Tecnologias da reprodução
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Tecnologias da reprodução
Biologia Ficha 4 Avançado 3os anos Rafael mar/13 Nome: Nº: Turma: Tecnologias da reprodução 1- (Enem) A sequência a seguir indica de maneira simplificada os passos seguidos por um grupo de cientistas para a clonagem de uma vaca: I. Retirou-se um óvulo da vaca Z. O núcleo foi desprezado, obtendo-se um óvulo anucleado. II. Retirou-se uma célula da glândula mamária da vaca W. O núcleo foi isolado e conservado, desprezando-se o resto da célula. III. O núcleo da célula da glândula mamária foi introduzido no óvulo anucleado. A célula reconstituída foi estimulada para entrar em divisão. IV. Após algumas divisões, o embrião foi implantado no útero de uma terceira vaca, Y, mãe de aluguel. O embrião se desenvolveu e deu origem ao clone. Considerando-se que os animais Z, W e Y não têm parentesco, pode-se afirmar que o animal resultante da clonagem tem as características genéticas da vaca: a) Z, apenas. b) c) d) e) W, apenas. Y, apenas. Z e da W, apenas. Z, W e Y. 2- (Fuvest) Uma maneira de obter um clone de ovelha é transferir o núcleo de uma célula somática de uma ovelha adulta A para um óvulo de outra ovelha, B, do qual foi previamente eliminado o núcleo. O embrião resultante é implantado no útero de uma terceira ovelha, C, onde origina um novo indivíduo. Acerca do material genético desse novo indivíduo, pode-se afirmar que: a) b) c) d) e) o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha A. o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha B. o DNA nuclear e o mitocondrial são iguais aos da ovelha C. o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial é igual ao da ovelha B. o DNA nuclear é igual ao da ovelha A, mas o DNA mitocondrial é igual ao da ovelha C. 1 3- (Unesp) Considere as cinco situações seguintes: I. Formação de vários embriões a partir de um único zigoto. II. O gameta feminino (óvulo) de certos animais se desenvolve formando um novo indivíduo, sem que tenha sido fecundado. III. Óvulos distintos são fecundados por espermatozoides também distintos, originando zigotos igualmente distintos. IV. Concepção de um organismo a partir da fusão de um óvulo não fecundado, do qual se retirou o núcleo celular, com o núcleo de uma célula somática retirada de um animal que se deseja copiar. V. Uma muda de violeta formada a partir de uma única folha que tenha sido destacada de outra planta e plantada em solo úmido e bem adubado. Tomando-se como referência a definição genética de clone e considerando as situações descritas, podemos dizer que são processos de clonagem: a) b) c) d) I, apenas. I e II, apenas. I, IV e V, apenas. I, II, III e IV, apenas. e) I, II, III, IV e V. 4- (Unicamp) No início de 1998, pesquisadores anunciaram o nascimento da ovelha Dolly, considerada o primeiro clone de mamífero gerado artificialmente. Um dos objetivos dessa pesquisa é a melhoria da pecuária, por meio da formação de rebanhos homogêneos. Clones, no entanto, ocorrem naturalmente no cotidiano, lembra o geneticista Ademar Freire Maia em um artigo do Boletim “Germinis” do Conselho Federal de Biologia, de maio/junho de 1997. a) Qual seria a desvantagem biológica de um rebanho de clones? ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ b) Dê um exemplo de clone que ocorre naturalmente. Justifique. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2 5- (Unifesp) Louise Brown nasceu em julho de 1978, em Londres, e foi o primeiro bebê de proveta por fecundação artificial in vitro. A ovelha Dolly nasceu em 5 de julho de 1996, na Escócia, e foi o primeiro mamífero clonado a partir do núcleo da célula de uma ovelha doadora. a) Qual a probabilidade de Louise ter o genoma mitocondrial do pai? Explique. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ b) O genoma nuclear do pai da ovelha doadora fará parte do genoma nuclear de Dolly? Explique. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 6- (Unesp) Respondendo a uma questão sobre a possibilidade de se clonarem animais para livrá-los de extinção, um cientista apresenta duas técnicas, I e II, que poderiam ser usados e que estão descritas nos quadros. TÉCNICA I 1 - Uma fêmea (animal X) é estimulada com hormônios a produzir vários óvulos. 2 - Essa fêmea é então inseminada artificialmente. 3 - Após alguns dias, os zigotos são retirados da fêmea e divididos em dois. 4 - Cada metade é reimplantada no útero de outra fêmea (receptora), da mesma espécie, gerando um novo animal. TÉCNICA II 1 - Células somáticas são retiradas do corpo de um animal (animal Y), das quais são retirados os núcleos. 2 - Óvulos não fecundados são retirados de um segundo animal (animal Z). O núcleo de cada um desses óvulos é retirado. 3 - O núcleo retirado da célula somática do animal Y é implantado no óvulo sem núcleo do animal Z. A nova célula assim formada começa a se dividir formando um embrião. 4 - O embrião é reimplantado no útero de um terceiro animal (animal W) dando origem a um novo animal. 3 Pergunta-se: a) Todos os animais produzidos pela técnica I são genotipicamente iguais ao animal X? Justifique. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ b) O novo animal formado pela técnica II pode ser chamado “clone” do animal Y, Z ou W? Justifique. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 7- (UPE) Em gatos malhados, certas regiões do corpo apresentam coloração preta (XP) ou amarelo-alaranjado (XA), relacionadas a genes presentes no cromossomo X, entremeadas por áreas de pelos brancos, condicionadas pela ação de genes autossômicos de caráter recessivo (bb). As fêmeas heterozigotas apresentam três cores e recebem a denominação de cálico, enquanto os machos possuem apenas duas cores. No Texas (EUA), ocorreu a clonagem de uma gatinha cálico chamada Rainbow, e, para surpresa dos pesquisadores, o clone que deveria ser idêntico à matriz apresentou um padrão de manchas diferentes da original. Isso ficou conhecido como o caso Carbon Copy ou Copy Cat. a) b) c) d) e) A clonagem da gatinha não foi bem-sucedida devido à(ao): adição de um cromossomo X em certo par, constituindo uma trissomia e elevando a homozigose; por isso, a clonagem de um cálico nunca resultará em um mesmo padrão. deleção de determinada região do cromossomo X, causando um fenótipo diferente do esperado, visto Carbon Copy ter sido criada a partir de um óvulo que se misturou com o núcleo de Rainbow. efeito pleiotrópico, no qual a ação do par de genes é responsável pela ocorrência simultânea de diversas características que ativa os dois cromossomos X da fêmea no caso de haver clonagem. processo de inativação ao acaso de um dos cromossomos X da fêmea, relacionado a genes que aparecem em heterozigose, resultando em padrão de pelagem diferente mesmo quando os indivíduos são geneticamente idênticos. tipo de herança quantitativa, em que os genes possuem efeito aditivo e recebem o nome de poligenes. Assim, em cada gata, haverá um padrão de pelagem diferente, pois só funcionará um cromossomo X por indivíduo. 4 Gabarito 1- [B] 2- [D] 3- [C] 4- a) Um rebanho de clones seria constituído de indivíduos geneticamente idênticos e igualmente suscetíveis ao impacto ambiental; b) Clonagem natural pode ser observada na formação dos gêmeos univitelinos, mitose em amebas e bipartição bacteriana, entre outros exemplos. 5- a) A probabilidade de Louise ter o genoma mitocondrial do pai é zero. Durante a fecundação, somente o núcleo do espermatozoide penetra no óvulo. As mitocôndrias estão localizadas na peça intermediária do gameta masculino; b) Sim. A ovelha foi clonada a partir do núcleo de uma célula somática da ovelha doadora. Essa célula, originada a partir de um zigoto, portava metade do genoma de origem paterna e metade do de origem materna. 6- a) Os animais produzidos pela técnica I não são iguais, já que são provenientes da fecundação de óvulos diferentes por espermatozoides diferentes. Os animais resultantes dos embriões originados a partir das células separadas de um mesmo zigoto serão geneticamente idênticos; b) A técnica II produzirá clones do animal Y, pois este foi o doador do material genético. 7- [D] A gatinha clonada (Copy Cat) apresenta padrão de coloração do pelo diferente. Isso acontece devido ao processo de inativação aleatória de um de seus cromossomos x quando, nas primeiras clivagens do embrião, forma-se a cromatina sexual (corpúsculo de Barr). 5 O primeiro genoma sintético O texto abaixo descreve, na linguagem coloquial que caracteriza um blog, como foi produzido em laboratório o primeiro genoma “sintético”. Trata-se de um dos feitos científicos mais marcantes da história da biologia molecular e constou como um dos eventos mais marcantes de 2010 nas tradicionais retrospectivas que nossa mídia costuma apresentar ao final de cada ano. Os exames vestibulares também podem querer explorar o significado desse feito, talvez inclusive usando erros comuns apresentados na mídia ao noticiá-lo. Aproveite o texto abaixo, de autoria do ótimo jornalista científico Herton Escobar, para aprender um pouco sobre o que os cientistas fizeram e o que não fizeram (mas que, em alguns veículos, acabou sendo noticiado como feito). Software celular, sintético (Herton Escobar – disponível em: <http://blogs.estadao.com.br/herton-escobar/software-celular-sintetico/>) Muita bobagem foi dita [...] sobre a “vida sintética” criada pelo cientista americano Craig Venter. Então, aqui vai um guia prático para entender (talvez) o que foi feito, o que não foi feito, e quais as implicações disso. O QUE FOI FEITO Os cientistas produziram (sintetizaram) em laboratório uma cópia do genoma de uma bactéria, colocaram esse genoma “sintético” dentro da célula de outra bactéria cujo DNA original havia sido removido, e essa célula, então, “ganhou vida”, assumiu as características da bactéria original (da qual o genoma foi copiado) e passou a se reproduzir normalmente, produzindo, eventualmente, milhões de cópias dela mesma (como faz qualquer bactéria cultivada in vitro). O QUE NÃO FOI FEITO Os cientistas não criaram vida “do nada”. Não transformaram matéria inanimada em matéria viva. Também não produziram uma célula “artificial”, como disse muita gente por aí. O termo “sintético” refere-se ao fato de que o genoma da célula foi sintetizado (confeccionado) em laboratório. Não significa “sintético” como se diz de uma camiseta de lycra comparada a uma camiseta de algodão. O genoma foi confeccionado com moléculas orgânicas idênticas às de qualquer outra célula viva na natureza. Os cientistas também não provaram que Deus não existe nem nada desse tipo. Também não explicaram como a vida começou. “Apenas” mostraram que, de posse dos ingredientes e da receita certa, é possível confeccionar um genoma funcional em laboratório. O QUE HÁ DE IMPORTANTE/INTERESSANTE NISSO? Os ingredientes básicos, nesse caso, são os ácidos nucleicos adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G), que formam a estrutura básica do DNA. [...] Essas moléculas – A, T, C e G – são idênticas em todos os seres vivos. TODOS mesmo. Se você coletar DNA de uma rosa, uma bactéria, uma baleia, um ser humano, um cachorro, uma lagartixa, uma barata, um fungo, um grão de arroz ou uma folha de mogno, o genoma de cada um deles será composto das mesmas bases – A, T, C e G. 6 Os ingredientes químicos da vida são os mesmos para todos os seres vivos. Só o que muda é a receita. Dependendo da quantidade e da ordem de letrinhas, você pode construir qualquer coisa entre uma bactéria e um elefante. Imagine só! Mas o que isso tem a ver com o experimento da célula sintética? Pois bem: o que os cientistas fizeram foi ler a sequência de bases A, T, C e G do genoma de uma bactéria e sintetizar uma cópia desse genoma em laboratório, letrinha por letrinha. Um milhão delas no total. E de onde vieram as bases A, T, C e G para isso? Esses ácidos nucleicos podem ser comprados de várias empresas fornecedoras, como se compra qualquer outro insumo de laboratório. Eles podem ser sintetizados quimicamente (grudando átomos de hidrogênio, nitrogênio e oxigênio) ou purificados de micro-organismos cultivados in vitro. Você liga lá e pede: “Me manda dois vidrinhos de A, um vidrinho de T” e pronto... Eles entregam na sua casa. Os cientistas da equipe de Venter, então, leram a receita do genoma de uma bactéria, reproduziram essa receita em laboratório e botaram essa receita genética dentro de outra bactéria cujo DNA original havia sido previamente removido. Como se você tirasse o motor original de um carro e o substituísse por outro, que você montou na sua garagem. Esse é um ponto importante da pesquisa: os cientistas não produziram uma célula sintética inteira. Ou um carro inteiro. Eles produziram um genoma sintético que foi colocado dentro de uma célula já formada pela natureza e esse genoma funcionou. Botaram o motor sintético dentro de um carro sem motor, e o carro funcionou. O que não é pouca coisa! Na verdade, é muita coisa! Mas é fato que as outras peças necessárias para o carro funcionar (mitocôndrias, ribossomos e outras organelas essenciais) já estavam presentes na célula original para a qual o genoma sintético foi transplantado. Sintetizar o carro inteiro seria algo imensamente mais complicado. Eu diria até impossível! Agora, para entender melhor a importância disso, a melhor analogia é pensar no genoma como um software. Um software que, em vez de 1 e 0, utiliza os códigos A, T, C e G. Há décadas os cientistas já são capazes de transferir genes (pedaços menores do genoma) de um organismo para outro. Agora, reproduzir um genoma inteiro é algo bem diferente. Podemos pensar nos genes como programas aplicativos específicos, tipo Word ou Excel, e no genoma inteiro como um sistema operacional, que faz a máquina toda funcionar e no qual os aplicativos precisam estar inseridos para funcionar também. Foi isso que Craig Venter fez: ele sintetizou, pela primeira vez, o sistema operacional inteiro de uma célula. As aplicações, agora, podem ser muitas. Agora que o processo de programação genética foi “dominado”, torna-se possível alterar essa programação ao gosto do cliente. Você precisa de uma célula que chupe CO2 do ar para combater o aquecimento global? Beleza, vamos programar uma para isso. E você precisa de uma que sintetize etanol via fotossíntese? Vamos programar uma para isso também... E assim por diante. Alguém aí quer encomendar uma célula? Para saber mais sobre o genoma “sintético”, inclusive assistindo a um vídeo em que o cientista responsável explica o trabalho da equipe, veja este outro post: http://ciencianamidia.wordpress.com/2010/05/23/a-bacteria-sintetica-de-craig-venter/ Z:\editoracao\2013\Ped2013\Biologia\Avançada\Ficha 04-3C.docx 7
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