de RNA e proteínas são transferidos de 
um indivíduo para outro. Em relação às técnicas de biologia molecular, para 
que formem produtos idênticos.
b) A produção de insulina por bactérias que receberam DNA plasmidial recom-
binante é um exemplo de aplicação da clonagem gênica.
c) A ovelha Dolly é resultado de uma clonagem gênica que envolveu três ove-
lhas: a doadora, a receptora e a que gestou.
d) A técnica de clonagem por transferência nuclear é bastante utilizada na pro-
dução de medicamentos e biofármacos, com grande aplicação médica.
e) Na clonagem gênica, um vetor plasmidial recombinante é transferido para a 
célula receptora em um processo chamado transdução.
2. A analise as alternativas a seguir:
I. A extração é importante para separar o DNA de diferentes indivíduos que 
podem estar presentes em uma amostra biológica.
II. A PCR é uma técnica de ampliicação do DNA que atua com um tipo especial 
de enzima, a Taq-polimerase.
III. Na eletroforese em gel de agarose, os fragmentos de DNA se deslocam do 
polo negativo em direção ao polo positivo e são separados por tamanho.
IV. O sequenciamento é o processo de determinar a ordem das bases nitroge-
nadas que estão em um trecho de DNA.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as airmativas I e II.
b) Somente as airmativas II e III.
c) Somente a airmativa I.
d) Somente as airmativas II, III e IV.
e) Nenhuma das alternativas está correta.
3. Julgue as alternativas a seguir, utilizando (V) para verdadeiro e (F) para falso.
( ) A técnica de hibridização por Southern blotting é utilizada para procurar 
fragmentos especíicos de DNA em uma amostra, por meio de umasonda 
luorescente.
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( ) Na técnica Northern blotting, os alvos são proteínas que são sondadas por 
anticorpos especíicos marcados com luorescência.
( ) A técnica de hibridização por Microarray é importante para exames diag-
nósticos, pois permite a veriicação simultânea de muitos fragmentos de 
DNA diferentes.
A sequência correta é:
a) V, F e F.
b) F, V e V.
c) V, V e V.
d) F, V e F.
e) V, F e V.
4. Observe o peril genético a seguir, referente a um exame de paternidade.
Mãe Criança 1
Pai
2 3
Figura - Teste de paternidade 
Fonte: Wikimedia Commons (2017, on-line)14.
Analise o peril da criança, da mãe e dos três possíveis pais e, em seguida, dê um 
parecer sobre esse teste de paternidade, indicando quem é o pai biológico e argu-
mentando com base nos peris genéticos disponíveis.
256 
5. Sobre as bibliotecas genômicas e de DNAc, assinale o que for correto.
a) As bibliotecas de DNAc são compostas por todo o material genético de uma 
determinada espécie, incluindo íntrons e éxons.
b) As bibliotecas genômicas são utilizadas no tratamento de doenças degene-
rativas.
c) Colônias de bactérias com plasmídeos geneticamente modiicados são um 
exemplo de armazenamento das bibliotecas genômicas e de DNAc.
d) Na construção de uma biblioteca de DNAc, o material genético da espécie é 
transcrito para RNA e, então, é inserido em um vírus ou, uma bactéria.
e) As bibliotecas são importantes para a construção de um peril genético in-
dividual em cada espécie.
6. Em relação às células-tronco embrionárias, analise as alternativas a seguir:
I. As células-tronco embrionárias estão presentes nas fases iniciais do desen-
volvimento e são totipotentes.
II. As células-tronco não embrionárias são capazes de formar apenas alguns 
tipos especíicos de células, como é o que ocorre com a hematopoiese nas 
células da medula óssea.
III. Tanto células-tronco embrionárias quanto não embrionárias são de interes-
se médico, pois são totipotentes.
Assinale a alternativa correta:
a) Somente as airmativas I e II.
b) Somente as airmativas II e III.
c) Somente a airmativa I.
d) Somente a airmativa III.
e) Todas as alternativas estão corretas.
257 
O PROJETO GENOMA HUMANO 
O Projeto Genoma Humano (PGH) teve 
como objetivo o sequenciamento dos 3,1 
bilhões de bases nitrogenadas do genoma 
humano. O genoma é o conjunto de DNA 
de um ser vivo, e o DNA é formado pela 
ligação sequencial de moléculas denomi-
nadas nucleotídeos [...].
A ordem com que os nucleotídeos são 
dispostos no DNA é que faz com que 
uma molécula diira da outra. Podemos 
determinar esta diferença por meio do 
sequenciamento dos genomas. Como as 
moléculas de fosfato e açúcar são sempre 
as mesmas, a ordem da sequência é dada 
pelas bases nitrogenadas [...].
O grupo que se propôs a sequenciar o 
genoma humano consistiu em um con-
sórcio público internacional, liderado 
pelo National Human Genome Research 
Institute (NHGRI), subordinado ao Natio-
nal Institute of Health (NIH) dos Estados 
Unidos. Reunindo equipes de pesquisa e 
laboratórios de vários países, seu objetivo 
central era o sequenciamento completo do 
genoma humano [...].
O produto inal do projeto consistiu no 
sequenciamento de um genoma-referên-
cia composto por genomas de diferentes 
povos. Eram amostras de doadores anôni-
mos, oriundos de diferentes grupos étnicos. 
Em 2007, foi descrita a primeira sequência 
genômica completa diploide de um único 
indivíduo [...].
Entretanto, a conclusão do Projeto Genoma 
não atendeu as expectativas [...]: benefícios 
imediatos que levariam à cura de diversas 
doenças congênitas e grande avanço às 
pesquisas biomédicas. Sem dúvida, houve 
um imenso avanço em relação ao conhe-
cimento do genoma humano. Mas, se no 
início do milênio a mídia esperava noti-
ciar avanços médicos com grande euforia, 
no im dessa mesma década, humildes 
reportagens e entrevistas apresentavam 
a diiculdade de um leigo identiicar ou 
entender algum benefício imediato resul-
tante do sequenciamento do genoma 
humano.
As perspectivas pós-genômicas encon-
tram-se no surgimento de outras áreas de 
pesquisa, outros “omas”, onde o genoma se 
apresentava apenas como uma informação 
inicial, o pioneiro. No entanto, o avanço que 
o pioneiro estudo da genômica trouxe teve 
efeito avassalador na “Biologia Molecular 
do século XXI”, como um ponto de partida 
básico, uma referência, que guia estudos e 
investigações a um sem-número de desco-
bertas a cada dia.
Fonte: Goes e Oliveira (2014).
REFERÊNCIAS
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WALTER, P. Fundamentos de Biologia Celular: uma Introdução à Biologia Molecu-
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GÓES, A. C. S.; OLIVEIRA, B. V. X. Projeto Genoma Humano: um retrato da construção 
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ção, Bauru, v. 20, n. 3, 2014. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/ciedu/v20n3/
1516-7313-ciedu-20-03-0561.pdf>. Acesso em: 18 jan. 2019.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2012.
LODISH H.; BERK, A.; MATSUDAIRA, P. Biologia Celular e Molecular. 5. ed. Porto Ale-
gre: Artmed, 2005.
MATIOLI, S. R.; FERNANDES, F. M. C. Biologia Molecular e Evolução. 2. ed. Ribeirão 
Preto: Holos, 2012.
WATSON, J. D.; BAKER, T. A.; BELLl, S. P. Biologia Molecular do gene. 7. ed. Porto 
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ZAHA, A.; FERREIRA, H. E.; PASSAGLIA, L. M. P. Biologia Molecular Básica. 5. ed. Por-
to Alegre: Artmed, 2014.
Referências On-Line
¹ Em: <https://users.med.up.pt/~med05009/bcm/images/320.JPG>. Acesso em: 18 
jan. 2019. 
² Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sanger-sequencing.svg>. Acesso 
em: 18 jan. 2019.
³ Em: <http://labs.icb.ufmg.br/lbcd/grupoc/1southBlotg.html>. Acesso em: 18 jan. 
2019.
4 Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Northern_blot_diagram.png>. 
Acesso em: 18 jan. 2019.
5 Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Afymetrix-microarray.jpg>. Aces-
so em: 18 jan. 2019.
6 Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RFLP_genotyping.gif>. Acesso 
em: 18 jan. 2019.
7 Em: <https://www.le.ac.uk/ge/maj4/NewWebSurnames041008.html>. Acesso em: 
18 jan. 2019.
REFERÊNCIAS
261
8 Em: <https://www.yourgenome.org/facts/what-is-a-dna-ingerprint>. Acesso em: 
18 jan. 2019.
9 Em: <http://ib.bioninja.com.au/_Media/forensicbefore_med.jpeg>. Acesso em: 18 
jan. 2019.
10 Em: <http://ib.bioninja.com.au/_Media/forensicbefore_med.jpeg>. Acesso em: 18 
jan. 2019. 
11 Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Genome_numbered.svg>. Acesso 
em: 21 jan. 2019.
12 Em: <https://users.med.up.pt/~med05009/bcm/bibliogenom_frame.htm>. Aces-
so em: 21 jan. 2019.
13 Em: <https://cib.org.br/top-10-area-plantada-no-mundo-com-transgenicos-
-em-2016/>. Acesso em: 21 jan. 2019.
14 Em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_paternity_testing_en.svg>. 
Acesso em: 21 jan. 2019.
GABARITO
1. B.
2. D.
3. E.
4. Exemplo de resposta: o pai é o indivíduo 1. No peril da criança, as bandas 1, 3 
e 7 são compatíveis com o material genético materno. As bandas 2, 4, 5 e 8 são 
compatíveis, em conjunto, apenas com o indivíduo 1. A banda número 6 não 
é compatível com nenhum dos peris analisados e pode ser resultado de uma 
mutação.
5. C.
6. A.
CONCLUSÃO
263
Prezado(a) aluno(a), espero que a leitura e as relexões proporcionadas por este 
livro tenham atendido às suas expectativas enquanto aluno(a). Neste livro, foram 
apresentados os principais tópicos sobre Biologia Celular e Molecular e conhe-
cimentos básicos sobre a estrutura morfológica e funcional dos diferentes tipos 
de célula, além das inovações e atualidades no desenvolvimento de pesquisas 
nessa área do conhecimento.
Na Unidade 1, Estrutura, função e evolução das células, foram apresentadosum breve histórico a respeito da descoberta das células e uma visão panorâ-
mica sobre a evolução das células procariontes e eucariontes, incluindo os vírus. 
Encerramos a primeira unidade com a bioquímica celular.
Na Unidade 2, Envoltórios celulares, citoplasma e citoesqueleto, você pôde 
perceber as diferenças existentes entre os envoltórios; você também conheceu as 
trocas que a célula realiza com o meio extracelular, conheceu a estrutura, a com-
posição do citoplasma e do citoesqueleto, além dos principais aspectos sobre a 
comunicação celular.
Na Unidade 3, Organelas celulares e metabolismo celular, você conhe-
ceu a estrutura e o metabolismo das organelas, como: Retículo Endoplasmático, 
Complexo de Golgi, lisossomos, peroxissomos, ribossomos, mitocôndrias e 
cloroplastos.
A Unidade 4, Núcleo, ciclo celular e divisão celular, teve foco nos eventos 
que acontecem no núcleo celular, como: expressão gênica, ciclo celular, divisão 
celular e diferenciação.
Na Unidade 5, Técnicas de estudo em biologia celular e molecular, você 
conheceu as principais técnicas de manipulação do material genético, hibridiza-
ção molecular, impressão genética do DNA, bibliotecas genômicas e os estudos 
das células-tronco, da transgênese e da terapia gênica.
Espero que você tenha construído uma base sólida e consistente sobre cito-
logia e que, por meio do conteúdo, dos materiais e das atividades propostas, você 
tenha desenvolvido conhecimentos signiicativos sobre as células e sua impor-
tância para os seres vivos.
Grande abraço.
CONCLUSÃO
	UNIDADE I
	UNIDADE II
	UNIDADE III
	UNIDADE IV
	UNIDADE V