Relatório. A arte em movimento: a célula. Estágio Instituto de Histologia e Embriologia, da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto e IBMC

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1 Relatório A arte em movimento: a célula Estágio Instituto de Histologia e Embriologia, da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto e IBMC

2 Introdução No dia 6 Agosto, iniciamos o nosso estágio no Instituto de Histologia e Embriologia da Universidade do Porto coordenado pela Drª. Sandra Rebelo e ao abrigo do Programa Ciência Viva. Este estágio tinha como tema A arte em movimento: a célula, o que à partida é um tema muito abrangente. No entanto, a nossa área de pesquisa foi dirigida para a Biologia Molecular e Celular. Seguidamente, iremos referir, de uma forma sucinta os conhecimentos mais relevantes adquiridos durante o estágio. Numa primeira abordagem tomámos conhecimento com novas técnicas e protocolos científicos, assim como, com uma linguagem e instrumentos desconhecidos, demonstrando-nos a sua importância em investigação. Técnicas e experiências realizadas Extracção de DNA de embriões de ratinho Para extrair DNA é necessário proceder à remoção de embriões do útero materno. Dirigimo-nos para a sala de cirurgia onde pudemos observar esta técnica. A ratinha tinha ainda poucos dias de gestação, pelo que os embriões eram bastante pequenos. Após remoção dos embriões, procedeu-se ao corte de um pouco de tecido para extracção do DNA. O DNA extraído foi seguidamente amplificado através da PCR Polymerase Chain Reaction. PCR Polymerase Chain Reaction Esta técnica permite-nos amplificar pequenos segmentos de DNA de modo a poderem ser estudados, o que não seria possível em quantidades mínimas. O termociclador é um aparelho onde se faz a amplificação do DNA seguindo três etapas: na primeira, a cadeia de DNA sofre desnaturação (abertura da dupla cadeia), seguidamente, dá-se o annealing, ou seja, ligação dos primers que vão identificar o segmento a ser amplificado e, por último

3 dá-se a polimerização, isto é síntese de DNA a partir da cadeia molde, pela DNA polimerase. DNA Fingerprinting e Análise do Mapa de Restrição O DNA Fingerprinting consiste em, a partir de quantidades ínfimas de DNA realizar testes de paternidade, identificar criminosos, etc. No nosso caso, tínhamos pela frente um desafio que consistia em descobrir quem era o criminoso, numa situação hipotética onde havia 5 suspeitos. Em primeiro lugar, extraímos DNA de uma amostra recolhida na cena do crime, e de cada um dos 5 suspeitos. Através de enzimas de restrição apropriadas cortámos o DNA e corremos num gel da agarose. Por comparação do padrão de bandas, de cada suspeito com a amostra crime, encontrámos o criminoso. As quantidades de DNA eram muito pequenas e como tal foram amplificadas pela PCR. Resultados obtidos: Legenda: 1 Amostra do Crime 2 Suspeito António 3 Suspeito Pedro 4 Suspeito Tiago 5 Suspeito Sílvia 6 Suspeito Sandra Como é possível observar o criminoso era o Pedro (poço nº3), porque o seu padrão de bandas de DNA corresponde ao criminoso. Microscópio electrónico de transmissão O microscópio electrónico é um aparelho utilizado em diversos ramos da ciência com a finalidade de observar porções ínfimas de matéria, com poder de resolução sub-molecular.

4 É um aparelho de grande porte, alimentado por uma fonte de energia que em condições de trabalho habituais estabelece diferenças de potencial de 80 mil volts. Com o Dr. Henrique Almeida pudemos compreender melhor como este aparelho trabalha. Colocam-se as amostras no revólver, de seguida proporciona-se-lhes um vácuo e liga-se o filamento que, sob a diferença de potencial referida, emite um feixe de electrões. Estes, encontrando áreas onde existam elementos pesados são reflectidos. Este fenómeno vai possibilitar a visualização das amostras num certo jogo de contrastes devido à coloração destas. Quando partes da imagem aparecem claras, é devido a essa zona não possuir elementos pesados (chumbo e urânio utilizados para corar) o que provoca a passagem do feixe de electrões e não a sua reflecção; ao contrário, as zonas escuras são aquelas que tendo depósitos de elementos pesados, reflectem os electrões. Deste jogo de contrastes claro/escuro resulta a imagem que se observa. Observação da divisão celular A partir de preparações definitivas, observámos as diferentes fases da mitose em células vegetais, fotografámos imagens deste fenómeno celular que vamos expor de seguida: 1- Profase 3- Anafase 2- Metafase 4-Telofase

5 Identificação do Alu repeat no cromossoma 8 Este experiência teve como finalidade o estudo da ausência ou presença do elemento Alu repeat num dos introns de um gene localizado no cromossoma 8. Os indivíduos que possuem este repeat nos dois alelos (+/+), apresentarão uma única banda no gel, os que não o possuem em qualquer dos alelos (-/-) terão uma única banda também mas mais leve que os anteriores. Os indivíduos heterozigóticos (+/-) apresentam duas bandas, uma pesada com o tamanho dos +/+ e outra leve, correspondente à banda dos -/-. Para tal procedemos ao esfregaço de células epiteliais localizadas na mucosa oral de modo a extraímos DNA. Este foi cortado com enzimas de restrição antes de ser amplificado pela PCR, seguida de electroforese procuramos identificar quem possuía Alu repeat nos dois alelos, apenas num alelo, ou em nenhum. Ficámos também a saber que os introns são regiões não codificadas do DNA e no caso específico do Alu não se sabe a sua origem e função. Esta diferença na sequência intrónica entre os indivíduos e outras permitem por vezes representar a base molecular para a identificação humana e genética populacional. Este foi o resultado da actividade experimental: Legenda: 1- Pedro 2- Tiago 3- Sílvia 4- António +/- -/- +/- +/+ Pela análise das bandas podemos concluir: O nº1 e o nº3 são heterozigóticos (+/-), porque possuem duas bandas

6 O nº2 é um -/-, isto é não possui o elemento em nenhum dos alelos porque só tem uma banda e esta migrou mais longe (mais leve). O nº4 é um homozigótico +/+ porque tem uma única banda que como não percorreu todo o gel pressupõem-se que seja mais pesado, ou seja, possui o elemento nos dois alelos. O segmento de DNA é maior devido à presença introns. Estudo das capacidades neurológicas dos ratos Uma das actividades que se desenvolvem neste Instituto é o estudo do comportamento neurológico dos ratos. Para que tal aconteça realizam-se testes no sentido de observar diferenças de comportamentos entre ratos normais e outros que foram alterados com base em algumas pesquisas. Os testes mais usuais baseiam-se no comportamento à dor. Quando condicionamos o sistema sensitivo, ou seja subtemos os ratos a uma dor permanente estes suportam melhor a dor do que os normais. Discussão de um artigo científico Tivemos oportunidade de ler e discutir um artigo científico publicado por investigadores do Instituto sobre um gene- Drg11 - que está relacionado com o desenvolvimento do sistema nociceptivo. Conclusão e Crítica Consideramos que este estágio foi muito interessante e sobretudo aprendemos muitíssimo. Nesta área de grande importância para o Homem que é a ciência ficamos a saber um pouco mais da grande complexidade que a vida encerra. Teve também um enorme peso na decisão do futuro profissional de quem neste estágio participou, que deve ser seguido de exemplo por outros institutos para promover a ciência no seio dos jovens. Tivemos alguma pena pelos nossos conhecimentos serem ainda muito limitados, porque não pudemos participar ao nível experimental tanto como pretendíamos embora tenhamos manipulado e feito coisas que noutro lado não teríamos oportunidade de realizar. Por tudo isto, só temos a agradecer a oportunidade, a simpatia e o conhecimento que nos foi transmitido durante este período.

7 António Pedro Sandra Tiago Sílvia Cientistas de Verão! António Valpaços Pedro Lebre 4 a 22 de Agosto de 2003

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