GENÉTICA NA SALA DE AULA: ESTRATÉGIAS DE ENSINO E APRENDIZAGEM Departamento de Genética - Instituto de Biologia UFRJ

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1 Formação Continuada nas Áreas de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias Plano de Trabalho Individual UFRJ GENÉTICA NA SALA DE AULA: ESTRATÉGIAS DE ENSINO E APRENDIZAGEM Departamento de Genética - Instituto de Biologia UFRJ Equipe Responsável: PROFESSORA DRA. BLANCHE CHRISTINE BITNER-MATHÉ TUTORA MS. BRUNA PALMA MATTA TUTORA MS. ROBERTA LOH Proposta de Atividade Didática: ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE DNA Autores: ADRIANA DE SOUZA LIMA GEDALVA MARIA BENTES DOS SANTOS SILVA HEBER PIRES FRANCISCO JOSÉ DE FREITAS NOVEMBRO 2005

2 ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE DNA INTRODUÇÃO O material genético tem a função de guiar todas as etapas do desenvolvimento e manutenção da vida de um organismo. Para isto, ele deve ser capaz de armazenar a informação genética, replicar-se com fidelidade para garantir que a informação seja passada corretamente de geração para geração e também orientar a tradução da informação do genótipo para o fenótipo. Em todos os organismos vivos, a função de material genético é realizada por macromoléculas conhecidas como ácidos nucléicos, que podem ser de dois tipos: DNA (ácido desoxirribonucléico) ou RNA (ácido ribonucléico). O DNA é encontrado como material genético na maioria dos seres vivos. Este ácido nucléico é composto por duas longas cadeias de nucleotídeos que estão enroladas uma sobre a outra formando uma espiral. A informação genética está armazenada no DNA sob a forma de um código onde uma determinada seqüência de nucleotídeos corresponde a uma proteína com uma função específica no organismo. O nucleotídeo, que é a unidade básica da cadeia de DNA, é composto por um açúcar, um fosfato e uma base nitrogenada. O açúcar do DNA é uma pentose, ou seja, um açúcar contendo cinco carbonos, chamado 2 -desoxirribose. A base nitrogenada, pode ser de dois tipos: purina ou pirimidina. As purinas são adenina e guanina (A e G) e as pirimidinas são timina e citosina (T e C). O último componente, o grupamento fosfato, consiste em um átomo de fósforo ligado a quatro átomos de oxigênio. Os nucleotídeos são unidos uns aos outros por ligações covalentes chamadas de ligações fosfodiéster. As duas cadeias de polinucleotídeos estão unidas por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas de cada uma das cadeias. O pareamento entre as bases é específico: Adenina sempre pareia com timina formando 2 pontes de hidrogênio e guanina sempre pareia com citosina formando 3 pontes de hidrogênio. Assim, temos sempre uma purina pareada com uma pirimidina. Em cada giro completo da dupla hélice existem 10 pares nucleotídeos, onde a distância entre estes pares é constante. Isto significa que o comprimento de um giro completo da dupla hélice é também é constante. OBJETIVOS 1. Compreender a estrutura tridimensional da molécula de DNA 2. Identificar a unidade básica da molécula o nucleotídeo e seus componentes açúcar, fosfato e base nitrogenada. 2

3 PRÁTICA - MONTAGEM DE UM MODELO DE DNA 1 Grupo: De 4 a 6 alunos; 2 Objetivo: Montar o modelo de um giro completo da dupla hélice do DNA; 3 Material: 42 caixas de fósforos vazias, sendo 28 para a formação das bases nitrogenadas e das desoxirriboses, enquanto as outras 14 fornecerão suas partes internas (extras) para unirem as bases nitrogenadas entre si; 1 arame com aproximadamente 70 cm de comprimento e com espessura semelhante a de um espeto de bambu para churrasco ou 2 raios de bicicleta soldados por uma das extremidades, para formar o eixo da molécula de DNA; 1 pedaço de madeira de 10 cm x 12 cm x 2 cm, para servir de base para o eixo da molécula de DNA; 1 folha de cartolina branca; 5 folhas de papel ofício ou similar, com as cores verde, vermelha, amarela, azul e uma outra de cor diferente da folha de cartulina para forrarem as caixas de fósforos ou 6 canetas pilot de mesmas cores, neste caso, para colorí-las; Cola; Alfinetes. A proposta da montagem de um modelo de DNA, consiste na utilização de produtos de fácil aquisição, inclusive, alguns deles podem se substituídos por outros, caso haja alguma sugestão ou mesmo por serem, no momento, de mais fácil aquisição. 4 Método: a. Separar as partes internas e externas das caixas-de-fósforos; b. Montar as Bases nitrogenadas forrando ou colorindo as partes externas com cores diferentes: Adenina em Verde; Timina em vermelho, Guanina em amarelo e Citosina em azul; 3

4 c. Montar as desoxirriboses forrando ou colorindo as partes internas das caixas de fósforos com uma única cor; d. Montar os nucleosídeos colando e encaixando, pela metade, uma desoxirribose em uma base nitrogenada; e. Montar conjuntos nucleosídicos colando e encaixando nucleosídeos, com auxílio de partes externas extras, de acordo com as relações entre as bases nitrogenadas ( A T, C G); 4

5 f. Iniciar a montagem da molécula de DNA: Fazer furos entre as bases nitrogenadas, para a passagem do arame que servirá de eixo para a molécula de DNA; Colocar 10 conjuntos de polinucleosídeos girando-os de maneira helicoidal, para formar um giro completo; Recortar duas tiras longas da cartolina, para representar os grupos fosfatos e pregá-las por meio de alfinetes ou colá-las, em cada lado dos polinucleosídeos, compondo os nucleotídeos; 5

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