MAPA - BIO - ENGENHARIA GENÉTICA - 52_2025

CONTEXTUALIZAÇÃO

“[...] Em 1971, foi encontrada e separada a enzima de restrição. O achado rendeu o prêmio Nobel de Medicina de 1978 aos norte-americanos Hamilton Smiths e Daniel Nathans, assim como ao suíço Werner Arber [...]. A descoberta da enzima de restrição possibilitou aos geneticistas a quebra das fitas de DNA. Com isso, tornou-se possível não só mapear os genes, como também transferir material genético em laboratório. Ou seja, a genética moderna não existiria sem o avanço de 40 anos atrás.

Arber conta que a descoberta começou, na verdade, há 50 anos, no início da década de 1960, quando sua equipe estudava uma bactéria e percebeu que ela era resistente aos vírus. Só um em cada 10 mil conseguia fazer mutações em seu material genético. Os cientistas perceberam que a defesa da bactéria era feita por enzimas que reconheciam o DNA do vírus como intruso e o quebravam em fragmentos. A partir daí, o objetivo passou a ser separar essa enzima, o que permitiria alterar sequências de DNA em laboratório. Essa foi a meta atingida em 1971.”

Fonte: Descobridor de técnica que mudou a genética estudava efeitos da radiação. Disponível em: <https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2011/08/descobridor-de-tecnica-que-mudou-genetica-estudava-efeitos-da-radiacao.html>. Acesso em: 18 mar. 2025.

A tecnologia permitiu que a indústria de medicamentos avançasse por meio de ações como o isolamento e sequenciamento do DNA, possibilitando decifrar mutações e criar novos medicamentos. Alterações no DNA, como adições de nucleotídeos, podem causar falhas na produção de proteínas, ressaltando a importância do estudo detalhado do DNA.

Assim, por meio da manipulação genética, a expressão de proteínas de interesse pode ser corrigida. Também, com a função da expressão apenas de determinadas proteínas, "fábricas biológicas" podem ser criadas para sua produção, baseadas no recorte de uma sequência específica.

Desta forma, a atividade proposta visa comparar sequências de DNA normais e mutantes, identificar os erros genéticos com auxílio de enzimas de restrição, e explorar ferramentas para aprimorar a biotecnologia na área da saúde.

Fonte: o professor.

ETAPA 1: Levantamento e análise de dados genéticos

Siga o passo a passo descrito abaixo:

1º passo: Aponte a diferença entre as duas sequências de DNA listadas a seguir e em qual posição está localizada na sequência. Anote essas informações no campo correspondente ao passo 1, no formulário de resposta.

Código 1: GGTAGAAGTACCTACTGTCAG

Código 2: GAATTCGGTAGAAGTACCTACTGTCAG

2º passo: Copie a sequência (linha) do código 1 e vá até o site https://nc3.neb.com/NEBcutter/prj/ . Cole o código 1 no campo: “1. Input or choose sequence” e sem alterar nenhum outro campo, clique em “Submit”. 

3ª passo: Recorte do site a imagem do código com as enzimas de restrições apresentadas, como no exemplo abaixo e cole no campo correspondente ao código, no formulário de resposta.

4º passo: Note que para cada enzima de restrição, há uma região de reconhecimento e a seta indica onde ocorrerá o corte no material genético. Analise as enzimas apresentadas.

5º passo: Anote as enzimas sugeridas para cortar o fragmento de DNA na fita original e na fita alterada, bem como qual a melhor opção de enzima a ser usada na sequência 2. Anote, além das enzimas, os seus respectivos locais de corte.​

6º passo: Repita os passos 2, 3, 4 e 5 para o código 2, clicando em “Create New Project”.​

ETAPA 2: Interpretação e discussão de resultados

Agora, de acordo com os conteúdos trabalhados na disciplina e com as informações coletadas na etapa 1, RESPONDA as questões abaixo:

1) DESCREVA como ficarão os dois fragmentos gerados na sequência 2, antes e após a clivagem da enzima de restrição mais adequada.

2) Utilizando o fragmento de DNA após a clivagem, REALIZE a transcrição da sequência, seguindo a regra de pareamento de bases complementares e TRADUZA a sua sequência de DNA com base nas informações contidas na figura abaixo. Por fim, DESCREVA como será a composição de cadeia de aminoácidos expressada. Anote todos os resultados no campo correspondente, no formulário de resposta.

Para fazer esta etapa, siga o seguinte exemplo:

FRAGMENTO 1

DNA Fita molde: GGTCAAGCTAATAAGGGCTAA

Fita Codificante: CCAGTTCGATTATTCCCGATT (FITA COMPLEMENTAR INVERSA)

Transcrição:

mRNA: CCAGUUCGAUUAUUCCCGAUU

Tradução:

CCA → Pro (Prolina)

GUU → Val (Valina)

CGA → Arg (Arginina)

UUA → Leu (Leucina)

UUC → Phe (Fenilalanina)

CCG → Pro (Prolina)

AUU → Ile (Isoleucina)

Proteína resultante: Pro-Val-Arg-Leu-Phe-Pro-Ile

FRAGMENTO 2

DNA Fita molde: GGTCAAGCTAATAAGGGCTAAAGC

Fita Codificante: GCTTTAGCCCTTATTAGCTTGACC (FITA COMPLEMENTAR INVERSA)

Transcrição:

mRNA: GCUUUAGCCCUUAUUAGCUUGAAC

Tradução:

GCU → Ala (Alanina)

UUA → Leu (Leucina)

GCC → Ala (Alanina)

CUU → Leu (Leucina)

AUU → Ile (Isoleucina)

AGC → Ser (Serina)

UUG → Leu (Leucina)

AAC → Asn (Asparagina)Proteína resultante: Ala-Leu-Ala-Leu-Ile-Ser-Leu-Asn