09 Mutações não interferem no polimorfismo genético e não constituem modificações hereditárias.

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 01 Para a realização do exame de paternidade, a perícia, geralmente, é realizada no campo médico-legal por meio da pesquisa do DNA. Porém, pode ocorrer que, sendo esta impossível por alguma razão, o juiz determine a realização de perícia de caracteres dos arcos dentários, o que somente será possível se existirem caracteres teratológicos ou doenças de transmissão genética dominante no campo bucodentário, como a síndrome de Gorlin, que é hereditária autossômica dominante, com alta penetrância e expressividade variável. O modelo do DNA, proposto em 1953, por Watson e Crick, com base na seqüência linear de nucleotídeos, rendeu a seus autores o Prêmio Nobel em É graças ao DNA que cada pessoa é caracterizada como um indivíduo singular. Com base nos estudos sobre o DNA, julgue os itens que se seguem. 02 Somente a partir da década de 80 do século XX, o DNA passou a ser usado legalmente para justificar uma condenação. 03 As principais técnicas laboratoriais usadas para comparar e avaliar fragmentos de material de DNA são as análises de polimorfismo de comprimento dos fragmentos de restrição (RFLP) e a reação em cadeia da polimerase (PCR). 04 Freqüentemente, os tecidos moles da cavidade bucal são boas fontes de DNA. Entretanto, a saliva não pode ser usada como fonte para estudo do DNA, por ser destituída de células, ao contrário dos tecidos bucais. 05 A maior parte da informação genética de cada célula está acumulada no DNA do núcleo, sob uma forma codificada. Existe também uma pequena porção de informação genética nas mitocôndrias. O DNA mitocondrial, de origem paterna, apresenta-se sob a forma de anéis de cadeia dupla e tem a função de especificar a seqüência de aminoácidos de proteínas mitocondriais. Impressões digitais e outras pistas coletadas em cenas de crimes estão cedendo espaço para as análises de DNA nas investigações policiais. O DNA extraído de fios de cabelo, de pequenas amostras de sangue ou da saliva permite descobrir a identidade de criminosos. Ciência Hoje, n.º 169, mar./2001 (com adaptações). Tendo o texto acima como referência inicial e considerando as técnicas para identificação com base em ácidos nucléicos e os conceitos moleculares e genéticos a elas relacionados, julgue os itens a seguir. 06 Apesar de a identificação com a utilização de DNA ser um método bastante específico, algumas características genéticas, como o polimorfismo, são obstáculos a esse método. 07 A existência de quantidades restritas de amostra para identificação com base no DNA não inviabiliza o processo, pois técnicas como a de PCR amplificam a quantidade de ácidos nucléicos presentes.

2 08 O polimorfismo genético está relacionado às mutações estáveis no código genético. 09 Mutações não interferem no polimorfismo genético e não constituem modificações hereditárias. 10 Por meio do estudo da genética de populações, pode-se determinar com sucesso a freqüência com que um certo alelo mutante, surgido em uma população, variará com o tempo devido a diversas forças evolutivas. 11 Na técnica de PCR, a enzima polimerase é usada com a finalidade de catalisar o pareamento entre os primers e as fitas originais. 12 Na técnica de PCR, após o pareamento de um primer com uma fita a ser duplicada, os nucleotídios são adicionados tanto à extremidade 3' quanto à 5' do primer, estendendo a cópia. 13 Para a síntese de ácidos nucléicos por meio da reação em cadeia da polimerase, devem ser adicionadas as bases nitrogenadas A, T, C e G, livres de fosfatos e de carboidratos. 14 Na amplificação de oligonucleotídios de DNA por PCR, a temperatura deve ser elevada acima de 90 ºC durante uma etapa do experimento para que ocorra a desnaturação do DNA. 15 Um dos principais problemas técnicos encontrados no desenvolvimento da PCR residiu na termolabilidade da enzima DNA polimerase, usada para catalisar a extensão dos iniciadores anelados. 16 A alta fidelidade na replicação do DNA é resultado, entre outros fatores, da atividade exonucleásica da DNA polimerase, que é capaz de corrigir erros de replicação. Em uma cidade dos Estados Unidos da América (EUA), a polícia local encontrou uma cena de crime farta em evidências: muito sangue, peças de vestuário, pegadas e uma trilha de sangue que revelava o caminho seguido pelo criminoso. Seguindo essas pistas, os policiais chegaram à casa do ex-marido de Nicole, o astro de cinema e ídolo do futebol norte-americano O. J. Simpson, obtendo ali mais evidências: manchas de sangue em seu carro, nas suas meias e no chão do jardim. Exames de DNA comprovaram que esse sangue era das vítimas. Assim, a promotoria acreditava ter nas mãos um caso fechado, que não poderia ser contestado, mas foi surpreendida pela estratégia dos advogados de O. J. Simpson: o questionamento das provas. As câmeras de televisão flagraram o principal perito da polícia coletando amostras sem luvas, policiais manipulando evidências sem trocar as luvas e muitas pessoas circulando na cena do crime, que não tinha sido bem isolada. Ciência Hoje, vol. 29, n.º 169 (com adaptações).

3 Considerando a situação descrita no texto acima, que relata dados referentes a um caso de homicídio ocorrido nos EUA em 1994, julgue os itens a seguir. 17 As metodologias de RFLP e PCR, que são fundamentadas no mesmo princípio e requerem a mesma quantidade de amostra, diferindo apenas quanto às enzimas utilizadas, poderiam ter sido aplicadas à situação descrita. 18 Na situação descrita, a tipagem sanguínea seria suficiente para a precisa identificação das vítimas a partir de manchas de sangue, não sendo necessário o uso de exames de DNA. 19 Na situação considerada, material úmido coletado pelo perito para análise de padrões de DNA deveria ser armazenado em sacos plásticos hermeticamente fechados, pois microrganismos capazes de contaminar a amostra não sobrevivem em tais condições. A figura acima mostra padrões de eletroforese em gel de fragmentos de restrição de DNA obtidos a partir de amostras de sangue colhidas de sete suspeitos em uma cena de crime. As amostras foram aplicadas na região superior do gel. Considerando os dados da figura, julgue os itens que se seguem.

4 20 Pode-se identificar indubitavelmente o suspeito 3 como o indivíduo que gerou a mancha de sangue, mesmo sem a análise do histórico da amostra. 21 O suspeito 4 apresenta DNA mitocondrial idêntico ao presente na amostra de sangue, pois as bandas existentes na região inferior do gel são coincidentes. 22 As bandas presentes na região inferior do gel representam fragmentos de DNA de menor massa molecular. 23 À análise descrita deve-se seguir, obrigatoriamente, uma análise de PCR. 24 Se a análise mostrada na figura foi feita de forma correta, então foram utilizados apenas os eritrócitos das amostras. Acerca das propriedades dos ácidos nucléicos e das técnicas de biologia molecular, julgue os seguintes itens. 25 Uma das estratégias usadas para seqüenciamento de DNA utiliza didesoxinucleotídios. 26 Seqüenciamento de DNA e PCR são técnicas excludentes utilizadas em biologia molecular. 27 O processo de seqüenciamento de ácidos nucléicos se vale da massa molecular de oligômeros. 28 Se o DNA for desnaturado, a técnica de PCR não pode ser realizada. 29 Para o uso da técnica de PCR com a finalidade de amplificar determinada região de DNA, são indispensáveis dois oligonucleotídios sintéticos. 30 Durante o processo de amplificação de uma seqüência de DNA in vitro, as soluções utilizadas não devem conter magnésio, cujo íon é um inibidor da polimerase. 31 Na técnica de PCR, as etapas de separação das fitas, anelamento com os primers e síntese da fita complementar são realizadas em temperaturas distintas. 32 A amplificação de um fragmento de DNA por PCR é muito eficiente, pois, ao serem realizados 30 ciclos de reações, são obtidas pouco menos de cópias da região de interesse. Considerando as características das biomoléculas envolvidas no processo de codificação e de tradução da informação genética, bem como as propriedades de transmissão de tais informações entre indivíduos, julgue os seguintes itens. 33 A estrutura em dupla-hélice dos ácidos nucléicos carreadores de aminoácidos é desfeita, durante o processo de tradução, para que parte de seu código seja copiado.

5 34 O processo de duplicação do código genético envolve, além de ácidos nucléicos, também nucleotídios não polimerizados e proteínas. 35 Na técnica de PCR, as enzimas de restrição são usadas, durante a fase de aquecimento, para restringir a separação das fitas de DNA. 36 Atualmente, os equipamentos usados para automação do seqüenciamento de DNA utilizam técnicas de eletroforese capilar ou em placas. 37 Para a identificação de indivíduos, é suficiente que a análise de fragmentos de DNA seja realizada com base na comparação de regiões que codificam proteínas conservadas na espécie humana, como, por exemplo, os citocromos. 38 A reação em cadeia da polimerase usada para aumentar a sensibilidade de processos de hibridização pode ser realizada com sucesso mesmo sem o conhecimento prévio da seqüência a ser amplificada. 39 A técnica geral de amplificação por PCR é fundamentada no processo fisiológico viral, pois utiliza a síntese de DNA a partir de RNA, que ocorre nos adenovírus. 40 O padrão de polimorfismo genético é utilizado na identificação de indivíduos por métodos de RFLP. 41 Para a identificação de indivíduos por métodos de biologia molecular, mutações envolvendo sítios de restrição devem ser desconsideradas. A respeito da natureza química e da funcionalidade do DNA, julgue os itens subseqüentes: 42 O conteúdo informacional do DNA reside na seqüência em que suas unidades monoméricas estão ordenadas. 43 As unidades monoméricas do DNA de um indíviduo sofrem alterações de acordo com a sua idade, o seu estado nutricional e as modificações ambientais às quais ele é exposto. 44 Espécimes de DNA isolados de diferentes tecidos da mesma pessoa possuem a mesma composição de bases. 45 Durante a desnaturação do DNA são quebradas as ligações covalentes presentes em sua estrutura. 46 Nas moléculas de DNA dos eucariotos, a ocorrência das bases G + C é aproximadamente igual à de T + A.

6 A análise de DNA teve sua primeira aplicação no contexto criminal em 1986 e, desde então, tem experimentado um enorme desenvolvimento, caracterizando-se como uma especialidade das ciências forenses. A esse respeito, julgue os itens a seguir. 47 De forma geral, as regiões codificantes do genoma humano são altamente polimórficas. 48 As repetições curtas em tandem (STR) fazem parte de uma classe de marcadores que reúne características altamente desejáveis na identificação humana. 49 Quando comparados aos marcadores genéticos, alguns marcadores protéicos polimórficos têm expressão tecido- específica e, conseqüentemente, aplicação limitada a algumas categorias de material biológico. 50 Os marcadores de DNA, quando comparados aos marcadores convencionais, possibilitam a identificação de vestígios em elevado estado de putrefação ou submetidos a altas temperaturas. 51 O seqüenciamento dos nucleotídeos da molécula de DNA, por si só, não é suficiente para determinar os limites de um gene ou para identificar os aminoácidos que o mesmo codifica. Em uma investigação de estupro seguido de morte, na tentativa de identificação do criminoso por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR), os investigadores coletaram material junto ao corpo da vítima. A respeito desse assunto, julgue os itens seguintes. 52 Sangue, cabelo e sêmen encontrados no local do crime constituem material com potencial para fornecimento de DNA para a realização da técnica de PCR. 53 A técnica de PCR possibilita a clonagem de seqüências específicas de DNA, de forma rápida, numerosa e sem a necessidade de uma célula viva. 54 Por ser bastante simples, a técnica de PCR dispensa o uso de luvas descartáveis, reagentes e soluções de alta qualidade ou micropipetas de uso exclusivo. 55 Independentemente da técnica de PCR, a presença de espermatozóides do criminoso em esfregaço vaginal da vítima de estupro possibilita a identificação inequívoca deste. 56 Além da molécula de DNA, o RNA também pode ser usado como molde original para a técnica de PCR.

7 A figura acima mostra etapas do procedimento relativo à técnica de PCR.Com referência a esse assunto, julgue os itens abaixo. 57 Para o funcionamento correto da técnica de PCR são necessários iniciadores que devem possuir, pelo menos, pares de bases. 58 A separação das fitas do fragmento de DNA a ser amplificado é realizada por enzimas de restrição. 59 No processo de PCR, a adição de novos nucleotídeos na síntese da nova fita de DNA é feita por uma DNA-polimerase extraída de eucariotos. 60 Entre os diferentes ciclos, o aumento do número de moléculas de DNA ocorre em progressão aritmética. 61Depois de vários ciclos de PCR, todas as fitas de DNA clonadas terão o mesmo comprimento.

8 A figura acima mostra o padrão eletroforético do DNA de três indivíduos suspeitos de crime de estupro A, B e C e do DNA obtido na cena do crime F. A eletroforese realizada revela o número de repetições (VNTR) de uma seqüência curta de DNA encontrado em um locus do genoma humano. A respeito dessa situação e com o auxílio da figura acima, julgue os itens subseqüentes. 62 Para ter validade na identificação do suspeito do crime, os padrões eletroforéticos mostrados na figura devem estar analisando o mesmo locus dos suspeitos. 63 Os loci em que as seqüências de DNA apresentam pouca variabilidade são ideais para a realização desse tipo de teste. 64 O indivíduo B pode ser eliminado das investigações, enquanto os indivíduos A e C permanecem como suspeitos. 65 Os padrões de bandas de A e B excluem a possibilidade de os mesmos terem qualquer grau de parentesco. 66 No esquema, enquanto as bandas inferiores (número de repetições próximo de 5) refletem material com carga positiva, as bandas superiores (números de repetições próximos de 30 ou de 35) refletem material com carga negativa. 67 Sabendo que os ácidos nucléicos são necessários para o armazenamento e expressão da informação genética, analise as afirmações abaixo: 1. O DNA está presente não somente nos cromossomos no núcleo dos organismos eucarióticos, mas também na mitocôndria e nos cloroplastos. 2. O DNA é um ácido desoxirribonucléico que contém muitos desoxirribonucleotídeos ligados covalentemente por ligações 3-5 -fosfodiéster. 3. O DNA contido em um ovo fertilizado codifica a informação que dirige o desenvolvimento de um ser vivo.

9 4. As células procarióticas possuem um cromossomo único, mas podem conter DNA não-cromossômico na forma de plasmídeos. Estão corretas: A) 1, apenas. B) 1 e 3, apenas. C) 2 e 3, apenas. D) 1, 2 e 3, apenas. E) 1, 2, 3 e A reação em cadeia de polimerase (PCR, polymerase chain reaction) é um método de tubo de ensaio para amplificar uma seqüência selecionada de DNA. Sobre esta técnica, é correto afirmar: A) Este método pode ser utilizado para amplificar seqüências de DNA de qualquer organismo, bactéria, vegetal ou animal, com exceção do DNA viral, cuja amplificação não pode ocorrer na ausência da célula viva. B) Cada ciclo de amplificação dobra a quantidade de DNA em uma amostra, levando ao aumento exponencial do DNA em ciclos repetidos de amplificação. C) Não é necessário conhecer a seqüência do nucleotídeo do DNA-alvo; porém, é necessário conhecer a seqüência de nucleotídeos de segmentos curtos em cada lado do DNA-alvo. D) Em análises forenses, o DNA isolado de um único fio de cabelo é insuficiente para determinar a origem da amostra se a técnica do PCR for utilizada isoladamente. E) As principais desvantagens da técnica do PCR em relação à clonagem como mecanismo de amplificação de uma seqüência específica de DNA são a baixa velocidade, o alto custo, e a impossibilidade de se trabalhar com pequenas quantidades iniciais de DNA. 69 Sobre a utilização de DNA mitocondrial como fonte de material para análises de DNA é correto afirmar que: (A) é freqüentemente utilizado em casos de determinação de paternidade, pois está presente em grande quantidade no espermatozóide; (B) sua utilização não é indicada para materiais resultantes de incêndios ou explosões, pois só há uma cópia de DNA mitocondrial. (C) é indicado nos casos em que a quantidade de material celular é reduzida, como nos resíduos fecais e material calcinado, pois as células possuem grande número de cópias do DNA mitocondrial em relação ao nuclear; (D) não permite a realização de estudos evolutivos em materiais muito degradados, como as múmias, pois é menos resistente que o nuclear. (E) a análise do DNA mitocondrial humano não é recomendada às aplicações forenses, pois possui muitas regiões desconhecidas e é tão grande quanto o DNA nuclear.

10 70 O desenho de oligonucleotídeos iniciadores (primers) na reação em cadeia da polimerase, visando às análises forenses de DNA, deve considerar: (A) a utilização de regiões altamente conservadas do DNA humano, garantindo a amplificação de diferentes populações. (B) a utilização de regiões que apresentem alta variação, garantindo a ligação com DNA de outras espécies e ampliando o poder resolutivo da análise. (C) a construção de primers grandes, com mais de 400 nucleorídeos, aumentando a eficiência da ligação, e conseqüentemente, também da amplificação. (D) a utilização de sequências preferencialmente ricas em G/C ou ricas em A/T, o que evita a possibilidade de surgimento de regiões de pareamento dentro do primer, e a formação de looping, que resulta em primers dímeros. (E) a utilização de qualquer tamanho ou seqüência, pois não há qualquer interferência destes fatores na reação. 71 A análise da molécula de DNA tem como objetivo diferenciar indivíduos por meio de particularidades genéticas que acabam por lhes conferir uma identidade absoluta como pessoa, podendo ele assim ser diferenciado entre bilhões de pessoas. A variabilidade genética humana é muito grande, razão pela qual dois genomas escolhidos ao acaso geralmente diferem na proporção de um em cada 500 pares de bases do DNA. Sendo assim, como o genoma humano apresenta cerca de pares de bases, pode haver até de diferenças entre duas pessoas. Acerca do assunto do texto, assinale a alternativa correta. (A) A técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) não pode ser utilizada no processo de identificação de uma pessoa por análise de DNA, por ser pouco sensível às diferenças entre os nucleotídeos presentes no material genético. (B) O DNA é a molécula responsável por se ligar aos ribossomos e realizar o processo de tradução. (C) No DNA de um indivíduo, encontram-se regiões denominadas de minissatélites, que são formadas por sequências de vários nucleotídeos que nunca se repetem e sempre estão em número igual em todos os indivíduos. (D) O DNA é uma molécula orgânica que apresenta, em sua constituição, bases nitrogenadas do tipo púricas (purinas), como uracila e adenina. (E) Durante o ciclo celular, as moléculas de DNA de uma célula somática sofrem duplicação durante a interfase, antes de realizar a mitose. 72 Em um caso de estupro seguido de homicídio, a vítima foi encontrada com restos de pele e fios de cabelo, possivelmente do autor do estupro. Vários homens da região foram investigados e alguns foram incluídos no grupo dos suspeitos de terem realizado o crime. Para a elucidação do caso, foi realizada a comparação entre o DNA presente no material coletado no corpo da vítima e o DNA dos suspeitos. Analise as afirmativas abaixo relativas à conceituação dos termos que são comuns a todas elas e assinale a alternativa correta I Sêmen, pele, sangue, saliva e cabelo podem servir de testes de comparação entre o DNA do material coletado na vítima e o material coletado dos suspeitos

11 II A pele humana é um tecido que apresenta células com o mesmo número de cromossomos de um espermatozóide. III Um teste de DNA com índice de confiabilidade de 99% significa que a cada 100 inclusões uma está errada, o que representa um índice aceitável IV Tecido sanguíneo diferente do da vítima encontrada no local do crime não serve para uma análise genética devido ao fato de que as células do sangue são anucleadas (A) Todas as afirmativas estão erradas (B) Há apenas uma afirmativa certas (C) Há apenas duas afirmativas certas (D) Há apenas três afirmativas certas (E) Todas as afirmativas estão certas GABARITO 01-E 11-E 21-E 31-C 41-E 51-C 02-C 12-E 22-C 32-E 42-C 52-C 03-C 13-E 23-E 33-E 43-C 53-C 04-E 14-E 24-E 34-E 44-C 54-E 05-E 15-C 25-C 35-E 45-E 55-C 06-E 16-C 26-E 36-C 46-E 56-E 07-C 17-E 27-C 37-E 47-E 57-E 08-C 18-E 28-E 38-E 48-C 58-E 09-E 19-E 29-E 39-E 49-C 59-E 10-C 20-E 30-E 40-C 50-C 60-E 61-E 71-E 62-C 72-B 63-E 64-E 65-E 66-E 67-E 68-C 69-C 70-A

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