AMPLIFICAÇÃO DE DNA PELA TÉCNICA DE PCR REALIZADA EM SALA DE AULA UTILIZANDO MOLDES DE PAPEL

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1 AMPLIFICAÇÃO DE DNA PELA TÉCNICA DE PCR REALIZADA EM SALA DE AULA UTILIZANDO MOLDES DE PAPEL 1. Introdução 1 Lanusse Andrade Fernades (UEG) Lanusse.biologia@gmail.com Flávio Monteiro Ayres (UEG) flavioayres@yahoo.com Miriam Marques (UEG) mirian.marques@ueg.br A reação em cadeia da polimerase (PCR) é uma ferramenta versátil e eficaz de amplificação de DNA in vitro a partir de um molde de DNA. Com apenas uma molécula de DNA a PCR pode gerar 100 bilhões de moléculas similares em uma tarde. A PCR torna a vida muito mais fácil para os biólogos moleculares: dá-lhes o máximo de cópias de um DNA particular como eles o querem. A técnica da reação em cadeia da polimerase foi desenvolvida por Kary Mullis e colaboradores da Cetus Corporation, em Desde a sua descoberta, vários relatos sobre seu uso têm sido publicados (MULLIS, 1990). A PCR é amplamente utilizada em várias áreas de análise da biologia molecular. Doenças de origem genética como distrofia muscular de Duchene, doença de Huntington e hemofilia têm sido diagnosticadas através da PCR (KIM et al., 2002). A reação em cadeia da polimerase também é uma excelente ferramenta na identificação de espécies de protozoários como a Leishmania (LIMA - JUNIOR et al., 2009; NUNES et al. 2007), o Trypanosoma cruzi (KINOSHITA-YANAGA et al., 2009; PORTELA-LINDOSO & SHIKANAI-YASUD, 2003); de bactérias como a Helicobacter pylori (LEITE et al., 2005), Ornithobacterium rinotracheale (CANAL et al. 2003), Samonela sp. (SANTOS, L. R. 2003; FLÔRES et al. 2003), Mycobacterium tuberculosis (BOLLELA et al. 1999; SANTOS et al. 2006); e também de vírus como o papilomavírus humano (NONNENMACHER et al. 2002) e o citomegalovírus (BONON et al. 2006; YAMAMOTO et al. 1998). Tendo-se em vista as inúmeras utilidades da técnica da PCR, torna-se indispensável a aprendizagem desta por profissionais das Ciências Biológicas e Ciências da Saúde. Uma das disciplinas relacionadas ao ensino da técnica para os alunos da graduação é a Genética. Um número significativo de trabalhos em Ensino de Genética tem sido apresentado nos últimos encontros científicos. A relevância desta nova área de pesquisa é evidenciada quando, nos cursos de formação continuada de professores, temas relacionados à Genética surgem como a maior preocupação no ensino de Biologia (SCHEID & FERRARI, 2008). Várias metodologias e ferramentas têm sido criadas para auxiliar no ensinoaprendizagem de conteúdos de Genética, tais como: divisão celular ensinada através de baralho (SALIM, et al., 2007) e de representações com massa de modelar (DENTILLO, 2009); conceitos básicos de genética ensinados através de jogo da memória (PAES & PARESQUE, 2009); estruturas tridimensionais de moléculas de DNA construídas em origami (SEPEL & LORETO, 2007); o uso de recursos multimídias que melhorem a compreensão das Leis de Mendel (FALCÃO & LEÃO, 2007); e o uso de jogos de dominó para a aprendizagem de recombinação e produção de gametas (KLAUTAU- GUIMARÃES et al., 2007).

2 Muitas Universidades ainda não possuem o termociclador, o que torna o ensinoaprendizagem da técnica da PCR complicado. Por esse motivo muitos alunos saem da graduação sem ter nenhum contato com a técnica. Mesmo nas Universidades que possuem o termociclador, os alunos realizam o procedimento da PCR, porém não conseguem visualizálo, já que o processo ocorre todo dentro da máquina. Portanto, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma ferramenta didática que facilite e auxilie no ensino- aprendizagem da técnica da PCR em sala de aula, através de recorte e colagem em moldes de papel. 2. Objetivo O objetivo geral é desenvolver uma ferramenta didática que facilite e auxilie no ensino- aprendizagem da técnica da PCR em sala de aula, através de recorte e colagem em moldes de papel. 3. Metodologia O presente estudo foi realizado na Universidade Estadual de Goiás, Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas (UnUCET), Campus Henrique Santillo. A UnUCET se localiza na rodovia BR 153, Fazenda Barreiro do Meio, na cidade de Anápolis. As turmas dos cursos de Ciências Biológicas e Farmácia participaram do estudo. Foi elaborada uma mini aula, utilizando-se o programa Power Point 2010, contendo as informações pertinentes a serem transmitidas para os alunos. A mini aula foi ministrada e após esta o Questionário A foi aplicado aos alunos. O Questionário A possui 16 questões fechadas, sendo as seis primeiras relativas ás informações pessoais dos alunos tais como: disciplinas cursadas, o curso de graduação e conhecimentos precedentes sobre a técnica de PCR. As outras 10 questões serão exclusivamente sobre a técnica de PCR. Ao término do Questionário A, a turma formou grupos de sete alunos para que a oficina se iniciasse. Para a oficina, foram construídas representações de fitas duplas da molécula de DNA com papel, contendo aproximadamente 150 pares de bases. As representações das fitas duplas foram representadas apenas por bases nitrogenadas e pelas ligações de hidrogênio entre estas, que unem as duas fitas. Foram confeccionados também nucleotídeos livres e primers de papel. Cada grupo de setes alunos recebeu um quite contendo uma representação da fita dupla de DNA contendo 150 pares de bases, 300 nucleotídeos, dois primers, tesoura, cola, e sete etiquetas, cada etiqueta contém o nome de um reagente da técnica de PCR (datp, dttp, dctp,dgtp, Taq polimerase, RNA primase 1 e RNA primase 2). Cada aluno deverá pegar uma etiqueta e trabalhar como se fosse o reagente escrito nesta. A oficina descreve as três etapas da PCR e os alunos simulam os eventos que ocorrem dentro do termociclador. Á medida que os fenômenos e as temperaturas foram sendo narradas por quem ministra a oficina, os alunos iam dando sequência á mesma. Ao final da oficina, cada grupo ficou com duas fitas duplas de DNA. Dessa maneira, foi possível visualizar que a técnica de PCR produz duas fitas duplas de DNA a partir de uma. Ao término da oficina, foi aplicado aos alunos o Questionário B (em anexo), que contêm 11 questões. As 10 primeiras questões são fechadas, perguntam apenas sobre a técnica de PCR e 2

3 são as mesmas questões sobre PCR do Questionário A. A 11ª questão é aberta e tem como objetivo saber a opinião dos alunos sobre a oficina. Os as análises estatísticas foram feitas por meio do Microsoft Office Excel 2010 e foram correlacionados com o curso de graduação dos alunos e com os conhecimentos que eles já possuíam sobre PCR antes da oficina. 4. Resultados e Discussão O trabalho foi aplicado para 40 alunos, sendo 20 do curso de Farmácia e 20 do curso de Ciências Biológicas. Destes 40 alunos que participaram das oficinas, 13 acertaram mais questões no Questionário B, 17 acertaram a mesma quantidade de questões nos dois questionários e 10 acertaram mais questões no Questionário A. Os alunos do curso de Farmácia possuíram maior desempenho após a aplicação da oficina que os alunos de Ciências Biológicas. Do total de alunos de ambos os cursos, 21 (52,5%) já conheciam a técnica de PCR, e todos os alunos já haviam cursado as disciplinas de Biologia Celular e Genética. Estes dois fatores podem ser os motivos pelos quais os alunos obtiveram bom desempenho nas oficinas. Diante dos resultados é possível observar que a oficina se mostrou um bom recurso didático no auxilio da aprendizagem sobre a técnica de PCR, no entanto a mini-aula expositiva foi o suficiente para a aprendizagem da maioria dos alunos. Podemos concluir então que é necessário mais estudos para aprimorar a oficina para que ela se torne uma ferramenta de maior aproveitamento pelos alunos. 5. Considerações Finais Trabalhos como este são de suma importância pois propõe o desenvolvimento de ferramentas que ajudam na aprendizagem dos alunos, já que muitas vezes a universidade não possui recursos suficientes para a aquisição de aparelhagem e material necessário para a execução de todas as aulas que seriam necessárias nos cursos de graduação. 6. Referências Bibliográficas BOLLELA, V. R.; SATO, D. N.; FONSECA, B. A. L. Problemas na padronização da reação em cadeia da polimerase para diagnóstico da tuberculose pulmonar. Revista de Saúde Pública, Universidade de São Paulo, Faculdade de Saúde Pública, v. 33, n. 3, p BONON, S. H. A.; ROSSI, C. L.; SOUZA, C. A.; VIGORITO, A. C.; COSTA, S. C. B. Estudo comparativo entre sorologia, antigenemia e reação em cadeia da polymerase para o monitoramento da infecção por cytomegalovirus em pacientes recptores de transplantes de células progenitoras hematopoiéticas. Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo, v. 48, n. 5, p CANAL, C W.; ROCHA, S. L. S.; LEÃO, J. A.; FALLAVENA, L. C. B.; OLIVEIRA, S. D.; BELTRÃO, N. Detecção de Ornithobacterium rhinotracheale (ORT) por meio da reação em cadeia da polimerase. Ciência Rural, Santa Maria, v. 33, n. 2, p

4 DENTILLO, D. B. Divisão celular: Representação com massa de modelar. Genética na escola, v. 3, n. 3, p FALCÃO, R. A.; LEÃO, M. B. C. A utilização de multimídias educacionais na construção de modelos mentais no ensino das leis de Mendel. Genética na escola, v. 2, n. 1, p FLÔRES, M. L.; NASCIMENTO, V. P.; KADER, I. I. T. A.; CARDOSO, M.; SANTOS, L. R.; LOPES, R. F. F.; WALD, V. B.; BARBOSA, T. M. C. Análise da contaminação por Salmonella em ovos do tipo colonial através da reação em cadeia da polimerase. Ciência Rural, Santa Maria, v. 33, n. 3, p KIM, Y.; FLYNN, T. R.; DONOFF, R. B.; WONG, D.T.W.; TODD, R. The gene: The Polymerase Chain Reaction an Its Clinical Application. J Oral Maxillofac Surg, v. 60, p KINOSHITA-YANAGA, A. T.; TOLEDO, M. J. O.; ARAÚJO, S. M.; VIER, B. P.; GOMES, M. L. Infecção acidental pelo Trypanosoma cruzi acompanhada pela reação em cadeia da polimerase: relato de caso. Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo, v. 51, n KLAUTAU GUIMARÃES, M. N.; OLIVEIRA, S. F.; AKIMOTO, A.; HIRAGI, C.; BARBOSA, L. S.; ROCHA, D. M. S.; CORREIA, A. Combinar e recombinar com os dominós. Genética na escola, v. 3, n. 2, p LEITE, K. R. M.; DARINI, E.; CANAVEZ, F. C.; CARVALHO, C. M.; MITTELDORF, C. A. T. S.; CAMARA - LOPES, L. H. Helicobacter pylori e gene caga detectados por reação em cadeia da polimerase em biópsias gástricas: correlação com os achados histológicos, proliferação e apoptose. Sao Paulo Med. J.;v.123,n LIMA - JUNIOR, M. S. C.; ANDREOTTI, R.; DORVAL, M. E. M. C.; OSHIRO, E. T.; OLIVEIRA, A. G.; MATOS, M. F. C. Identificação de espécies de Leishmania isoladas de casos humanos em Mato Grosso do Sul por meio da reação em cadeia da polimerase. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, v. 42, n. 3, p MULLIS, K. B. The usunual origin of the Polymerase Chain Reaction. Scientific American. April, NONNENMACHER, B.; BREITENBACH, V.; VILLA, L. L.; PROLLA, J. C.; BOZZETTI, M. C. Identificação do papilomavírus humano por biologia molecular em mulheres assintomáticas. Revista de Saúde Pública, v. 36, n NUNES, C. M.; DIAS, A. K. K.; GOTTARDI, F. P.; PAULA, H. B.; AZEVEDO, M. A. A.; LIMA, V. M. F.; GARCIA, J. F. Avaliação da reação em cadeia pela polimerase para diagnóstico da Leishmaniose Visceral em sangue de cães. Rev. Bras. Parasitol. Vet., v. 16, n. 1, p PAES, M. F.; PARESQUE, R. Jogo da memória: Onde está o gene?. Genética na escola, v. 4, n. 2, p

5 PORTELA-LINDOSO, A. A. B.; SHIKANAI-YASUD, M. A. Doença de Chagas crônica: do xenodiagnóstico e hemocultura à reação em cadeia da polimerase. Revista de Saúde Pública, v. 37 n. 1, p SALIM, D.C.; AKIMOTO, A.K.; RIBEIRO, G. B. L.; PEDROSA, M. A. F.; KLAUTAU GUIMARÃES, M. N.; OLIVEIRA, S. F. O baralho como ferramenta no ensino de genética. Genética na escola, v. 2, n. 1, p SANTOS, L.R. Padronização da RAPD ( DNA polimórfico amplificado ao acaso) para caracterização molecular de Salmonella enteritidis. Revista da FZVA, Uruguaiana, v. 10, n. 1, p SANTOS, R. M. C.; OGUSKU, M. M.; MIRANDA, J. M.; DOS - SANTOS, M. C.; SALEM, J. I. Avaliação da reação em cadeia da polimerase no diagnóstico da tuberculose pulmonar em pacientes indígenas e não- indígenas. J. Bras. Pneumol.; v.32, n.3, p SCHEID, N. M. J.; FERRARI, N. A história da ciência como aliada no ensino de genética. Genética na escola, v. 3, n.1, p SEPEL, L. M. N.; LORETO, E. L. S. Estrutura do DNA em origami possibilidades didáticas. Genética na escola, v. 2, n.1, p YAMAMOTO, A. Y.; AQUINO, V. H.; FIGUEIREDO, L. T. M.; MUSSI-PINHATA, M. M. Diagnóstico de infecção congênita e perinatal por citomegalovírus utilizando a reação em cadeia da polimerase. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, v. 1, n. 31, p