Aplicações de tecnologias relacionadas ao DNA a investigação criminal e identificação de indivíduos.

  

1. UFOP - Um avião da companhia Air France que havia decolado na noite do domingo, 30 de maio de 2009, do Rio em direção a Paris, desapareceu com 228 pessoas a bordo - 216 passageiros e 12 tripulantes. Segundo boletim mais recente, divulgado pela secretaria, foram identificados 43 dos 50 corpos, entre brasileiros e estrangeiros. A pedido dos familiares, as identidades das vítimas foram mantidas em sigilo. Peritos do IML e representantes da Secretaria de Defesa Social de Pernambuco informaram que a identificação dos corpos restantes será feita a partir de exames de DNA.
   (Texto adaptado de matérias do jornal Folha de São Paulo, de 01/06 e 10/06/2009.)
   Com base no texto, responda às questões propostas.
   a) Por que é possível a identificação de corpos utilizando-se a molécula de DNA? # A identificação de corpos utilizando-se a molécula de DNA é possível porque o DNA contém regiões polimórficas em que há repetições particulares para cada pessoa. Enzimas de restrição (endonucleases) fazem a fragmentação do filamento de DNA, produzindo fragmentos de tamanhos variáveis que, após a análise de seu padrão eletroforético, podem ser utilizados para a identificação de pessoas.
   b) Seria necessário incluir amostras de parentes das vítimas (pai, mãe, irmãos) durante as análises para a identificação dos corpos? Por quê?  # Sim. É necessário incluir parentes das vítimas porque as amostras de DNA da vítima precisam ser comparadas com as dos parentes para que ocorra a identificação do perfil familiar e assim seja possível identificar o corpo.      
2. ENEM - Segundo Jeffrey M. Smith, pesquisador de um laboratório que faz análises de organismos geneticamente modificados, após a introdução da soja transgênica no Reino Unido, aumentaram em 50% os casos de alergias. “O gene que é colocado na soja cria uma proteína nova que até então não existia na alimentação humana a qual poderia ser potencialmente alergênica", explica o pesquisador.
   Correio do Estado/MS. 19 abr. 2004 (adaptado).
   Considerando-se as informações do texto, os grãos transgênicos que podem causar alergias aos indivíduos que irão consumi-los são aqueles que apresentam, em sua composição, proteínas
   A) que podem ser reconhecidas como antigênicas pelo sistema imunológico desses consumidores. 
   B) que não são reconhecidas pelos anticorpos produzidos pelo sistema imunológico desses consumidores.
   C) com estrutura primária idêntica às já encontradas no sistema sanguíneo desses consumidores.
   D) com sequência de aminoácidos idêntica às produzidas pelas células brancas do sistema sanguíneo desses consumidores.
   E) com estrutura quaternária idêntica à dos anticorpos produzidos pelo sistema imunológico desses consumidores. 
3. ENEM - Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que variações anatômicas entre os animais fossem consequência de diferenças significativas entre seus genomas. Porém, os projetos de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-se que 99% do genoma de um camundongo é igual ao do homem, apesar das notáveis diferenças entre eles. Sabe-se também que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção e na definição 
   das formas do corpo. O restante, possivelmente, constitui DNA não-codificante. Como explicar, então, as diferenças fenotípicas entre as diversas espécies animais? A resposta pode estar na região não-codificante do DNA.
   S. B. Carroll et al. O jogo da evolução. In: "Scientific American Brasil", jun./2008 (com adaptações)
   A região não-codificante do DNA pode ser responsável pelas diferenças marcantes no fenótipo porque contém
   a) as sequências de DNA que codificam proteínas responsáveis pela definição das formas do corpo.
   b) uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência de aminoácidos que formam o gene.
   c) centenas de aminoácidos que compõem a maioria de nossas proteínas.
   d) informações que, apesar de não serem traduzidas em sequências de aminoácidos, interferem no fenótipo.
   e) os genes associados à formação de estruturas similares às de outras espécies.
   Comentário: Algumas moléculas de DNA não codificante estão envolvidas na regulação da atividade de regiões codificantes. 
4. PUCMG - A anemia falciforme é uma das doenças hereditárias mais comuns no Brasil, afetando igualmente homens e mulheres. A primeira pista sobre a natureza da alteração molecular da hemoglobina falcêmica (HbS) foi obtida por Linus Pauling e colaboradores, que usaram eletroforese (processo de separação de proteínas diferentes) para comparar HbS com a hemoglobina de adulto normal, a Hb A.
   Uma eletroforese foi executada com cinco amostras de sangue (I, II, III, IV e V), retiradas de diferentes pelo casal.
   Sabendo que a amostra I pertence ao pai, é correto afirmar, EXCETO:
   
   a) A mostra de sangue III certamente pertence a uma das filhas do casal.
   b) A filha adotada pode ser heterozigota desde que a mãe adotiva seja homozigota.
   c) Se a mãe for heterozigota para os alelos que determinam a anemia falciforme, a amostra V pertence à filha adotada.
   d) Se a amostra V foi retirada da mãe, a amostra III só pode ter sido retirada da filha adotada. 
5. ENEM - Uma vítima de acidente de carro foi encontrada carbonizada devido a uma explosão. Indícios, como certos adereços de metal usados pela vítima, sugerem que a mesma seja filha de um determinado casal. Uma equipe policial de perícia teve acesso ao material biológico carbonizado da vítima, reduzido, praticamente, a fragmentos de ossos. Sabe-se que é possível obter DNA em condições para análise genética de parte do tecido interno de ossos. Os peritos necessitam escolher, entre cromossomos autossômicos, cromossomos sexuais (X e Y) ou DNAmt (DNA mitocondrial), a melhor opção para identificação do parentesco da vítima com o referido casal. Sabe-se que, entre outros aspectos, o número de cópias de um mesmo cromossomo por célula maximiza a chance de se obter moléculas não degradadas pelo calor da explosão. Com base nessas informações e tendo em vista os diferentes padrões de herança de cada fonte de DNA citada, a melhor opção para a perícia seria a utilização
   a) do DNAmt, transmitido ao longo da linhagem materna, pois, em cada célula humana, há várias cópias dessa molécula.
   b) do cromossomo X, pois a vítima herdou duas cópias desse cromossomo, estando assim em número superior aos demais.
   c) do cromossomo autossômico, pois esse cromossomo apresenta maior quantidade de material genético quando comparado aos nucleares, como, por exemplo, o DNAmt.
   d) do cromossomo Y, pois, em condições normais, este é transmitido integralmente do pai para toda a prole e está presente em duas cópias em células de indivíduos do sexo feminino.
   e) de marcadores genéticos em cromossomos autossômicos, pois estes, além de serem transmitidos pelo pai e pela mãe, estão presentes em 44 cópias por célula, e os demais, em apenas uma.
   Comentário: O DNA mitocondrial é o mais indicado para ser usado nesse caso. Como uma única célula pode conter várias mitocôndrias, esta pode fornecer várias cópias de um único cromossomo. 
6. UFRJ - Uma técnica usada como uma ferramenta da taxonomia emprega a seguinte abordagem: extrai-se o ADN de um organismo e este é, então, marcado com fósforo radioativo. O ADN radioativo é então desnaturado (suas cadeias são separadas por calor) e posto em contato com o ADN de um outro organismo, igualmente desnaturado, porém não radioativo. Após a hibridação (reassociação formando moléculas híbridas), é possível medir quanto ADN radioativo existe num ADN de cadeia dupla. Foi feito um experimento em que o ADN do organismo 1 (ADN radioativo) foi "hibridado" com o ADN não radioativo de três outros organismos, obtendo-se os seguintes resultados:
   ADN do organismo 1 + ADN do organismo 1 = 100% de radioatividade no ADN híbrido
   ADN do organismo 1 + ADN do organismo 2 = 10% de radioatividade no ADN híbrido
   ADN do organismo 1 + ADN do organismo 3 = 40% de radioatividade no ADN híbrido
   ADN do organismo 1 + ADN do organismo 4 = 85% de radioatividade no ADN híbrido
   Qual o organismo que pertence à mesma espécie do organismo 1? Justifique sua resposta. # O organismo 4. A quantidade de radioatividade no ADN híbrido é diretamente proporcional à homologia entre as cadeias do ADN, logo o indivíduo 4 tem maior homologia com o indivíduo 1. Espera-se encontrar maior homologia entre indivíduos da mesma espécie. 
7. CPS - Um par de esqueletos humanos, datados pelos arqueólogos como sendo do período Neolítico (com 5 ou 6 mil anos), foi encontrado perto de Mantova, Itália, num eterno abraço.
   
   O DNA mitocondrial, presente no citoplasma das células, é de herança materna, posto que o citoplasma do zigoto provém do óvulo. Esse DNA sofre poucas modificações e, por essa razão, vem sendo utilizado em muitos estudos antropológicos. Se, no caso do achado arqueológico na Itália, for constatado que o DNA das mitocôndrias dos dois esqueletos são diferentes, pode-se concluir que se trata de
   a) mãe e filho.
   b) mãe e filha.
   c) irmão e irmã.
   d) gêmeos fraternos.
   e) filhos de mães diferentes. 
8. PUCMG - A vacina de DNA é a mais recente forma de apresentação de antígeno que veio revolucionar o campo da vacinologia. O processo envolve a inoculação direta do DNA plasmidial, que possui o gene codificador da proteína antigênica, que será expressa e produzida no interior das células do indivíduo. Esse tipo de vacina apresenta uma grande vantagem sobre as demais, pois fornece para o hospedeiro a informação genética necessária para que ele fabrique o antígeno preservando todas as suas características importantes na indução de uma resposta imune eficiente. Isso sem gerar os efeitos colaterais que podem aparecer quando são utilizados patógenos vivos, ou os problemas proporcionados pela produção das vacinas de subunidades em microorganismos. (Fonte: Desenvolvimento de vacinas gênicas. "Scientific American", 1999.)
   Com base no texto, foram feitas as seguintes afirmações:
   I. A imunidade desenvolvida pela vacina de DNA não é imediata, mas é de longa duração.
   II. O indivíduo geneticamente vacinado passa a produzir tanto os antígenos quanto os anticorpos.
   III. Patógenos vivos não podem ser usados como vacina, pois não determinam imunidade e sim doenças.
   IV. Os antígenos produzidos pelo DNA plasmidial são capazes de combater patógenos que infectem o hospedeiro.
   São afirmações CORRETAS:
   a) I e II          b) II e IV          c) III e IV          d) I e III 
9. UNIFESP - Leia os dois textos a seguir. No futuro, será possível prescrever uma alimentação para prevenir ou tratar doenças como obesidade e diabetes, baseando-se na análise do CÓDIGO GENÉTICO de cada paciente (...). ("Veja", 20.06.2007.)
   Hiasl e Rosi são chimpanzés (...), seus representantes legais reivindicam a equiparação de seus direitos aos dos 'primos' humanos, com quem têm em comum quase 99% do CÓDIGO GENÉTICO (...). ("Época", 25.06.2007.)
   O código genético é universal, ou seja, é o mesmo para todos os organismos. Portanto, a utilização desse conceito está incorreta nos textos apresentados. O conceito que substitui corretamente a expressão CÓDIGO GENÉTICO nos dois textos é:
   a) genoma.
   b) carga genética.
   c) genoma mitocondrial.
   d) sequência de aminoácidos.
   e) sequência de nucleotídeos.  
10. UFU - Dentre as aplicações atuais da genética molecular, temos os testes de identificação de pessoas por meio do DNA. Essa técnica, que pode ser usada para identificar suspeitos em investigações policiais, consiste em detectar e comparar sequências repetitivas ao longo de trechos da molécula de DNA, regiões conhecidas como VNTR (número variável de repetições em sequência).
    A figura abaixo ilustra os padrões de VNTRs de quatro pessoas envolvidas ( uma vítima (V) e 3 suspeitos (S1, S2 e S3) em uma investigação policial e de uma prova (P) coletada no local do crime:
    
    Considerando as afirmações e a figura acima apresentada, responda:
    A) A qual dos suspeitos (S1, S2 ou S3) pertence a prova (P)? Justifique a sua resposta. # A prova (P) pertence ao suspeito 3 (S3), pois os padrões de VNTRs (bandas escuras) em P e S3 são iguais.
    B) Que tipo de material pode ser coletado e servir de prova em um caso como esse?  # Um teste como esse geralmente é feito a partir do DNA extraído de uma amostra de sangue, mas qualquer célula nucleada poderá ceder material genético para esse exame.
    C) Por que os resultados desse tipo de análise têm alto grau de confiabilidade?  # Como o padrão genético é diferente para cada pessoa (com exceção dos gêmeos univitelínicos), a quebra do DNA de uma pessoa com enzimas de restrição produzirá um padrão de fragmentos típico para cada pessoa, conferindo um grau de confiabilidade que ultrapassa 99,9% para esse tipo de análise. 
11. UFSCAR - ... Assim como uma receita de bolo é composta de diversas instruções, o genoma também é composto de milhares de comandos, que chamamos genes. Aliás, cada ser vivo tem sua própria receita, seu próprio GENOMA.... Cada um de nossos genes, composto por uma sequência específica de DNA, é uma instrução dessa receita. Entretanto, podem existir "versões" diferentes para cada gene, formas diferentes de uma mesma instrução...
    (Lygia da Veiga Pereira, "Sequenciaram o genoma humano...E agora?" 2001. Adaptado)
    a) Através de qual processo se originam as "versões" diferentes de cada gene a que se refere a autora?  # As mutações são responsáveis pelas versões  diferentes de cada gene.
    b) No texto, a palavra destacada GENOMA poderia ser substituída por código genético? Justifique.  # Não. Código genético refere-se a sequências de bases nitrogenadas (códons) que codificam os aminoácidos de uma proteína. 
12. CPS - Segundo a doutora Mayana Zats (USP) um estudo recente com células-tronco retiradas da medula e injetadas no coração da própria pessoa, o "autotransplante", sugere uma melhora aparente do quadro clínico em pacientes com insuficiência cardíaca.
    (adaptado de http://www.estadao.com.br/educando/noticias/2004/mai/10/69.htm)
    Enquanto as demais células do organismo só podem fazer parte de um tecido específico, a "célula-tronco" tem a capacidade especial de se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo. Por reprodução ela gera células, cromossomicamente e geneticamente, idênticas a si mesma. Por essa razão seu uso para a cura de doenças é bastante promissor, a não ser nas doenças genéticas.
    Assinale a alternativa que aponta uma limitação do uso de célula-tronco para "possível e futura" cura de doenças genéticas.
    a) As células-filhas geradas por ela são cromossomicamente e geneticamente diferentes da célula-mãe originando, portanto, tecidos diferentes daquele que se deseja.
    b) As células-filhas geradas são cromossomicamente e geneticamente iguais à célula-mãe inclusive no caso de haver gene "defeituoso".
    c) No Brasil não há permissão para o desenvolvimento de pesquisas com célula-tronco, qualquer que seja a sua origem.
    d) A célula-tronco só pode ser obtida por clonagem terapêutica, prática que, segundo a Comissão Técnica Nacional de Biotecnologia (CTNBio), provoca mutações e malformações.
    e) O Brasil não tem cientistas especializados para a realização desse tipo de pesquisa.  
13. UFRJ - No início do projeto do genoma humano, havia duas estratégias a considerar:
    I) sequenciar o ADN total dos cromossomos diretamente;
    II) extrair todos os ARNs mensageiros, produzir ADN a partir desses ARNs mensageiros e sequenciar apenas esse ADN. Nos dois casos, a técnica de sequenciamento era a mesma. Por que a segunda estratégia é mais rápida e, portanto, mais econômica? 
    # No caso do sequenciamento direto do ADN, os resultados revelam tanto a sequência das regiões codificadoras (os genes) quanto a das não codificadoras, que representam quase 90% do genoma. Com a segunda estratégia são sequenciados somente os genes, isto é, regiões codificadoras.
    # A segunda estratégia é mais rápida e, portanto mais econômica pois o sequenciamento do ADN obtido de moléculas de ARN envolve apenas a regiões codificantes do material genético, os chamados EXONS, não havendo o sequenciamento das regiões não codificantes do material genético, os chamados ÍNTRONS, que podem corresponder até 95% das moléculas de ADN das células eucariotas. Isso pois o ARN, após transcrito, sofre um processamento que promove a remoção de íntrons e recomposição dos éxons, levando a formação de uma molécula de ARN mensageiro que possui apenas as regiões codificantes e de interesse para o pesquisador.  
14. UFRJ - Em Junho de 2001, foi publicada a sequência quase completa do genoma humano. Esse projeto contou com a participação de diversos laboratórios, que individualmente determinaram a sequência de vários trechos diferentes do ADN de todos os cromossomos, a partir da amostra de somente um indivíduo, que permaneceu anônimo. Sabe-se, no entanto, que o ADN era de um indivíduo do sexo masculino. Por que foi importante determinar a sequência do ADN de um homem e não de uma mulher? # 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. 
15. UFRJ - Uma das primeiras experiências de terapia genética foi realizada com indivíduos hemofílicos cujo gene para o fator VIII de coagulação era defeituoso. Na terapia foram retiradas células da pele do paciente. Estas células receberam cópias do gene normal para o fator VIII e foram posteriormente reintroduzidas no indivíduo. Os resultados mostraram um aumento significativo na produção do fator VIII nos indivíduos tratados. Supondo que o indivíduo tratado venha a ter filhos com uma mulher cujos genes para o fator VIII sejam defeituosos, existe possibilidade de nascimento de uma criança não hemofílica? Justifique sua resposta. # Não há possibilidade de nascer uma criança não hemofílica, pois ambos os pais são hemofílicos e a terapia genética altera somente células somáticas e os gametas são produzidos por células da linhagem germinativa. 
16. UFU - CONVERSÃO CELULAR: Cientistas israelenses induzem células hepáticas a produzir insulina em laboratório e propõem técnica para tratar diabetes tipo 1. De acordo com a técnica esquematizada a seguir, células de fígado são cultivadas em laboratório. Um vírus é inserido nas células, contendo um gene que, em células do pâncreas, está ligado à produção de insulina. As células se diferenciam em cultura, ficando mais parecidas com as que existem no pâncreas (células beta). Os cientistas acreditam que as células transformadas possam futuramente ser usadas no combate ao diabetes tipo 1.
    
    Com relação ao procedimento descrito, responda os itens a seguir.
    a) Cite UMA desvantagem do uso de vírus como vetores de terapia gênica. # A possibilidade de não ocorrer a incorporação do gene relacionado à produção do hormônio ou provocar alterações genéticas indesejáveis nas  células do fígado.
    b) Qual é a vantagem da terapia gênica descrita, quando comparada ao tratamento de diabéticos com transplante de células de pâncreas de indivíduos mortos?  # Maior grau de confiabilidade, supondo que o gene que será inserido nas células do fígado deve induzir a produção de insulina com maior eficiência. Células de outros indivíduos podem provocar rejeição e, neste caso, não apresentar a mesma eficiência na produção de insulina.  
17. FGV - CONSÓRCIO DECIFRA GENOMA DO CHIMPANZÉ. As diferenças no DNA de humanos e chimpanzés são de apenas 4% dos quase 3 bilhões de bases (letras químicas A, T, C e G) que compõem ambos os genomas. E boa parte dessas modificações se deu de maneira trivial ao longo dos cerca de 6 milhões de anos transcorridos desde o ancestral comum de ambos, com a mera troca de uma letra num gene, a duplicação de um conjunto de letras qualquer ou a deleção de outro. Quando se olha para os genes em si - isto é, os trechos de DNA que se traduzem em alguma função, como a síntese de proteínas -, nós e esses grandes macacos africanos somos 99% iguais.
    
    ("Folha de S.Paulo", 01.09.2005)
    A despeito da similaridade genética, continua-se considerando que homens e chimpanzés são espécies diferentes, que apresentam características diferentes. Desse modo, em função das informações do texto, pode-se dizer que a maior contribuição para a diferença fenotípica entre essas espécies seja devida à
    a) sequência de bases nitrogenadas no DNA.
    b) quantidade de DNA presente no núcleo das
    células desses organismos.
    c) quantidade de lócus gênicos.
    d) expressão diferenciada dos genes.
    e) sequência de aminoácidos das proteínas.