TRANSMISSÃO DA VIDA ÉTICA E MANIPULAÇÃO GÊNICA

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1 TRANSMISSÃO DA VIDA ÉTICA E MANIPULAÇÃO GÊNICA OS FUNDAMENTOS DA HEREDITARIEDADE EXPERIMENTO Montagem de cariótipo Aula 3 Versão: agosto 23, :33 PM

2 1. Resumo A atividade aqui proposta poderá ser aplicada quando conceitos de Herança Genética estiverem em pauta. Nesse caso o professor poderá, depois de montar com os alunos cariótipos normais e com aberrações cromossômicas numéricas, discutir a herança de genes localizados em autossomos e em cromossomos sexuais, bem como a segregação independente dos cromossomos na meiose (Segunda Lei de Mendel). 2. O Experimento 2.1 Materiais: Papel para a montagem dos cariótipos; Tesouras; Fita crepe. Materiais fornecidos no guia Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de uma mulher normal; Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de um homem normal; Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G, obtida de um indivíduo com Síndrome de Turner; Cariogramas correspondentes a todos os cariótipos apresentados. 2.2 Procedimento: Recortar previamente os cromossomos de cada fotomicrografia. Durante a atividade, os cromossomos serão emparelhados e, em seguida, os pares cromossômicos ordenados, compondo um cariograma referente a cada um dos cariótipos em análise. Locos gênicos autossômicos e dos cromossomos sexuais serão representados nos cariogramas montados para uma discussão acerca dos tipos de herança Protocolo Experimental: 1. Dividir os alunos em turmas e entregar, para cada turma, um conjunto contendo os cromossomos recortados de uma das fotomicrografias. Fornecer também as fotomicrografias originais. 2. Solicitar que os alunos reconheçam os pares cromossômicos com base no tamanho, na classificação quanto à posição centromérica e no padrão de bandas dos diferentes cromossomos. Nesse momento não é necessário ordenar os pares. 3. Depois que todos os cromossomos estiverem emparelhados, solicitar que os alunos ordenem os pares cromossômicos, com base em ideogramas do cariótipo humano ou nos cariogramas aqui fornecidos. Nesse momento o aluno deve também estar atento à descrição das características apresentadas pelo portador do cariótipo em análise, que deverão ser fornecidas pelo professor (essa descrição pode constar do roteiro da atividade). 2

3 4. Alternativamente aos itens 2 e 3, o professor poderá entregar a cada grupo um conjunto contendo um cariograma parcialmente montado referente à metáfase em análise e os cromossomos nele ausentes, previamente recortados. Solicitará, então, que os alunos completem os cariogramas com os cromossomos avulsos. Caberá ao professor, a orientação dessa atividade. A escolha dos cromossomos excluídos dos cariogramas definirá o grau de dificuldade da tarefa. Sugerimos que seja fornecido pelo menos um cromossomo de cada par. 5. Reunir os alunos e apresentar a todos os cariogramas montados pelas diferentes turmas de trabalho. 6. Comparar os cariótipos normais com os aneuploides. 7. Discutir as possíveis causas da formação de indivíduos aneuploides e solicitar que os alunos representem esquematicamente a composição cromossômica de gametas que poderiam ter dado origem aos indivíduos em estudo. (Se os alunos já realizaram a atividade 2 aqui proposta, uma breve discussão acerca desse assunto pode substituir esse item). 8. Solicitar que os alunos considerem um loco gênico autossômico (loco A), um loco gênico presente no cromossomo X (loco B) e um no cromossomo Y (loco C) e que os esquematizem nos cariogramas montados (inclusive nos normais). Nesse momento, o conceito de gene deve ser tratado. 9. Solicitar que os alunos considerem que os indivíduos em análise sejam heterozigotos em relação aos locos A e B, e que representem isso em seus esquemas. 10. Pedir que seja representada a composição cromossômica de gametas resultantes de um evento de meiose ocorrido em uma célula com os cariótipos em estudo. (Apenas o par de cromossomos sexuais e o par autossômico escolhido devem ser representados). 11. Salientar a composição de cada gameta em relação aos locos em estudo. 12. Simular a formação de zigotos com os gametas formados e representar a composição alélica desses novos indivíduos em relação aos diferentes locos gênicos em estudo. 13.Discutir a herança monogênica autossômica e ligada ao sexo. Sugerimos que, nesse momento, exemplos de características com diferentes tipos de herança podem ser apresentados. 14. Buscar dentre as turmas de trabalho se diferentes formas de segregação entre os cromossomos esquematizados foram representadas. Se isso não ocorreu, esquematizar junto com os alunos uma diferente alternativa para a segregação desses cromossomos. 15. Discutir a segregação independente dos locos A, B e C. 3

4 Figura 1. Metáfase humana com bandamento G, de uma mulher normal. (Fotografia cedida por Ana Elizabete Silva, do Departamento de Biologia, Unesp-São José do Rio Preto). Figura 2. Cariograma da metáfase humana normal mostrada na Figura 1. Figura 3. Metáfase humana com bandamento G, de um homem normal. (Fotografia cedida por Ana Elizabete Silva, do Departamento de Biologia, Unesp-São José do Rio Preto). 4

5 Figura 4. Cariograma da metáfase humana normal mostrada na Figura 3. Figura 5. Metáfase humana, submetida ao bandamento G, de uma mulher com Síndrome de Turner. Figura 6. Cariograma da metáfase humana mostrada na Figura 5 (45,X). (Fotografia cedida por Nilma Viguetti Campos, do Laboratório de Citogenética Humana - Dpto de Genética Médica - FCM Unicamp). 5

6 3.Sugestão de roteiro de trabalho: A seguir, sugerimos um roteiro de trabalho para ser utilizado na íntegra ou adaptado, e que poderá ser entregue aos alunos. Ele contém todas as orientações necessárias para o desenvolvimento da aula prática e também algumas questões que auxiliarão no fechamento da atividade. 6

7 PRÁTICA LABORATORIAL DE BIOLOGIA Montagem de cariótipo Aula 3 Nome: N Série: Data: Objetivo da aula prática: Montar cariótipos humanos normais e aneuploides e reconhecer cromossomos autossômicos e sexuais. Representar locos gênicos autossômicos e dos cromossomos sexuais para discussão sobre padrões de herança. Protocolo Experimental Materiais: Papel para a montagem dos cariótipos; Tesouras; Fita crepe. Materiais fornecidos no guia Fotomicrografia de uma metáfase humana obtida de uma mulher normal; Fotomicrografia de uma metáfase humana obtida de um homem normal; Fotomicrografia de uma metáfase humana com bandamento G obtida de um indivíduo com Síndrome de Turner; Cariogramas correspondentes a todos os cariótipos apresentados. Procedimento: Recortar previamente os cromossomos de cada fotomicrografia. Durante a atividade, os cromossomos serão emparelhados e, em seguida, os pares cromossômicos ordenados, compondo um cariograma referente a cada um dos cariótipos em análise. Locos gênicos autossômicos e dos cromossomos sexuais serão representados nos cariogramas montados para uma discussão acerca dos tipos de herança. Questões O número de cromossomos é um dos ítens avaliados na descrição de um cariótipo e varia muito dentre os diferentes organismos. Embora possa ser semelhante entre espécies evolutivamente relacionadas (como entre a espécie humana, o chimpanzé e o gorila), não é a única característica que deve ser considerada na análise comparativa entre diferentes organismos. A tabela abaixo mostra o número diploide de alguns organismos vegetais e animais. 7

8 Observe que o cariótipo humano (2n=46) tem número diploide semelhante ao de chimpanzé e gorila (2n=48), espécies consideradas próximas à humana. No entanto, apresenta o mesmo número cromossômico de Myotis blythii, uma espécie de morcego. Tabela 1 Número cromosômico diploide (2n) de diferentes organismos eucariotipos. Organismos 2n Organismos 2n Centeio 14 Homem 46 Drosófila (mosca da fruta) 8 Chimpanzé 48 Trigo 42 Gorila 48 Rato 44 Cavalo 64 Cobaia 16 Myotis blythii (morcego) 46 Coelho 44 Porco 40 Observe a tabela e responda: 1. Podemos afirmar que haja maior parentesco evolu- tivo entre o centeio e a cobaia do que entre o coelho e a cobaia? 2. O número de cromossomos pode ser usado como único critério para estabelecer a semelhança entre espécies? 8

9 4. Referências complementares 1. Biologia das Células. Livro de Biologia. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia das células. 1ª ed. Rima editora. São Carlos, SP Volume 1. Editora Moderna Como observar cromossomos. Um Guia de técnicas em citogenética vegetal, animal e humana. GUERRA,M.; SOUZA M. J. EDITORA FUNPEC, Introdução à pesquisa em citogenética de vertebrados. KASAHARA, S. Editora SBG, Portal do MAC. Site que contém diversas informações. Disponível em: Acesso em: 07/10/

10 FICHA TÉCNICA Universidade Estadual de Campinas Reitor: Fernando Ferreira Costa. Vice-reitor: Edgar Salvadori de Decca. Pró-reitor de pós-graduação: Euclides de Mesquita Neto. Instituto de Biologia Diretora: Shirlei Maria Recco Pimentel. Diretor Associado: Flavio Antonio Maës dos Santos. EXECUÇÃO Projeto EMBRIAO Coordenação geral: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Audiovisuais: Eduardo Paiva. Coordenação de Mídia - Software: Eduardo Galembeck. Coordenação de Mídia - Experimentos: Helika A. Chikuchi, Marcelo J. de Moraes e Bayardo B. Torres. Apoio Logístico/Administrativo: Eduardo K. Kimura, Gabriel G. Hornink, Juliana M. G. Geraldi. OBJETO DE APRENDIZAGEM Montagem de cariótipo Aula 3 Redação: Luciana Bolsoni Lourenço e Laurecir Gomes. Imagens: Ana Elizabete Silva, do Departamento de Biologia, Unesp-São José do Rio Preto e Nilma Viguetti Campos, do Departamento de Genética Médica, FCM-Unicamp. Revisão de Conteúdo: Cristiane Zaniratto Adequação Linguística: Lígia Francisco Arantes de Souza, Raquel Faustino e Marina Gama. Diagramação: Thais Goes. A Universidade Estadual de Campinas autoriza, sob licença Creative Commons Atribuição 2.5 Brasil, cópia, distribuição, exibição e execução do material desenvolvido de sua titularidade, sem fins comerciais, assim como a criação de obras derivadas, desde que se atribua o crédito ao autor original da forma especificada por ele ou pelo licenciante, assim como a obra deverá compartilhar Licença idêntica a esta. Estas condições podem ser renunciadas, desde que se obtenha permissão do autor. O não cumprimento desta Licença acarretará nas penas previstas pela Lei nº 9.610/98. Laboratório de Tecnologia Educacional Departamento de Bioquímica Instituto de Biologia - Universidade Estadual de Campinas UNICAMP Rua Monteiro Lobato, 255 CEP , Campinas, SP, Brasil 10