Assim, conclui-se que o casal 3 é o de pais da criança.

Transcrição

1 1. Comentário: O DNA mitocondrial tem origem exclusivamente materna, uma vez que o DNA do espermatozoide não permanece no zigoto, uma vez que as mitocôndrias paternas se degeneram. Dessa forma, deverá haver coincidência entre o DNA mitocondrial do rapaz e de sua linhagem materna, ou seja, mãe e avó materna. 2. C Comentário: O exame de DNA fingerprint ( impressão digital de DNA ) para paternidade é feito pelo corte do DNA dos indivíduos envolvidos (criança, supostas mães e supostos pais) através de enzimas de restrição específicas seguido pela separação dos fragmentos de DNA através da técnica de eletroforese. Essa separação resulta num padrão de fragmentos de DNA (bandas) que é único em cada pessoa, excetuando-se gêmeos univitelinos, e herdado metade do pai e metade da mãe. Os pais biológicos da criança são aqueles em que ocorre coincidência de todas as bandas da criança com as do pai e as da mãe. Veja: As três faixas marcadas indicam bandas do bebê que só aparecem na mãe do casal 3 Assim, conclui-se que o casal 3 é o de pais da criança. A faixa marcada indica uma banda do bebê que só aparece na pai do casal 3 3. Comentário: Através das técnicas de exame de DNA, que emprega a eletroforese para separar fragmentos específicos de DNA em um gel, com posterior marcação de fragmentos de DNA de interesse por marcações radioativas chamadas sondas, é possível identificar um indivíduo pela comparação de sua região hipervariável de DNA com a região hipervariável de DNA de seus pais, de quem o indivíduo herdou todo o seu material genético. O texto descreve a aplicação da técnica em identificar a identidade de uma vítima de acidente pelo DNA de seus restos mortais, o que pode ser feito comparando seu DNA com de seus pais para verificar se há compatibilidade ou não. Segundo o texto, o número de cópias de um mesmo cromossomo por célula maximiza a chance de se obter moléculas não degradadas pelo calor da explosão, aumentando as chances de se obter DNA viável da vítima para comparação com o DNA de seus pais. Entre as opções, os peritos necessitam escolher, entre cromossomos autossômicos (em cada célula, duas cópias de DNA de cada par de autossomos), cromossomos sexuais (em cada célula, duas cópias de DNA de cromossomo X em mulheres e uma cópia de cromossomo X e outra de cromossomo Y em homens) ou DNA mitocondrial (em cada célula, milhares de cópias, uma vez que há milhares de mitocôndrias, cada qual com um DNA mitocondrial). Assim, como há mais cópias de DNA mitocondrial por célula, a maior chance de obter DNA não degradado pela explosão é exatamente pela análise desse DNA mitocondrial. 4. Comentário: Mosaico é o termo que descreve, em genética, um indivíduo que apresenta células de constituição genética distinta, podendo surgir devido a várias situações, sendo a mais comum a ocorrência de mutações somáticas, ou seja, mutações em células não sexuais, as quais não são hereditárias. Em exames de DNA, a ocorrência de mosaicos pode dificultar a análise de paternidade e a identificação de criminosos, uma vez que a coleta de DNA das células diferentes do indivíduo em mosaico mostra um DNA diferente da maioria das células do indivíduo. Assim, analisando cada item: Item A: falso. O mosaicismo pode surgir a partir de mutações espontâneas, mas não necessariamente resultam em lesões malignas, ou seja, cânceres. Item B: falso. O mosaicismo pode ocorrer em poucas células de um indivíduo que, adulto, tem trilhões de células, sendo muitas vezes difícil de ser identificado.

2 Item C: falso. Se o mosaicismo ocorrer no embrião antes da separação das células germinativas (que podem sofrer meiose para originar os gametas) e das células somáticas (que não podem sofrer meiose e não têm relação direta com a reprodução). Se essa mutação ocorrer nas células que originam as células germinativas, todos os gametas do indivíduo terão o gene mutante e, consequentemente, 100% de seus descendentes terão o gene mutante; se essa mutação ocorrer nas células que originam somente as células somáticas, nenhum dos gametas do indivíduo terá o gene mutante e, consequentemente, 100% de seus descendentes não terão o gene mutante. Item D: verdadeiro. A análise de várias células de um indivíduo através do exame de DNA pode indicar quais são aquelas portadoras de mosaicismo pela sequência diferente de nucleotídeos em seu DNA mutante. Item E: falso. No exame de DNA fingerprint ( impressão digital de DNA ) para a identificação de criminosos, compara-se o DNA de uma amostra encontrada no local do crime com o DNA do suspeito, sendo confirmado que a amostra de DNA é realmente do suspeito apenas se houver 100% de coincidência entre os DNA analisados. Assim, mesmo que uma outra pessoa apresente uma mutação semelhante à do suspeito, é impossível que apresente 100% de coincidência em relação a sequência de nucleotídeos, de modo a não haver risco de uma pessoa ser condenada injustamente pelo crime. Entretanto, o criminoso portador de mosaicismo pode não ser identificado positivamente caso a amostra de DNA no local do crime seja comparada com uma célula com DNA diferente daquele da amostra. 5. C Comentário: Eritrócitos ou hemácias ou glóbulos vermelhas são células anucleadas do sangue, não possuindo núcleo e, consequentemente, não possuindo DNA que possa ser utilizado na realização de exames de DNA. 6. B Comentário: Genoma é o conjunto de todos os genes de um indivíduo (ou espécie). Projetos Genoma têm o objetivo de sequenciar os genes de um indivíduo (ou espécie), ou seja, determinar a sequência de bases nitrogenadas no DNA de cada gene. Identificando a sequência de cada gene, pode-se deduzir a sequência de bases de seus respectivos RNAm e, através do código genético (relação entre códons e aminoácidos), deduzir a sequência de aminoácidos no peptídio codificado, para então determinar a função de cada gene. 7. B Comentário: Analisando cada item: Item I: falso. A compreensão das funções de cada gene pode elucidar os mecanismos por trás de várias doenças e auxiliar no seu tratamento, mas não se pode afirmar que todas as doenças passarão a ter cura. Item II: verdadeiro. A identificação de genes relacionados a doenças e sua detecção em indivíduos através de técnicas de exame de DNA proporcionarão um diagnóstico precoce de doenças genéticas e de fundo genético. Item III: verdadeiro. A identificação da função de cada gene vai permitir a associação de determinado gene a alguma condição patológica em particular. Item IV: falso. Não há métodos preventivos contra doenças hereditárias. Entretanto, a identificação de genes relacionados a doenças nos genitores pode permitir, através de aconselhamento genético, que casais com alto risco de terem filhos doentes optem por não ter crianças, bem como a identificação de embriões com genes para doenças em técnicas de fertilização in vitro permitirão a seleção de embriões saudáveis para a gravidez. 8. Comentário: A técnica de PCR (Reação em Cadeia de Polimerase) emprega uma enzima denominada TAQ polimerase, extraída de bactérias Thermus aquaticus, para produzir várias cópias de uma molécula de DNA, num processo denominado clonagem ou amplificação de DNA, útil em técnicas como a técnica do DNA recombinante (para criar cópias do DNA recombinante a ser introduzido no organismo a ser modificado) e do exame de DNA (para criar cópias de uma amostra de DNA até que se obtenha DNA suficiente para a eletroforese). A alta temperatura a que se submete o DNA tem objetivo de desnaturar as fitas de DNA, ou seja, quebrar as pontes de hidrogênio para separar as fitas e expor suas bases nitrogenadas para que se promova a replicação do mesmo. 9. C Comentário: A técnica de PCR (Reação em Cadeia de Polimerase) emprega uma enzima denominada TAQ polimerase, extraída de bactérias Thermus aquaticus, para produzir várias cópias de uma molécula de DNA, num processo denominado clonagem ou amplificação de DNA, útil em técnicas como a técnica do DNA recombinante (para criar cópias do DNA recombinante a ser introduzido no organismo a ser modificado) e do exame de DNA (para criar cópias de uma amostra de DNA até que se obtenha DNA suficiente para a eletroforese). 10. Comentário: O exame de DNA permite a identificação de indivíduos pelo seu DNA, podendo ser usado em análises de casos em criminalística. Nesse caso, o DNA do suspeito de um crime é comparado com o de alguma prova no local do crime, como gotas de

3 sangue, fios de cabelo ou esperma. No teste, o DNA do indivíduo e da prova são fragmentado por meio de enzimas de restrição. Os fragmentos são separados pela técnica de eletroforese, que separa as moléculas de DNA pelo tamanho, de modo que cada molécula de DNA aparece no diagrama de eletroforese como uma banda. Fragmentos idênticos de amostras distintas assumem a mesma posição no diagrama de eletroforese. São utilizadas, então, sondas radioativas complementares ao DNA não codificante ( DNA lixo ), para marcá-lo. Uma vez que este é hipervariável, varia enormemente de um indivíduo para outro, de modo que cada indivíduo (excetuando-se gêmeos univitelinos) tem um padrão único de bandas marcadas com as referidas sondas. Assim, a coincidência da posição de bandas de amostras distintas no diagrama de eletroforese indica igualdade entre elas, permitindo a confirmação de que o DNA na amostra do suspeito é idêntico àquele da amostra obtida na prova no local do crime, confirmando que a amostra é do suspeito. Assim, no caso em questão, deve-se comparar no diagrama fornecido o DNA do réu (2) com o da amostra masculina obtida na vagina da vítima (4). Observe: Discordante entre o suspeito e a amostra Coincidente entre o suspeito e a amostra Conclui-se então, que a amostra na fração masculina do esfregaço vaginal não possui DNA correspondente ao do réu (como o DNA deve ser idêntico, todas as bandas deveriam ser coincidentes entre o DNA do réu e da amostra). 11. C Comentário: Através das técnicas de exame de DNA, que emprega a eletroforese para separar fragmentos específicos de DNA em um gel, com posterior marcação de fragmentos de DNA de interesse por marcações radioativas chamadas sondas, é possível identificar um indivíduo pela comparação de sua região hipervariável de DNA com a região hipervariável de DNA de seus pais, de quem o indivíduo herdou todo o seu material genético. O texto descreve a aplicação da técnica em identificar a paternidade de um indivíduo pela comparação de seu DNA com o de seu suposto pai verificar se há compatibilidade ou não. - Na dúvida entre dois irmãos gêmeos dizigóticos (bivitelinos) em relação à paternidade de uma criança, o exame de DNA pode indicar corretamente o pai, uma vez que o material genético dos gêmeos dizigóticos não é igual (1ª situação, com Alfredo). - Na dúvida entre dois irmãos gêmeos monozigóticos (univitelinos) em relação à paternidade de uma criança, o exame de DNA não tem serventia alguma, uma vez que gêmeos monozigóticos possuem DNA exatamente idêntico, de modo que ambos terão o DNA igualmente compatível com o da criança em questão (2ª situação, com Renato). 12. B Comentário: Analisando as afirmações de cada estudante: - Ao afirmar que a identidade genética individual pode ser estabelecida pela técnica DNA fingerprint, ou impressão digital genética, EDUARDO está correto, mas como esta técnica compara trechos de DNA não codificante ( DNA lixo ), sua afirmação como um todo está incorreta. - Ao afirmar que enzimas de restrição podem cortar o DNA em pontos determinados, MARIANA está correta. - Ao afirmar que plasmídeos são vetores na técnica do DNA recombinante, LAURA está correta (dá-se o nome de vetor ao DNA ao qual o gene de interesse é adicionado, para que seja clonado e transferido para a célula a ser modificada; o vetor pode ser um vírus modificado ou um plasmídio bacteriano). - Genoma é o conjunto de genes de um indivíduo ou espécie, sendo o proteoma o conjunto de proteínas expressas pelo genoma, de modo que a afirmação de RAFAEL está correta. - A vacina de DNA consiste na aplicação de um DNA recombinante contendo o gene para a produção do antígeno. Assim, o indivíduo vacinado passa a produzir o antígeno em questão, e seu sistema imune reage produzindo anticorpos e células de memória contra o patógeno em questão. Desse modo, a afirmação de JOANA está incorreta, uma vez que as vacinas genéticas não inoculam microrganismos, mas seu material genético.

4 13. Comentário: O exame de DNA permite a identificação de indivíduos pelo seu DNA, podendo ser usado em casos de determinação de paternidade ou da identidade de indivíduos envolvidos em crimes. Assim, analisando cada item: Item A: verdadeiro. Segundo o texto, o uso de versões simplificadas do exame de DNA, bem como trocas de exames e erros de interpretação podem levar a resultados equivocados, de modo que a regulamentação e a fiscalização dos laboratórios pode reduzir a ocorrência de erros. Item B: falso. A análise dos grupos sanguíneos, como no sistema ABO, não permite a confirmação da paternidade, mas no máximo a exclusão da mesma, e ainda assim com a possibilidade de erros devido a fenômenos como o fenótipo Bombaim ou falso O. Item C: falso. O exame de DNA pode ter aplicações criminais através da comparação do DNA de suspeitos com o DNA de amostras de encontradas em locais onde ocorreram crimes. Item D: falso. Na dúvida entre dois irmãos gêmeos monozigóticos (univitelinos) em relação à paternidade de uma criança, o exame de DNA não tem serventia alguma, uma vez que gêmeos monozigóticos possuem DNA exatamente idêntico, de modo que ambos terão o DNA igualmente compatível com o da criança em questão. Item E: falso. O exame de DNA pode ser feito com quaisquer amostras de DNA, como aquelas encontradas em fios de cabelo ou em qualquer célula nucleada. É importante lembrar que hemácias de mamíferos são anucleadas, e trombócitos (ou plaquetas) são fragmentos anucleados de células, não possuindo DNA, e não podendo ser utilizados nos exames de DNA. 14. E Comentário: Os exames de DNA permitem a comparação de DNA entre amostras distintas para fins diversos como determinação de paternidade, identificação de cadáveres e identificação de criminosos. Analisando cada item: Item A: falso. O DNA pode ser destruído em situações extremas, como ocorre em temperaturas elevadas que ocorrem em incêndios e explosões. No entanto, pode ser encontrada alguma amostra intacta de DNA nos tecidos carbonizados, a qual, mesma em pequenas quantidades, pode ser usada em exames de DNA. Item B: falso. A quantidade de DNA nuclear na célula é bem maior que a de DNA mitocondrial. No caso da identificação de corpos carbonizados, o DNA mitocondrial é muito útil por apresentar-se em várias cópias com sequências idênticas de nucleotídeos, o que possibilita uma maior chance de que parte desse DNA mitocondrial esteja intacto para a comparação com o DNA de parentes próximos. Item C: falso. A tipagem sanguínea não é 100% confiável para a determinação de paternidade. Item D: falso. O DNA mitocondrial é inteiramente herdado da mãe, uma vez que as mitocôndrias dos espermatozoides degeneram após a fecundação. Item E: verdadeiro. Como o DNA mitocondrial é de origem materna, não pode ser usado na determinação da paternidade. 15. Comentário: O termo Eugenia designa o estudo dos agentes sob o controle social que podem melhorar ou empobrecer as qualidades raciais das futuras gerações seja física ou mentalmente. Na prática, a Eugenia visa a eliminação de defeitos genéticos de uma população, semdo um tema muito controverso e sujeito a questionamentos éticos. Ao longo da história da humanidade, especialmente nos regimes totalitários da primeira metade do século XX, práticas eugenistas incluíram a segregação, a castração e até a eliminação de indivíduos doentes ou de raças consideradas inferiores pelos grupos dominantes. Com os resultados obtidos com o Projeto Genoma Humano e a identificação de genes relacionados a doenças ou ao risco de doenças, existe um sério receio de que esses dados venham a ser usadas em práticas eugenistas, com discriminação genética e seleção de embriões. Como o termo diz respeito a humanos, o melhoramento genético das raças de rebanhos bovinos não é considerado uma prática de Eugenia. 16. C Comentário: O exame de DNA consiste basicamente na fragmentação do DNA dos indivíduos analisados através de enzimas de restrição e posterior separação dos fragmentos de DNA ( bandas ) pela técnica de eletroforese. Variações na sequência de nucleotídeos do DNA ( polimorfismos ) podem ser detectadas através da marcação de bandas com sondas radioativas, trechos de nucleotídeos modificados com isótopos radioativos e complementares a um DNA de interesse ( marcador ), como um gene ou um trecho de DNA não codificante ( DNA lixo ). O padrão de bandas dos indivíduos é então comparado. Apenas indivíduos geneticamente idênticos, como clones e irmãos gêmeos univitelinos apresentam padrão de bandas idêntico, sendo esse padrão de bandas normalmente único para cada indivíduo de cada espécie. Dentro de cada espécie, entretanto, alguns padrões de bandas de DNA se mostram comuns a todos os indivíduos daquela espécie, permitindo a identificação de uma espécie em particular de seres vivos. Assim: Item A: falso. Na técnica do exame de DNA, utiliza-se enzimas de restrição que cortam sequências específicas de DNA, ocorrendo invariavelmente o corte do DNA em vários trechos e gerando várias bandas. A ocorrência de polimorfismos pode gerar cortes em regiões diferentes, produzindo fragmentos maiores ou menores que o normal, e/ou marcáveis ou não marcáveis por uma sonda específica, o que faz com que o padrão geral de bandas, inclusive aquelas marcadas por sondas, se mostre diferente. Item B: falso. Apesar de todos os indivíduos de uma mesma espécie possuírem alguns padrões em comum de bandas de DNA, o padrão geral de cada indivíduo é único, como já mencionado, excetuando-se clones e irmãos gêmeos univitelinos. Item C: verdadeiro. Os polimorfismos de DNA podem ser analisados pela quebra do DNA do genoma uma enzima de restrição apropriada, seguida pela identificação de bandas específicas através, por exemplo, de sondas radioativas. A identificação de uma

5 banda dentro dos fragmentos de DNA resultantes do corte com as enzimas de restrição se dá por eletroforese, que separa esses fragmentos de DNA pelo tamanho. Polimorfismos, como, por exemplo, genes alelos de um mesmo locus, resultam em bandas de tamanhos diferentes. Item D: falso. Combinando técnicas de genética clássica e de genética molecular, é possível estimar a localização de um determinado marcador genético no cromossomo. Item E: falso. Existem algumas poucas enzimas de restrição conhecidas, sendo que cada uma delas corta o DNA em uma sequência específica de nucleotídeos. Em relação aos alelos, ocorrem apenas poucos alelos para um gene, normalmente apenas dois, sendo o dominante e o recessivo, ocorrendo em alguns poucos casos múltiplos alelos para um gene, como no caso do sistema ABO de grupos sanguíneos. Um alelo recessivo surge por mutação do alelo dominante, sendo que essa mutação pode ocorrer em vários pontos do DNA, de modo que cada alelo pode ser caracterizado por vários polimorfismos. Entretanto, vários polimorfismos não necessariamente caracterizam vários alelos, pois podem ocorrer em genes diferentes (não alelos) ou mesmo em segmentos de DNA não codificante ( DNA lixo ). 17. B Comentário: A técnica de PCR (Reação em Cadeia de Polimerase) emprega uma enzima denominada TAQ polimerase, extraída de bactérias Thermus aquaticus, para produzir várias cópias de uma molécula de DNA, num processo denominado clonagem ou amplificação de DNA, útil em técnicas como o exame de DNA para criar cópias de uma amostra de DNA de interesse até que se obtenha DNA suficiente para a eletroforese. Esse DNA de interesse pode ser um gene em particular, no caso do diagnóstico genético de doenças, ou DNA lixo (hipervariável), como as VNTR (trechos de DNA lixo com número variável de repetições de seqüências curtas de bases nitrogenadas) no DNA fingerprint para identificação de pessoas em criminalística ou análise de parentesco. Assim: Item I: verdadeiro. Antes da PCR, para que se pudesse visualizar as bandas de eletroforese, havia a necessidade de se ter grande quantidade de DNA de interesse. Item II: falso. A PCR apenas copia trechos do DNA in vitro, ou seja, fora de organismos vivos, usando DNA polimerases de bactérias. Item III: verdadeiro. A técnica da PCR permitiu a obtenção de grandes quantidades de DNA de interesse através de ciclo de replicação (amplificação). Item IV: falso. O DNA a ser amplificado é submetido a temperaturas altas, acima de 40 C para desnaturar as fitas de DNA, ou seja, quebrar as pontes de hidrogênio para separar as fitas e expor suas bases nitrogenadas para que se promova a replicação do mesmo; ao baixar a temperatura, o DNA renatura, uma vez que apenas pontes de hidrogênio entre adenina e timina e entre guanina e citosina podem ocorrer. 18. Comentário: Genoma é o conjunto de todos os genes de um indivíduo (ou espécie). Projetos Genoma têm o objetivo de seqüenciar os genes de um indivíduo (ou espécie), ou seja, determinar a seqüência de bases nitrogenadas no DNA de cada gene. Identificando a seqüência de cada gene, pode-se deduzir a seqüência de bases de seus respectivos RNAm e, através do código genético (relação entre códons e aminoácidos), deduzir a seqüência de aminoácidos no peptídio codificado, para então determinar a função de cada gene. 19. C Comentário: Genoma é o conjunto de todos os genes de um indivíduo (ou espécie). Projetos Genoma têm o objetivo de seqüenciar os genes de um indivíduo (ou espécie), ou seja, determinar a seqüência de bases nitrogenadas no DNA de cada gene. Identificando a seqüência de cada gene, pode-se deduzir a seqüência de bases de seus respectivos RNAm e, através do Código Genético (relação entre códons e aminoácidos), deduzir a seqüência de aminoácidos no peptídio codificado, para então determinar a função de cada gene. O Código Genético é conhecido desde o início da década de 1960, e sabe-se que ele é universal, ou seja, essencialmente o mesmo para todas as formas de vida. 20. Comentário: Os fragmentos de diferentes tamanhos, gerados pelo corte de um DNA com determinada endonuclease de restrição, podem ser separados uns dos outros por meio de uma técnica denominada eletroforese. O processo de eletroforese é realizado em uma placa de gelatina especial (gel); a solução contendo os fragmentos de DNA é colocada em fendas em uma das extremidades do gel, à qual é conectado o pólo negativo de uma fonte geradora de corrente elétrica; ao pólo oposto do gel é ligado o pólo positivo da fonte. A aplicação de uma diferença de potencial na placa de gel faz os fragmentos de DNA se deslocarem em direção ao pólo positivo, uma vez que eles possuem carga elétrica negativa. Quanto menor o tamanho dos fragmentos, maior a velocidade com que eles se deslocam. Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmo tamanho estacionam juntos em determinada posição na placa de gelatina, formando uma faixa, ou banda. Pela medida da distância relativa de migração das bandas, é possível calcular o peso molecular, e conseqüentemente o tamanho, dos fragmentos de DNA que as constituem. Assim, o fragmento F1 possui o maior peso molecular ( ), de modo a apresentar a menor velocidade de migração, o fragmento F3 possui o segundo maior peso molecular ( ), de modo a apresentar a segunda menor velocidade de migração, e o fragmento F2 possui o terceiro maior peso molecular ( ), ou seja, o menor peso molecular, a apresentando a terceira menor velocidade de migração, ou seja, a maior velocidade de migração.

6 21. Comentário: Os fragmentos de diferentes tamanhos, gerados pelo corte de um DNA com determinada endonuclease de restrição, podem ser separados uns dos outros por meio de uma técnica denominada eletroforese. O processo de eletroforese é realizado em uma placa de gelatina especial (gel); a solução contendo os fragmentos de DNA é colocada em fendas em uma das extremidades do gel, à qual é conectado o pólo negativo de uma fonte geradora de corrente elétrica; ao pólo oposto do gel é ligado o pólo positivo da fonte. A aplicação de uma diferença de potencial na placa de gel faz os fragmentos de DNA se deslocarem em direção ao pólo positivo, uma vez que eles possuem carga elétrica negativa. Quanto menor o tamanho dos fragmentos, maior a velocidade com que eles se deslocam. Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmo tamanho estacionam juntos em determinada posição na placa de gelatina, formando uma faixa, ou banda. Pela medida da distância relativa de migração das bandas, é possível calcular o peso molecular, e consequentemente o tamanho, dos fragmentos de DNA que as constituem. A técnica de eletroforese é possível porque a molécula de DNA possui carga elétrica negativa proporcionada pela abundância de grupos fosfato (PO ), um dos componentes dos desoxirribonucleotídeos. 22. Comentário: A técnica de sequenciamento de bases nitrogenadas de uma cadeia de DNA baseia-se na construção de cadeias complementares ao DNA a ser sequenciado, utilizando nucleotídeos normais de DNA (desoxirribonucleotídeos) e nucleotídeos especiais (didesoxirribonucleotídeos), com um hidrogênio no carbono 3, ao invés da hidroxila que normalmente ocorre; esses não permitem a adição de novos nucleotídeos para o crescimento da cadeia, uma vez que não possuem a hidroxila do carbono 3 para fazer uma ligação fosfodiéster 3 5. Assim, uma vez que uma nova cadeia de DNA produzida incorpora um nucleotídeo especial, não pode mais receber nucleotídeos, e seu crescimento é interrompido. Várias cópias da cadeia de DNA a ser sequenciada são feitas, com nucleotídeos normais e nucleotídeos especiais, gerando cópias do DNA com comprimentos diversos, desde aquelas que possuem todos os nucleotídeos a serem sequenciados, como aquelas que possuem um nucleotídeo a menos (por terem incorporado como penúltimo nucleotídeo um didesoxirribonucleotídeo que interrompe o crescimento da cadeia impedindo a adição do último nucleotídeo), como aquelas que possuem dois nucleotídeos a menos (por terem incorporado como antepenúltimo nucleotídeo um didesoxirribonucleotídeo que interrompe o crescimento da cadeia impedindo a adição dos dois últimos nucleotídeos), e daí por diante. Essas várias cadeias de comprimentos diversos são então separadas por eletroforese, gerando uma gradação de cadeias de DNA no diagrama de eletroforese, da maior (com todos os nucleotídeos a serem sequenciados) para a menor (com apenas um nucleotídeo a ser sequenciado, uma vez que a cadeia iniciou sua formação já pelo didesoxirribonucleotídeo que interrompe o crescimento da cadeia). Assim, basta analisar o último nucleotídeo de cada banda do diagrama de eletroforese que se tem o sequenciamento das bases nitrogenadas, de cima para baixo no diagrama, do último para o primeiro nucleotídeo no DNA. Para identificar a base nitrogenada do último nucleotídeo contido na banda (didesoxirribonucleotídeo), este é marcado com material radioativo. Observe que o sequenciamento é feito na verdade com a cadeia complementar à original, uma vez que se sequencia a cadeia filha gerada na replicação. Assim, se a sequência em análise é GTACTCGA, serão produzidas na replicação do DNA cadeias complementares ACTGAGCT (com 8 nucleotídeos), ACTGAGC (com 7 nucleotídeos), ACTGAG (com 6 nucleotídeos), etc, já organizadas abaixo no diagrama de eletroforese (com o nucleotídeo sublinhado sendo o didesoxirribonucleotídeo que interrompe a replicação):

7 Pólo negativo (fragmentos maiores) Sentido de migração dos fragmentos de DNA (lembre-se que o DNA tem carga elétrica negativa devido a seus grupos fosfato) Pólo positivo (fragmentos menores) Ou, lendo no diagrama de eletroforese do texto: ACTGAGCT ACTGAGC ACTGAG ACTGA ACTG ACT AC A 8ª base 7ª base 6ª base 5ª base 4ª base 3ª base 2ª base 1ª base Pólo negativo (fragmentos maiores) 8ª base 7ª base 6ª base 5ª base 4ª base 3ª base Pólo positivo (fragmentos menores) 2ª base 1ª base 23. Comentário: Os fragmentos de diferentes tamanhos, gerados pelo corte de um DNA com determinada endonuclease de restrição, podem ser separados uns dos outros por meio de uma técnica denominada eletroforese. O processo de eletroforese é realizado em uma placa de gelatina especial (gel); a solução contendo os fragmentos de DNA é colocada em fendas em uma das extremidades do gel, à qual é conectado o pólo negativo de uma fonte geradora de corrente elétrica; ao pólo oposto do gel é ligado o pólo positivo da fonte. A aplicação de uma diferença de potencial na placa de gel faz os fragmentos de DNA se deslocarem em direção ao pólo positivo, uma vez que eles possuem carga elétrica negativa. Quanto menor o tamanho dos fragmentos, maior a velocidade com que eles se deslocam. Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmo tamanho estacionam juntos em determinada posição na placa de gelatina, formando uma faixa, ou banda. Pela medida da distância relativa de migração das bandas, é possível calcular o peso molecular, e consequentemente o tamanho, dos fragmentos de DNA que as constituem. Após a fragmentação da molécula de DNA representada, nos pontos de corte indicados, a eletroforese separa os fragmentos, do polo negativo para o polo positivo, do maior para o menor. Assim, a leitura do pólo positivo para o pólo negativo será do menor fragmento para o maior (no caso da questão, o tamanho dos fragmentos é determinado visualmente, por aproximação): C (menor) G F D E A B (maior). 24.

8 Comentário: Analisando cada item: Item I: verdadeiro. Na técnica do DNA recombinante, o vetor é o suporte para um gene de interesse a ser introduzido no organismo que se deseja modificar. O vetor mais comumente usado são plasmídeos bacterianos, que correspondem a fragmentos circulares e desnudos de DNA extracromossomial em bactérias. Item II: verdadeiro. O corte do DNA na técnica do DNA recombinante é feito por intermédio de enzimas de restrição, as quais fragmentam o DNA em trechos com sequências nucleotídicas específicas. Item III: falso. Se duas diferentes moléculas de DNA forem cortadas por uma mesma enzima de restrição, serão produzidos diferentes conjuntos de fragmentos, uma vez que as sequências nucleotídicas que são sítio para ação das enzimas de restrição estarão em regiões diferentes das moléculas de DNA distintas. Item IV: verdadeiro. A tecnologia do DNA recombinante é a principal técnica de engenharia genética, sendo que para a produção de transgênicos, consiste na fusão de segmentos de DNA de organismos de diferentes espécies para a construção de um DNA híbrido ou recombinante. 25. B Comentário: Os microssatélites descritos no enunciado correspondem aos trechos de DNA não codificante conhecidos como VNTR e que são usados para comparação nos exames de DNA. VNTR são sequências curtas de nucleotídeos que se repetem, variando em número de repetições de um indivíduo para outro. Humanos são diploides e têm cromossomos organizados em pares de homólogos, sendo que em cada cromossomo ocorrem locos (regiões cromossômicas) para um certo VNTR. Como cada cromossomo de um par de homólogos do indivíduo é herdado de um dos pais, em cada loco, um dos VNTR tem origem paterna e outro tem origem materna. A separação eletroforética dos fragmentos de DNA obtidos com o corte do DNA dos indivíduos envolvidos (nesse caso criança, mãe e suposto pai) permite a comparação da posição dos trechos de VNTR, os quais estão representados na tabela por valores numéricos. Na criança, em cada loco, um microssatélite deve vir do pai e outro da mãe, e, o microssatélite que não vier da mãe, obrigatoriamente tem origem paterna. Por exemplo, para o loco 1, se os microssatélites da criança são 13 e 14 e na mãe são 12 e 13, pode-se afirmar que o 13 da criança veio da mãe, de modo que o 14 tem que ter vindo do pai, o que é viável porque o suposto pai tem os microssatélites 9 e 14. Assim, analisando cada item: Item A: falso. Para o loco 6, o suposto pai e a criança têm ambos 15 repetições no microssatélite em cada cromossomo do par de homólogos, sendo homozigotos (15; 15) para esse loco. Item B: verdadeiro. No loco 2, a criança é 35; 35, tendo que ter herdado um microssatélite de 35 repetições de cada genitor, o que é possível na mãe, que é 32; 35, mas não no suposto pai, que é 29; 32 e não possui microssatélite de 35 repetições. No loco 4, a criança é 7; 7, tendo que ter herdado um microssatélite de 7 repetições de cada genitor, o que é possível na mãe, que é 7; 9, mas não no suposto pai, que é 6; 9 e não possui microssatélite de 7 repetições. No loco 7, a criança é 21; 22, tendo que ter herdado um microssatélite de 21 repetições de um genitor e um microssatélite de 22 repetições do outro genitor, o que é possível na mãe, que é 18; 22, tendo passado microssatélite de 22 repetições, de modo que o microssatélite de 21 repetições tem que ter vindo do pai, o que não é possível para o suposto pai, que é 18; 19 e não possui microssatélite de 21 repetições. Item C: falso. O filho é homozigoto para os locos 2, 3, 4 e 6, e heterozigoto para os locos 1, 5 e 7. Item D: falso. Em todos os locos analisados pode-se observa a coincidência de um dos microssatélites da criança com a da mãe, mostrando que a maternidade é viável. Item E: falso. No loco 1, a criança é 13; 14, tendo que ter herdado um microssatélite de 13 repetições de um genitor e um microssatélite de 14 repetições do outro genitor, o que é possível na mãe, que é 12; 13, tendo passado microssatélite de 13 repetições, de modo que o microssatélite de 14 repetições tem que ter vindo do pai, o que é possível para o suposto pai, que é 9; 14 e possui microssatélite de 14 repetições. No loco 3, a criança é 10; 10, tendo que ter herdado um microssatélite de 10 repetições de cada genitor, o que é possível na mãe, que é 8; 10, e no suposto pai, que é 10; Comentário: Através das técnicas de exame de DNA, que emprega a eletroforese para separar fragmentos específicos de DNA em um gel, com posterior marcação de fragmentos de DNA de interesse por marcações radioativas chamadas sondas, é possível: Item I: verdadeiro. É possível identificar um indivíduo pela comparação de sua região hipervariável de DNA com a região hipervariável de DNA de seus pais, de quem o indivíduo herdou todo o seu material genético. Item II: falso. A Síndrome de Down não é caracterizada por nenhuma seqüência em particular de DNA, uma vez que não é condicionada por gene algum, não se constituindo em um doença genética, e por isso não podendo ser diagnosticada pela eletroforese. A Síndrome de Down é uma doença cromossômica onde o indivíduo possui 3 cromossomos do par 21 ao invés de apenas 2, que é o normal, podendo ser diagnosticada por exames como o de cariotipagem, que permite a contagem do número de cromossomos. Item III: verdadeiro. A eritroblastose fetal é uma condição que afeta a partir do 2º filho Rh + de mãe Rh -, sendo a tipagem sangüínea pelo fator Rh uma característica genética, ou seja, determinada por uma certa seqüência de DNA (gene) que pode ser identificada na eletroforese. Assim, uma mulher Rh - que já tenha um filho Rh + pode obter DNA de seu filho antes mesmo que nasça, através de técnicas como amniocentese, e através do exame de DNA verificar se possui o gene que condiciona sangue Rh +, podendo então prever a ocorrência de eritroblastose fetal. 27. Comentário: O exame de DNA permite a identificação de indivíduos pelo seu DNA, podendo ser usado em análises de casos em criminalística. Nesse caso, o DNA do suspeito de um crime é comparado com o de alguma prova no local do crime, como gotas de

9 sangue, fios de cabelo ou esperma. No teste, o DNA do indivíduo e da prova são fragmentado por meio de enzimas de restrição. Os fragmentos são separados pela técnica de eletroforese, que separa as moléculas de DNA pelo tamanho, de modo que cada molécula de DNA aparece no diagrama de eletroforese como uma banda. Fragmentos idênticos de amostras distintas assumem a mesma posição no diagrama de eletroforese. São utilizadas, então, sondas radioativas complementares ao DNA não codificante ( DNA lixo ), para marcá-lo. Uma vez que este é hipervariável, varia enormemente de um indivíduo para outro, de modo que cada indivíduo (excetuando-se gêmeos univitelinos) tem um padrão único de bandas marcadas com as referidas sondas. Assim, a coincidência da posição de bandas de amostras distintas no diagrama de eletroforese indica igualdade entre elas, permitindo a confirmação de que o DNA na amostra do suspeito é idêntico àquele da amostra obtida na prova no local do crime, confirmando que a amostra é do suspeito. Assim, no caso em questão, deve-se comparar no diagrama fornecido o DNA dos suspeitos, da vítima e da amostra. As bandas encontradas na amostra, mas não na vítima, só podem ser do autor do crime. Observe: Assim, conclui-se que o suspeito 3 é o culpado do crime. 28. Comentário: O exame de DNA permite a identificação de indivíduos pelo seu DNA, podendo ser usado em casos de determinação de paternidade. Nesse caso, o DNA dos envolvidos, ou seja, do indivíduo, da mãe e do(s) provável(is) pai(s), é comparado no exame. De início, o DNA dos envolvidos é fragmentado por meio de enzimas de restrição e separado pela técnica de eletroforese (que separa as moléculas de DNA pelo tamanho), de modo que cada molécula de DNA aparece no diagrama de eletroforese como uma banda. Fragmentos idênticos de amostras distintas assumem a mesma posição no diagrama de eletroforese. São utilizadas, então, sondas radioativas complementares ao DNA não codificante ( DNA lixo ), para marcá-lo. Uma vez que este é hipervariável, varia enormemente de um indivíduo para outro, de modo que cada indivíduo (excetuando-se gêmeos univitelinos) tem um padrão único de bandas marcadas com as referidas sondas. Entretanto, como metade do DNA do indivíduo é herdada de cada um dos pais, metade das bandas marcadas do indivíduo devem ser iguais às de sua mãe e metade devem ser iguais às de seu pai. Assim, a coincidência da posição de bandas de amostras distintas no diagrama de eletroforese indica igualdade entre elas, permitindo a confirmação de que metade do DNA do indivíduo é idêntico ao de seu pai, confirmando a paternidade. Na questão, as bandas coincidentes foram substituídas por conjuntos de símbolos idênticos, de modo que as bandas do latifundiário estão indicadas por círculos brancos e as bandas da mulher estão indicadas por letras x. Assim, - O filho 1 tem bandas x da mulher e bandas ausentes no latifundiário, de modo que devem ter sido herdadas do 1º esposo da mulher; - O filho 2 tem bandas x da mulher e bandas do latifundiário, sendo filho dos dois; - O filho 3 tem bandas do latifundiário e bandas ausentes na mulher, de modo que devem ter sido herdadas da 1ª esposa do latifundiário. Conclui-se então que os filhos 2 e 3 são filhos biológicos do latifundiário, sendo que o filho 2 é do segundo casamento e o filho 3, do primeiro. 29. VVFVF Comentário: 1º item: verdadeiro. Seres procariotos, menores em dimensão celular, possuem alta taxa metabólica em comparação aos eucariotos, que repercute na rápida absorção de nutrientes que são transformados no interior da célula e utilizados na realização de trabalho, como a replicação do DNA. 2º item: verdadeiro. A replicação do DNA é semiconservativa, e, portanto, cada fita mãe do DNA é pareada a uma nova fita. 2º item: falso. As fitas do DNA são antiparalelas; na replicação a fita contínua é produzida no mesmo sentido do movimento da forquilha de replicação. 4º item: verdadeiro. Na PCR, a alta temperatura quebra temporariamente as ligações de hidrogênio entre as fitas de DNA, permitindo a união de oligonucleotídeos (primers) pelo DNA polimerase, que irão compor a nova cadeia da dupla fita.

10 5º item: verdadeiro. Geralmente são comparadas unidades repetidas de pares de bases (microssatélites) em cerca de apenas 13 locos polimórficos dos cromossomos. 30. FFVFFFF = 4 Comentário: Na eletroforese, trechos de DNA cortado por enzimas de restrição são separados baseando-se na diferença de tamanho dos fragmentos. Como o DNA tem carga elétrica negativa pelo grupo fosfato, os fragmentos depositados no polo negativo do sistema são atraídos para o polo positivo, sendo que os fragmentos maiores são mais pesados e se deslocam menos e os fragmentos menores são mais leves e se deslocam mais. Como humanos são diploides, têm cromossomos organizados em pares de homólogos, sendo que em cada cromossomo ocorrem locos (regiões cromossômicas) onde se encontram trechos de DNA específicos. Assim, como o alelo A é quebrado em dois fragmentos e o alelo a não é quebrado, correspondendo a apenas um fragmento, tem-se que: - o indivíduo 1 só tem um fragmento, só possuindo o alelo a e sendo homozigoto para ele, ou seja, aa; conclui-se que o alelo a corresponde ao fragmento de cerca de 700 pb; - o indivíduo 2 tem dois fragmentos, e não possui o fragmento de 700 pb, de modo que possui somente o alelo A e é homozigoto para ele, ou seja, AA; conclui-se que o alelo A corresponde aos fragmentos de 400 pb e 300 pb; - o indivíduo 3 tem o fragmento de 700 pb, ou seja, possui o alelo a, e possui os fragmentos de 400 pb e 300 pb, ou seja, possui o alelo A, sendo, pois, heterozigoto, ou seja, Aa. Analisando cada item: Item 1: falso. Como mencionado, o indivíduo 1 é homozigoto aa. Item 2: falso. Como mencionado, o indivíduo 2 é homozigoto AA. Item 4: verdadeiro. Como mencionado, o indivíduo 3 é heterozigoto Aa. Item 8: falso. Como mencionado, o indivíduo 2 é homozigoto AA. Item 16: falso. Como mencionado, o alelo A, quando clivado origina 2 fragmentos com cerca de 400 pb e 300 pb. Item 32: falso. Como mencionado, o alelo a possui um tamanho de aproximadamente 700 pb. Item 64: falso. Como mencionado, os fragmentos maiores ficam mais próximos do polo negativo. 31. A) O resultado mostrou que o Filho 1 é filho biológico do outro homem porque apresenta duas bandas (segmentos de DNA) também encontradas nesse homem, enquanto as outras duas se referem a segmentos de DNA herdados da mãe. O Filho 2 é filho do marido, já que as bandas referentes a esse filho são encontradas tanto no resultado referente à mãe quanto naquele correspondente ao marido. B) Não, porque o DNA mitocondrial tem informações só do genoma materno, proveniente das mitocôndrias do gameta materno (óvulo). Não seria possível, portanto, detectar os fragmentos de DNA mitocondrial de origem paterna. 32. Para começar apenas a presença de duas bandas (A e B) é indicativo positivo para o indivíduo apresentar a disfunção muscular. Interpretando cada banda como um gene, chamaremos a banda A de A, a banda B e B, e a ausência delas de 0 (observe que as bandas são genes alelos porque ocupam o mesmo loco). Assim, o indivíduo I será AB, o II será A0, o III será 00 e o IV será B0. A) II, III e IV, porque não têm os dois marcadores. B) O único possível cruzamento que pode oferecer os genótipos AB, A0, B0 e 00 é entre indivíduos A0 e B0, ou seja, II e IV. C) Como o mrna apresentou o mesmo padrão eletroforético, significa que não houve nenhum problema na transcrição gênica para a produção do mrna. Assim, a diferença entre os dois padrões de proteínas pode ter sido causada por uma mutação no DNA ou por alguma alteração no processo de tradução do mrna. Isso resultou na tradução de uma proteína com menor tamanho (padrão B) em relação ao padrão A (selvagem), ou seja, menor massa molecular. 34. A) Dada à grande variedade das seqüências de nucleotídeos no DNA na espécie humana em praticamente infinitas possibilidades de combinação, é praticamente impossível que dois indivíduos possuam seus DNA idênticos, exceto nos casos dos clones naturais, isto é, os gêmeos univitelinos. B) Da mesma maneira que o material genético do filho é proveniente do material do pai, havendo profundas semelhanças entre estes materiais genéticos (aliás, a diferença existente entre os cromossomos do filho e do pai e mãe diz respeito apenas ao crossing-over), o material genético do filho é proveniente do material do avô ou avó. Desta maneira, a análise do DNA destes parentes (ou mesmo de tios, cujo material genético em um cromossomo é bastante semelhante ao do pai) pode fornecer um esclarecimento sobre a paternidade da criança. 35. I. O exame de DNA pode ser feito com qualquer célula nucleada ou fragmentos de núcleos de células, como em fios de cabelo.

11 II. A semelhança genética entre pai e filho é bem superior à semelhança entre tio e sobrinho, o que pode ser percebido no exame de DNA. III. O cadáver pode ser exumado e dele extraído DNA viável para a realização do exame. 36. Por que B é heterozigoto. 37. Como o projeto visava determinar a sequência completa de todos os cromossomos humanos, era importante incluir nesse conjunto o cromossomo Y. Como o cromossomo Y só existe nos indivíduos do sexo masculino, assim o doador teria que ser um indivíduo desse sexo. 38. A) Se ocorrer a comparação do DNA das células recebidas na transfusão com as da criança, a paternidade será negada, mesmo que o cidadão safado seja o pai da criança. B) Tomar várias amostradas de célula do cidadão vagabundo e comparar com as da criança; caso o DNA de nenhuma delas seja compatível, a paternidade estará excluída; caso o DNA seja compatível em alguma, a paternidade estará confirmada. Pode-se também remover DNA de outras partes do corpo que não o sangue. 39. A) Inclusão. A porcentagem de bandas coincidentes de 50% é compatível com a porcentagem de 50% de DNA da criança que é herdada de cada um dos genitores, pai e mãe. B) A reação de cadeia de polimerase cria várias cópias de uma molécula de DNA sem a necessidade de um vetor biológico. Essa técnica se baseia na capacidade de replicação (auto-duplicação) do DNA. 40. A) 3 AAGCTTTCCACTGGGGACCTGGAAATCT5. B) 5 TTCGAAAGGTGACCCCTGGACCTTTAGA3. C) 3 AAGCTTTCCACTGGGGACCTGGAAATCT5 5 TTCGAAAGGTGACCCCTGGACCTTTAGA3.