terça-feira, 30 de julho de 2013

Aplicações de tecnologias relacionadas ao DNA a investigações científicas.

  

  1. ENEM - O milho transgênico é produzido a partir da manipulação do milho original, com a transferência, 
    para este, de um gene de interesse retirado de outro organismo de espécie diferente. A característica de interesse será manifestada em decorrência
    A) do incremento do DNA a partir da duplicação do gene transferido.
    B) da transcrição do RNA transportador a partir do gene transferido.
    C) da expressão de proteínas sintetizadas a partir do DNA não hibridizado.
    D) da síntese de carboidratos a partir da ativação do DNA do milho original.
    E) da tradução do RNA mensageiro sintetizado a partir do DNA recombinante.
  2. UFPR - A técnica de hibridização de DNA permite identificar o parentesco que existe entre diferentes organismos. Ela consiste em produzir fragmentos de DNA de um determinado organismo, separar as duas fitas de DNA desses fragmentos e promover a ligação entre esses fragmentos de DNA de fita simples e os fragmentos de DNA de fita simples de outro organismo, correspondente a um mesmo gene para ambos os organismos estudados.
    Para qual dos pares de organismos apresentados abaixo deve ser mais fácil separar as duas fitas de DNA após um processo de hibridização?
    a) Beija-flor e crocodilo.
    b) Minhoca e ouriço-do-mar.
    c) Chimpanzé e humano.
    d) Anêmona e medusa.
    e) Tubarão e lambari.
    Comentário: Na técnica de identificação de parentesco por hibridização de DNA, quanto mais próximas duas espécies estiverem entre si, maior será o número de nucleotídeos complementares entre suas cadeias de DNA, mais “firmes” ficarão, sendo mais difícil separá-las após um processo de hibridização. Dessa forma, deve ser mais fácil separar as duas fitas de DNA após a hibridização entre o DNA de minhoca e de ouriço-do-mar, uma vez que são a dupla de animais com grau de parentesco mais distante entre si.                
  3. 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.
  4. FUVEST - Em vez de sequenciar as bases nitrogenadas de todos os cromossomos de uma
    planta com um genoma muito grande, pesquisadores selecionaram partes desse genoma para sequenciar. Somente as sequencias de DNA que correspondem ao conjunto dos RNA
    mensageiros transcritos no fruto serão estudadas. O DNA a ser sequenciado foi sintetizado em laboratório, tendo como molde as moléculas de RNA extraídas dos frutos.
    a) Se os cientistas fossem sequenciar todo o genoma dessa planta, haveria diferença se o material genético viesse do fruto ou da folha da planta? Justifique.  # Não. Todas as células do vegetal, originadas do desenvolvimento do zigoto, apresentam o mesmo genoma.
    b) No estudo das sequências que tiveram como molde RNA mensageiro, faria diferença se esse RNA mensageiro fosse extraído das folhas ou dos frutos? Justifique.  # Sim. A expressão diferencial dos genes deve produzir diferentes tipos de moléculas de RNA mensageiro.
  5. VUNESP - O primeiro teste de terapia gênica humana utilizou células sanguíneas, pois estas são de fácil obtenção e de fácil reintrodução no corpo. A paciente foi uma menina com a doença da imunodeficiência combinada severa. Esta criança possuía um sistema imune extremamente deficiente e não podia defender-se contra infecções. Sua doença era a mesma que a do "menino da bolha", que viveu sua curta vida em um ambiente estéril. A causa da doença da menina era um defeito em um gene que codifica a enzima adenosina desaminase (ADA). Os cientistas do National Institute of Health dos Estados Unidos coletaram sangue da menina, separaram os linfócitos (células brancas) e usaram um retrovírus para introduzir uma cópia correta do gene nestas células. Então eles reintroduziram os linfócitos na paciente. As células alteradas produziram a enzima que faltava e, hoje, a menina é mais saudável do que antes.
    a) A partir do exemplo apresentado no texto, explique em que consistem, de maneira geral, os tratamentos denominados "terapia gênica". # Alteração de gene para produção de uma proteína normal.
    b) Selecione e transcreva o segmento do texto que justifica a afirmação de que a terapia gênica é um exemplo de engenharia genética. # A causa da doença da menina era um defeito em um gene que codifica a enzima adenosina desaminase (ADA). Os cientistas do National Institute of Health dos Estados Unidos coletaram sangue da menina, separaram os linfócitos (células brancas) e usaram um retrovírus para introduzir uma cópia correta do gene nestas células. Então eles reintroduziram os linfócitos na paciente. As células alteradas produziram a enzima que faltava. 
  6. UFF - Recentes descobertas têm provocado  grande discussão por poderem alterar o futuro do esporte. Nessas pesquisas, foi mostrada a existência de duas proteínas que atuam regulando o crescimento das células musculares: o fator de crescimento IGF-1 e a miostatina. O crescimento muscular é estimulado pelo fator IGF-1 e limitado pela miostatina. A partir desse conhecimento é possível modular o crescimento muscular por meio de vários procedimentos.("Scientific American Brasil", 08/2004)
    Analise os procedimentos a seguir e aponte aquele que poderia promover o desenvolvimento mais duradouro da massa muscular, em indivíduos sedentários, se executado uma única vez, sem deixar vestígios detectáveis em exames de sangue ou urina.
    a) Introduzir nas células musculares novas cópias de RNA mensageiro que codifica o fator IGF-1.
    b) Injetar anticorpos produzidos contra a proteína miostatina.
    c) Introduzir nas células musculares nova cópia do gene do fator IGF-1, utilizando técnicas aplicadas em terapia gênica.
    d) Injetar a proteína miostatina mutada que bloqueia a ação da miostatina normal por competir pelo seu receptor.
    e) Injetar anticorpos produzidos contra o IGF-1.
  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. UEG - As técnicas de engenharia genética podem ser consideradas ferramentas que possibilitam a identificação de pessoas com base na análise do DNA, além de propiciar aconselhamentos genéticos e resolver casos de paternidade desconhecida e problemas criminais.
    Sobre essas técnicas e sua importância, é CORRETO afirmar:
    a) o aconselhamento genético é indicado para casais normais e consanguíneos, em que um
    dos cônjuges recebeu irradiação ionizante ou fez ingestão de drogas mutagênicas.

    b) a terapia gênica, também conhecida como geneterapia, consiste em introduzir genes
    anormais e recombinantes em pessoas que tenham o alelo que causa uma determinada
    doença.
    c) a identificação de pessoas com base na análise do DNA possibilita um nível de certeza similar ao utilizado nas impressões digitais, ambas as técnicas são conhecidas como DNA fingerprint.
    d) a engenharia genética permite alterar a composição gênica dos indivíduos num intervalo de tempo maior, visto que a reprodução seletiva não permite a manipulação de genes. 
  10. PUCMG - Vírus têm sido utilizados como veículo para introduzir genes de interesse em células específicas de um animal vivo. Devido à ação terapêutica desses genes, o processo vem sendo denominado de terapia genética. Recentemente, cientistas conseguiram que ratos gorduchos ficassem magrinhos após injetar nos roedores um 
    gene capaz de transformar as células que armazenam gordura, tornando-as capazes de sinalizar para o cérebro do animal a sensação de saciedade. Um gene que controla a proteína leptina foi colocado dentro de um vírus da gripe desativado, o qual, atuando como "Cavalo de Troia", introduziu o gene nos adipócitos dos roedores que, duas semanas depois, estavam comendo 30% menos e seus adipócitos estavam menores e repletos de mitocôndrias.
    (Texto parcialmente extraído do "Jornal Folha de S. Paulo" de 10/02/04.)
    A utilização de vírus em terapias genéticas, como a descrita acima, é uma realidade nas pesquisas atuais. Assinale a opção INCORRETA.
    a) Genes inseridos no material genético viral podem ser transcritos no interior da célula.
    b) Os vírus apresentam código genético diferente do da célula que invadem.
    c) Alguns vírus têm a capacidade de inserir seu material genético no genoma da célula hospedeira.
    d) É possível torná-los incapazes de se reproduzir no interior da célula infectada.
  11. 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. 
  12. 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. 
  13. 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.  
  14. 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.
  15. 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. 
  16. 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. 
  17. 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. 
  18. 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.  
  19. 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.
  20. UFF - A terapia gênica, uma promessa da biotecnologia moderna, consiste na cura de defeitos genéticos pela introdução de genes normais em células de indivíduos doentes.
    Algumas metodologias em estudo utilizam retrovírus modificados como veículo de introdução do gene desejado. Por exemplo, na ’-talassemia, doença caracterizada pela produção de hemoglobina anormal devido a uma deleção no gene que codifica a cadeia ’ da globina, poderia ser usado um retrovírus modificado, contendo a informação para a síntese da ’-globina. Nesse caso, deveriam ser realizadas três etapas:
    1. coletar células da medula óssea do paciente;
    2. colocar as células coletadas em contato com o retrovírus modificado, para que essas sejam infectadas;
    3. reintroduzir as células infectadas no paciente. A seguir, estão esquematizadas a partícula viral original, antes da manipulação (Esquema I), e quatro diferentes partículas virais modificadas (Esquemas II, III, IV e V).

    - X representa o trecho de ácido nucléico viral, que codifica as proteínas necessárias para a formação de novas partículas virais no interior da célula hospedeira.
    - Y representa o trecho de ácido nucléico introduzido, que contém a informação para a síntese da cadeia ’ da globina.
    - o símbolo esférico e negro, indicado em algumas figuras, indica que a partícula viral contém as enzimas transcriptase reversa e integrase (insere o material genético de origem viral no genoma da célula).
    a) Explique por que, no caso do tratamento da talassemia, as células retiradas da medula óssea são as indicadas para serem infectadas com as partículas virais adequadamente modificadas.  # Nas células da medula óssea existem células precursoras dos eritrócitos. Após receberem a cópia do gene, que codifica a cadeia peptídica da hemoglobina, essas células se diferenciarão em eritrócitos que produzirão a hemoglobina normal.
    # O retrovírus modificado mostrado no esquema IV. Essa partícula viral tem a capacidade de inserir a cópia do gene da cadeia β da hemoglobina no cromossomo das células hospedeiras, porque contém as enzimas transcriptase reversa e integrase. Além disso, não tem a capacidade de produzir novas partículas virais que infectariam as outras células do paciente, pois o trecho X do ácido nucleico do vírus original foi retirado.

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